La chlorophylle a fluorescence (ChlF) a été un outil essentiel dans la compréhension de la photochimie végétale, offrant un aperçu des processus de transfert d’énergie au sein des chloroplastes et de l’efficacité du photosystème II (PSII). Les chercheurs se sont appuyés sur la quantification du ChlF au moyen de mesures spécifiques telles que F0, Fm et Fv dans diverses conditions d’éclairage pour évaluer les activités photosynthétiques.
Néanmoins, la technique se heurte à des obstacles en raison des incertitudes intrinsèques liées à l’évaluation de l’ampleur absolue du ChlF et de la fluctuation des niveaux de référence affectés par les conditions environnementales. Cela complique l’interprétation des données ChlF et leur corrélation avec l’efficacité photosynthétique.
Phénomique des plantes recherche publiée intitulée « Analyse dynamique de la fluorescence de la chlorophylle a en réponse à des excitations variables dans le temps lors d’une forte illumination actinique et application pour sonder la perte d’eau des plantes« .
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une approche dynamique pour mesurer la fluorescence de la chlorophylle a (ChlF) dans les plantes en utilisant une séquence binaire pseudo-aléatoire (PRBS) comme excitation d’éclairage à fréquences multiples variable dans le temps sous une forte lumière actinique. Cette méthode a permis d’observer les réponses ChlF non seulement dans le domaine temporel mais aussi, plus important encore, dans le domaine fréquentiel, en mettant l’accent sur les variations de gain d’amplitude à différentes fréquences.
En analysant ces réponses dans des conditions de niveaux d’humidité variables, l’étude a révélé des informations significatives sur l’impact de la trempe non photochimique (NPQ) et de la perte d’humidité sur la dynamique du ChlF. Les résultats ont révélé que les activités NPQ introduisent une non-linéarité et une non-stationnarité dans les réponses ChlF, affectant particulièrement les réponses basse fréquence inférieures à 0,03 rad/s, qui présentent une corrélation linéaire avec les niveaux de NPQ.
Cette corrélation suggère que le gain basse fréquence pourrait servir de mesure compensatoire aux variabilités rencontrées dans les mesures ChlF. En outre, l’étude a démontré que, même si le gain d’amplitude à basse fréquence fournit un lien direct avec le NPQ, le gain à haute fréquence est plus étroitement corrélé à la perte d’humidité de la plante, ce qui suggère que le NPQ et l’état hydrique influencent de manière marquée la cinétique du ChlF de manière non linéaire.
En résumé, cette recherche souligne non seulement la complexité des réponses du ChlF dans diverses conditions environnementales, mais présente également un nouveau cadre méthodologique qui exploite les caractéristiques dynamiques du ChlF pour améliorer la précision et l’utilité des mesures du ChlF dans la recherche physiologique des plantes.
Les résultats plaident en faveur de l’utilisation de l’analyse du domaine fréquentiel pour mieux tenir compte des variations des mesures de ChlF induites par une forte illumination actinique, offrant ainsi une voie vers l’atténuation de ces variabilités et l’amélioration de la fiabilité du ChlF en tant qu’outil d’évaluation de la santé des plantes et des réponses au stress.
Plus d’information:
Junqing Chen et al, Analyse dynamique de la chlorophylle et de la fluorescence en réponse à des excitations variables dans le temps lors d’une forte illumination actinique et application pour sonder la perte d’eau des plantes, Phénomique des plantes (2024). DOI : 10.34133/plantphenomics.0151