技术文章您的位置:网站首页 >技术文章 >平面光极实验装置:不同铬暴露条件下李氏禾根际pH的空间动态变化

平面光极实验装置:不同铬暴露条件下李氏禾根际pH的空间动态变化

更新时间:2023-09-26   点击次数:327次


01

摘要


超积累植物的根能显著改变土壤pH值,从而改变根际铬(Cr)的有效性。目前对于铬超积累植物李氏禾根际pH的动态变化尚不清楚。本研究采用平面光极技术(PO)研究了不同Cr暴露条件下李氏禾根际pH的空间动态变化,以及不同铬浓度对土壤生物量、生理参数和土壤酶活性的影响。研究结果表明:李氏禾根际pH具有高度的异质性,且与根的形状密切相关。每个实验组的土壤酸化均显著,对照组、Cr50和Cr100组的平均pH值分别降低了0.26、0.27和0.35 pH单位。在一定浓度(50 mg kg-1)下,Cr显著提高了李氏禾的株高和生物量(p < 0.05)。叶片中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素浓度随Cr浓度的增加而升高。根际酸性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性均高于周边土壤。该研究结果为阐明Cr的超积累机制和提高植物修复效率提供了新的思路。

图片

李氏禾根际培养体系示意图(a)和平面光极实验装置示意图(b)。如图所示,该设备是一个小型便携式平面光极检测仪,由一个带有两个发光二极管(1250万像素)的CCD相机,一个可调焦距镜头和一个460nm长的滤镜组成。相机通过计算机软件控制拍照。待测根箱被放置在摄像机前40厘米的距离,每天19点进行pH拍照成像,连续15天。整个成像过程都是在暗室中进行,尽量减少来自其他光源的干扰。在进行图像分析之前,制作一组pH荧光膜的标准曲线,用磷酸一钾和硼砂溶液(NaB4O7 0.10 H2O)制备pH值分别为6.0、6.4、6.4、6.8、7.2、7.6和8.0的水溶液,分别将膜放在上述溶液中拍照成像。采用玻尔兹曼方程对pH值进行拟合,确定标准曲线。样品的荧光图像根据标线换算成实际pH值。

图片

不同铬处理下李氏禾根系pH值的空间变化。红色框表示pH敏感荧光膜的成像区域。

图片

在李氏禾根区周围1.5 cm的范围内设对照组(a)、50 mg kg-1铬处理组和100mg kg-1的铬处理组(c)的pH值空间分布的时间序列图(左图)和散点图(右图)。