Photosynthetic capacity of three phytoplanktonic species measured by a pulse amplitude fluorometric method

Abstract

During photosynthesis, absorbed energy that is not used in photochemical reactions dissipates as fluorescence. Fluorescence provides important information on the physiological conditions of the studied organisms and its measurement is widely used by plant physiologists and can be valuable in phytoplankton studies. We describe a method adapting a plant fluorometric equipment to measure the photosynthetic capacity of microalgae. Unialgal cultures of three planktonic chlorophytes were exposed to 3(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU), an inhibitor of photosystem II, at concentrations of 0.1, 1.0 and 10.0 µmol.L -1. Estimates were made of photosynthetic parameters, including operational and potential photosystem II quantum yield and electron transport rate between photosystems, using algal cells concentrated on glass-fiber filters. The technique allowed reliable measurements of fluorescence, and detection of distinct levels of inhibition. Physiological or morphological characteristics of the selected species might provide an explanation for the observed results: differences on the surface/volume ratio of the cells and colony morphology, for example, were associated with contrasting resistance to the toxicant. To characterize inhibition on phytoplanktonic photosynthesis, we suggest operational quantum yield and electron transport rate as best parameters, once they were more sensitive to the DCMU toxicity.Key words: chlorophytes photosynthesis, Electron Transport Rate, phytoplankton. resUMoDurante os eventos fotossintéticos, a energia absorvida que não é usada em reações fotoquímicas pode ser dissipada como fluorescência. Sua medida fornece importantes informações acerca das condições fisiológicas dos organismos, sendo amplamente utilizada na fisiologia vegetal e podendo ser valiosa nos estudos do fitoplâncton. Este estudo descreve um método no qual um equipamento elaborado para a realização de medidas de fluorescência em plantas é utilizado para medir a capacidade fotossintética de microalgas. Culturas unialgais de três clorófitas planctônicas foram expostas a três concentrações de 3(3,4-diclorofenil)-1,1-dimetiluréia (DCMU), um inibidor do fotossistema II. Foram quantificados alguns parâmetros fotossintéticos, como os rendimentos quânticos efetivo e potencial do fotossistema II e a taxa de transporte de elétrons entre os fotossistemas. Para tal, as células algais foram concentradas em filtros de fibra de vidro. Esta técnica permitiu a quantificação da fluorescência proveniente do aparato fotossintético destas microalgas, possibilitando a detecção de diferentes níveis de inibição, segundo a espécie. Características fisiológicas ou morfológicas das espécies poderiam justificar os resultados observados: diferenças na razão superfície/volume das células e na forma das colônias, por exemplo, foram associadas aos níveis distintos de resistência ao DCMU. Para a avaliação da inibição da fotossíntese fitoplanctônica, nós sugerimos o rendimento quântico efetivo e a taxa de transporte de elétrons como os parâmet...

WITHDRAWN: Leveraging Leaf Spectroscopy to Identify Drought-Resistant Soybean Cultivars

“…Fm´-F × PAR × 0.5 Fm (2) where Fm´-F/Fm is the photochemical yield in the light, PAR is the photosynthetically active irradiation, 0.5 is a multiplicative factor used because only half of the absorbed quanta are distributed to the Photosystem II (Figueredo et al, 2009).…”