重金属铊胁迫羽衣甘蓝的in situ-ATR-FTIR表征

通过植物叶片光合作用消耗二氧化碳实验,实现了羽衣甘蓝光合作用的原位衰减全反射红外光谱表征。结果表明,羽衣甘蓝无论是否受到铊胁迫,其吸收峰的位置均无明显改变,其中3380 cm-1处的强吸收峰表征叶片中的水分,碳水化合物,蛋白质和酰胺化合物等;2916,2850 cm-1处的强峰以及2960 cm-1处的肩峰表征碳水化合物和脂肪族化合物等;1640 cm-1处的吸收峰表征水分。然而,通过对羽衣甘蓝叶片进行原位表征,发现表征CO2的2360和2340 cm-1双吸收峰("负峰")均从无到有,逐渐增强,说明羽衣甘蓝在进行光合作用。并且,铊胁迫组叶片二氧化碳的消耗速率明显高于空白样,即一定浓度铊胁迫会提高羽衣甘蓝的光合速率,表明羽衣甘蓝对重金属铊具有耐受的特性;结果也表明成年叶光合作用强度大于幼叶,这符合植物叶片光合作用的一般规律。

铊胁迫水稻的电感耦合等离子体质谱及原位红外光谱分析

采用电感耦合等离子体质谱分析铊胁迫水稻中的Tl、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Cd及Pb等重金属元素,并利用原位衰减全反射红外光谱分析了水稻活体叶片的光谱特征。结果表明,铊在水稻叶茎中的含量显著高于谷粒。铊会影响水稻对其它元素吸收,并且在叶与种子中不同元素的吸收积累规律存在差异。水稻叶片的原位衰减全反射红外光谱进一步显示,铊胁迫下叶片的CO2消耗速率明显减少,表明叶片的光合作用受到一定抑制。利用原位衰减全反射红外光谱可直观表现重金属铊对水稻生理过程的胁迫作用。

Effects of Thallium Stress on Photosynthesis, Chlorophyll Fluorescence Parameters and Antioxidant Enzymes Activities of Coix Lacryma-jobi

Levels of T1 （Thallium） in soil from 0 （control） to 50 μg/L through 0.2, 0.5, 1 and 2.5μg/L were directly and positively correlated to levels of T1 in plant tissue, the accumulation being maximum in roots, intermediate in leaves and minimum in stems. Thallium, especially at higher concentrations, adversely affected photosynthesis （as judged based on chlorophyll fluorescence parameters）, suggesting inhibition of photo-activation of PSII （Photosystems II）, and also decreased the rate of photosynthesis, the rate of transpiration and stomatal conductivity drastically. Exposure to TI also increased the activity of CAT （Catalase） （except at 1 μg/L） and POD （Peroxidase） （except at 0.2 μg/L）, suggesting that the antioxidant systems in Coix lacryma-jobi were the main contributors of CAT and SOD （Superoxide Dismutase） and that the tolerance of C. lacryma-jobi to T1 is mainly due to this induced antioxidant machinery.