光对于光合作用、植物生长和发育至关重要。它是最具活力的非生物因素之一，因为光强度不仅在一个季节或一天的过程中发生变化，而且还会根据云层覆盖以不可预测的方式快速变化。在叶子水平上，光强度也受到周围植被的密度和性质以及植物自身树冠的影响。允许植物在可变光照条件下优化光拦截的一个重要机制是叶绿体响应蓝光刺激而移动的能力^1，2。在低光照条件下，叶绿体以所谓的积累反应垂直于光（沿着下壁细胞壁）扩散，最大化光拦截，从而实现光合作用。在高光照条件下，叶绿体以所谓的回避反应向背斜细胞壁移动，最大限度地减少光拦截和光抑制的危险。在许多物种中，叶绿体也呈现出特定的黑暗位置，这与积累和回避位置不同，并且通常在这两者之间中介^3，4。各种研究表明，叶绿体运动不仅对叶子的短期耐逆性很重要^5，6，7，而且对植物的生长和繁殖成功也很重要，特别是在可变光照条件下^8，9。

使用光学显微镜，在某些活体标本（例如，藻类或 Elodea等薄叶植物）中很容易实时观察到叶绿体运动¹。然而，研究大多数叶片中的叶绿体运动需要预处理以诱导叶绿体运动，化学固定和制备横截面，然后再在光学显微镜下观察样品¹⁰。随着共聚焦激光显微镜的引入，还可以对完整或固定叶子中叶绿体的3D排列进行成像^4，11，12。这些成像技术通过提供重要的定性信息，极大地帮助了对叶绿体运动的理解。量化叶绿体定位（例如，作为这些图像中叶绿体或背斜位置的百分比或叶绿体覆盖的面积的百分比）也是可能的，但非常耗时，特别是如果以捕获位置快速变化所需的间隔进行^10，8.显示特定物种或突变体的黑暗适应叶子是否能够将叶绿体移动到回避反应的最简单方法是覆盖叶子的大部分区域，以使叶绿体保持在黑暗中，同时将叶子条暴露在高光下。在至少20分钟的高光照射后，暴露区域中的叶绿体将移动到回避位置，并且暴露的条带的颜色将明显比叶子的其余部分浅。对于野生拟 南芥 属是正确的，但对于稍后更详细描述的一些叶绿体运动突变体则不然¹³。这种方法及其修改（例如，逆转叶子的哪些部分暴露，改变光强度）对于筛选大量突变体和识别缺乏表现出回避或积累反应或两者的能力的无效突变体是有用的。然而，它没有提供有关叶绿体运动动态变化的信息。

相比之下，这里描述的方法允许使用通过叶子的光传输变化作为整体叶绿体运动的代理来量化完整叶子中的叶绿体运动：在叶绿体在积累响应中叶绿体分布在叶绿体细胞中的条件下，通过叶片的光比许多叶绿体处于回避响应时少， 沿着反斜细胞壁定位自己。因此，传播的变化可以作为叶子中整体叶绿体运动的代表¹⁴。仪器的细节在其他地方描述（见 补充文件），但基本上，仪器使用蓝光来触发叶绿体运动，并测量以设定的间隔通过该叶子传输的红光量。最近，已经描述了该系统的修改，该系统使用改进的96孔酶标仪，蓝色LED，计算机和温控培养箱¹⁵。

选择使用多种方法的组合，包括对叶子进行光学评估以进行筛选，然后测量透射的动态变化和显微镜的使用，极大地帮助我们理解叶绿体运动的潜在机制和生理/生态意义。例如，它导致了各种突变体的发现和表征，这些突变体在其运动的特定方面受到损害。例如，拟南芥 Phot 1 突变体缺乏在低光照下积累叶绿体的能力，而 Phot 2 突变体缺乏执行回避反应的能力。这些表型是由于两个各自的蓝光受体受损^16，17，18。相比之下，chup1突变体缺乏在叶绿体周围形成适当的肌动蛋白细丝的能力，这对于将叶绿体移动到细胞内所需的位置至关重要^11，19。除了突变研究外，研究人员还评估了各种抑制剂对叶绿体运动的影响，以阐明该过程的机制方面。例如，使用_H2O2和各种抗氧化剂等化学物质来研究这种信号分子对叶绿体运动的影响²⁰。使用各种抑制剂来阐明钙在叶绿体运动中的作用²¹。除了帮助揭示叶绿体运动的机制外，这些方法还可用于比较在不同条件下生长的各种物种或突变体中的叶绿体运动，以试图了解这种行为的生态和进化背景。例如，已经表明叶绿体运动途径中各种突变的影响程度取决于生长条件^7，9，并且适应阳光的植物似乎不会移动其叶绿体太多。相比之下，运动对于遮荫植物非常重要^10，22，23。

这篇方法论文侧重于模型植物 A. thaliana，描述了如何使用传输设备，该传输设备是先前开发的仪器的更新版本⁹。虽然该仪器尚未上市，但对电子学有基本了解或工程或物理同事和学生帮助的人将能够使用经济实惠的部件并遵循详细说明来构建仪器（请参阅 补充文件）。用于构建仪器的开源平台具有广泛的 Web 支持和社区论坛，可在出现问题时提供帮助²⁴。

该协议侧重于如何使用该仪器来确定标准探索性运行中叶片传播的变化，该试验将叶子暴露于各种光照条件下，并捕获 拟南芥的黑暗，积累和回避反应。这些运行可以根据实验目标进行修改，并且可以与大多数植物物种一起使用。本文提供了 拟南芥 野生型和几种突变体的传输数据示例，并展示了如何进一步分析这些数据。