IR光谱分析法在植物生理学研究中应用--探讨冬青叶片表面化学成分随外部环境变化规律.pdfVIP

第十三届全国光散射学术会议 一上海.2005 IR光谱分析法在植物生理学研究中的应用 — 探讨冬青叶片表面化学成分随外部环境变化的规律 姚杰，林俊，王克宇，莫祥银 (南京师范大学分析测试中心南京210097) 植物生理学是以高等绿色植物为主要研究对象，揭示生命活动规律及其与外界环境相互关系的 一门学科·代谢是植物生命活动过程中各种化学变化的总称·植物最基本，最主要的两大生理代谢、(光 合作用，呼吸作用)都发生在叶片上。叶片与外界接触，通过气孔与外界进行着活跃的气体交换。因 此，研究植物叶片表面化学成分随外部环境变化的规律可间接地监测大气污染。作者将光谱分析法 引入植物生理学的研究，试图用这种快捷有效的方法研究植物叶片表面化学成分随环境变化的规律， 从而探讨通过检测树叶表面化学成分的变化来监测大气污染的可行性。 本文所有植物叶片表面的红外光谱皆采用ATR技术，在 OMINSAMPER上测试。 首先，连续两年跟踪了不同生长期冬青叶片表面的红外光谱，结果表明:冬青叶片不同生长期 表面的确有其特征的红外光谱n[]。再对6种常青树、6种落叶树、3种蔬菜叶片的观察，长青树叶片 表面在 1730cm,1200cm附近有较强的吸收峰，说明此类叶片表面酷类物质较多，这可能正是这 尸一-~一一 类物 质 耐寒 的原 因 。落 叶树 的叶片表 面 1730cm,1200cm峰则有强有弱，无一定规律。蔬菜 (青菜、菠菜、葛芭)叶表面1730cm,1200。韶峰 很小。分析上述15种叶片可以看出每种叶片都青其 街 特征的红外光谱。 州 袖 公 其次，作者研究了在外部环境变化时植物叶片表 翔 哪 面红外光谱变化的规律。Fig.1是在冬青枝条上分别 诵_ _ _~ .、一 公 卜 套上透明的塑料袋和黑色的塑料袋两天后取下所测 的叶片的红外光谱。图中可见:前者(Fig.1-A)1733 圈，!冬*叶片密上不同灿料级后的红外光it 。耐，1685。韶两峰强度相等，水峰增加。而后者(Fig. 1-B)叶片表面红外光谱变化不大。Fig.2是用1009的甲苯滴在脱脂棉上用一小塑料袋装好，置于一 大塑料袋中。将其套在冬青枝条上，两天后观察其背面的红外光谱。与本底相比1683。一，和1039cm 的峰有所减弱，水峰变化不大。扫描电镜能谱也显示背面本底C:68.42%,0:29.12%:被污染的叶背面 C:80.66%,0:18.99%.说明甲苯污染后叶背面某种 酷类物质减少。比较受污染叶正面的红外光谱。 本甘 与本底叶片相比.509甲苯污染的叶片和1009甲苯 污染的叶片1731cm和1173cm，峰有所减少，1644 cm峰有所增加，也说明污染后酷类物质有所减 少。上述实验表明:外部环境的变化确实引起植 物叶片表面化学成分的变化，至于它是如何影响 植物叶片的光合作用和呼吸作用的则有待作更深 入的研究。相信一旦将植物叶片表面红外光谱特 图2冬*叶片受甲苯污染后反面的红外光11 性随外部环境变化的规律弄清，必能用植物去指 alapE 示环境的污染状况。 参考文献: [1].姚杰，顾晓天，光谱分析法在植物生理学研究中的应用— 冬青叶片各生长期的光谱特性，光 谱学与光谱技术，2004,24(11)增刊:153