[发明专利]一种气孔空间分布分析方法

说明书

本发明公开了一种气孔空间分布分析方法，本方法利用印迹法取出气孔印迹样品，通过电镜扫描得到气孔电镜扫描结构照片，使用x：y坐标表示的气孔点，利用空间统计分析方法Ripley’s K方程，并采用蒙特卡洛算法模拟随机分布点1000次，确定95％的可信任区间，最后将空间模式描述为集中、随机或规则。本方法提供一种稳定、易于理解的技术来分析气孔空间分布的方法，从而为进一步了解在外界环境影响下，气孔变化对光合作用的影响，为探讨植物/作物生理生态过程中气孔对环境的响应机理提供了分析方法。

技术领域

本发明属于测植物生理生态参数技术领域，具体地说，涉及一种气孔空间分布分析方法。

背景技术

气孔是植物光合作用器官叶片等与外界进行CO₂、O₂、和H₂O等气体交换的最主要的通道，光合作用的基本底物CO₂主要是通过气孔从周围空气中进入光合器官的。因此，在不同的环境下，精确的测量气孔特征对了解作物生理过程是非常重要的。在叶片的发育过程中，气孔是伴随非对称细胞分裂和细胞分化的过程而形成。这一时期，叶片气孔密度和气孔空间分布是被基因所控制。然而，气孔的发育也受环境因素的影响。例如，辐射的强度、湿度、温度、二氧化碳浓度和大气中的臭氧水平、土壤水分和营养状况能够改变气孔内部结构和叶位。

表皮气孔的空间分布的异质性是植物的一个特征，然而很少有已发表的研究提供关于叶片表面气孔的数量、大小和位置的详细信息。而且，最常用的抽样方法不允许对气孔的空间特征进行统计分析，典型的分析是基于均值的方差，这可能导致信息的丢失，从而影响对过程的理解。研究发现，尽管每个气孔周围存在排斥性距离，但发育气孔的空间分布是随机的。然而，随机一词是否是作者在严格的数学意义上使用尚不清楚。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种气孔空间分布分析方法，本发明的分析方法是一种稳定、易于理解的技术来分析气孔空间分布的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种气孔空间分布分析方法，利用印迹法取出气孔印迹样品，通过电镜扫描得到气孔电镜扫描结构照片，使用x：y坐标表示的气孔点，利用空间统计分析方法Ripley’s K方程，并采用蒙特卡洛算法模拟随机分布点1000次，确定95％的可信任区间，最后将空间模式描述为集中、随机或规则。

可选地，包括以下步骤：

1)利用无色透明的指甲油涂于待测植物叶片的中部，待指甲油晾干后采集气孔印迹样品制取临时装片；

2)利用可拍照的光学显微镜对气孔印迹样品进行观察和拍照，随机选择5个视野，每个视野下拍3张照片，即得到15张气孔分布照片，每张照片添加比例尺；

3)将拍到的分布照片导入Auto CAD中进行气孔点矢量化，每个气孔都是叶片表面上分布的单点，气孔开口的最中间位置为该单点的位置，并记录该点的x，y坐标；

4)将得到每张照片气孔的坐标值转化为真实的坐标值；

5)利用空间统计分析方法Ripley’s K方程对每张图片上气孔分布状态进行空间分析，并采用蒙特卡洛算法模拟随机分布点1000次，确定95％的可信任区间，最后将空间模式描述为集中、随机或规则；

6)整理数据，求出各列数据的平均值即Lhat(t)，上下边界值；在Excel中利用散点图画出气孔空间分布格局图。

可选地，所述的气孔印迹样品为被指甲油覆盖的面积为5mm×15mm的植物叶片。

可选地，所述步骤5)中的利用空间统计分析方法Ripley’s K方程对每张图片上气孔分布状态进行空间分析，并采用蒙特卡洛算法模拟随机分布点1000次，确定95％的可信任区间，最后将空间模式描述为集中、随机或规则具体为：