Käynnissä olevat hankkeet:
Projekti ”Kustannustehokkaat menetelmät kasvillisuuden elinvoiman ja tuottavuuden arvioimiseksi suuressa mittakaavassa: sidosryhmien osallistaminen ja pilottikokeet” eli ”Vihreävalo” on kaksivuotinen hanke (lokakuu 2016 – syyskuu 2018). Projektin oma sivu
FLUO-SYNTHESIS: klorofyllifluoresenssista fotosynteesiin – suurempaan mittakaavaan. Viisivuotinen hanke, jota rahoittaa Suomen Akatemia osana A. Porcar-Castellin akatemiatutkijan rahoitusta. Hankkeen tavoitteena on luoda uutta mekanistista ymmärtämystä ja kehittää uusia menetelmiä siihen, miten (auringon indusoiman) klorofyllifluoresenssin mittauksista voidaan saada selville kasvin fotosynteesi.
Fluoresenssin ja fotosynteesin suhde tunnetaan lehtitasolla ja lyhyellä aikaskaalalla hyvin, ja aktiivisia mittausmenetelmiä on kehitetty pitkälle (esim. PAM fluorometri). Auringon indusoiman fluoresenssin tulkinnassa tarvitaan passiivisia mittausmenetelmiä, on ymmärrettävä vuodenaikaisia ja latvustotason mittauksia, joissa optisesti keskenään erilaisia signaaleja antavat lehdet luovat yhdessä koko latvuksen optisen signaalin. Esimerkiksi kuvassa alla esitetty fotosynteesin energian hetkellinen jakautuminen muuttuu sekä tilan, ajan, lajin ja stressitekijöiden vaikutuksesta, sillä nämä kaikki vaikuttavat fluoresenssin ja hiilensidonnan väliseen suhteeseen. Fluo-synthesis -hankkeessa kuvaamme ja mallinnamme tätä vaihtelua.
Kuva: Fotosynteettisen energian jakautuminen lehdessä. Lehteen osuva fotosynteettisesti aktiivinen säteily (PAR-säteily) jakautuu a. heijastuvaan, eteenpäin välittyvään ja absorboituvaan (APAR) säteilyyn. Ne pigmentit, jotka absorboivat APAR-säteilyn osuuden, voivat linkittyä joko fotosysteemi II:seen (PSII) tai fotosysteemi I:seen (PSI) (b). Näihin absorboituvat osuudet ALFA (PSII) ja BETA (PSI). Fotosysteemi kakkoseen absorboitunut säteily (c) voidaan käyttää elektroninsiirtoketjussa (LET), tai se voi muuttua lämmöksi ja säteillä ulos (NPQ), tai se voi säteillä eteenpäin klorofyllifluoresenssina. Samoin fotosysteemi ykköseen absorboitunut energia (d) voi siirtyä elektroninsiirtoketjuun tai sykliseen elektroninsiirtoketjuun (CET), muuttua lämmöksi, tai säteillä eteenpäin klorofyllifuoresenssina. LET- ja CET- elektroninsiirtoketjujen välistä energian jakautumista voidaan käyttää mm. ATP:n ja NADPH:n välisen suhteen säätämiseen riippuen mitä kasvin aineenvaihduntaan tarvitaan (e). Tuotettu ATP ja NADPH käytetään (f) ilmakehän hiilen sidontaan, valohengitykseen tai vaihtoehtoisiksi energianieluiksi.
Yleinen säteilyn siirtymismalli latvuksen fotosynteesin valonkäytön arviointiin fotokemiallisen heijastavuusindeksin avulla: fysikaalisten ja fysiologisten tekijöiden yhdistäminen. Kolmivuotinen Helsingin Yliopiston rahoittama hanke (vastuullinen tutkija A. Porcar-Castell). Hankkeen tavoitteena on soveltaa säteilyn siirtymismallia latvuksen fotosynteesin valonkäytön tehokkuuden estimointiin fotokemiallisen heijastavuusindeksin avulla. Fotokemiallinen heijastavuusindeksi integroi sekä fysikaaliset että fysiologiset tekijät. Yhdistämme säteilyn siirtymismallin ja prosessipohjaisia malleja lehtitasolla, ja siirrämme ja testaamme niitä latvusmittakaavassa.