周群英 傅楊武 林 潤 黃文君 陳明君

（重慶三峽學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，重慶萬州 404100）

水體銅脅迫下狗牙根生理響應(yīng)的FTIR分析

周群英 傅楊武 林 潤 黃文君 陳明君＊

（重慶三峽學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，重慶萬州 404100）

文章以三峽庫區(qū)消落帶適生植物——狗牙根為實(shí)驗(yàn)材料，用水體中不同濃度的Cu2+處理18天，用FTIR分析重金屬脅迫下狗牙根根、莖、葉中Ax/A2924和A2924的變化情況．結(jié)果表明：(1)從狗牙根根、莖、葉的FTIR譜圖看，其根、莖、葉的組成相似，不同濃度的水體銅離子脅迫不會改變狗牙根的主要化學(xué)成分，但對各組分的含量有所影響．(2)可溶性糖類和氨基酸等有機(jī)組分在水中銅離子濃度小于40 mg/L時(shí)，含量升高，對銅的耐性增強(qiáng)，當(dāng)水體銅離子濃度≥ 40 mg/L時(shí)，可溶性糖和氨基酸含量逐漸下降．(3)參與重金屬遷移、吸附的官能團(tuán)的吸收峰(3 410 cm-1、1 721 cm-1、1 620 cm-1、1 512 cm-1、1 250 cm-1附近) 產(chǎn)生了一定的位移，表明這些基團(tuán)參與了離子交換、絡(luò)合或是作為運(yùn)輸重金屬離子的載體．(4)利用紅外光譜吸收峰的A1721/A2924值可簡單、快捷地判斷環(huán)境重金屬在植物中的遷移運(yùn)輸情況，水體Cu2+在狗牙根中的遷移情況為根＞莖≥葉，與文獻(xiàn)值基本一致．

當(dāng)重金屬進(jìn)入水體后可以在土壤、水、大氣、生物系統(tǒng)中循環(huán)，從而減弱水生生態(tài)系統(tǒng)的生命力，進(jìn)一步通過食物鏈傳播[1]．銅是我國水體和土壤中常見重金屬種類，在土壤中的富集將阻礙作物生長，降低產(chǎn)品的質(zhì)量，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來安全隱患[2]．在長期深淹脅迫條件下狗牙根仍能成活，因而其可作為三峽庫區(qū)消落帶植被恢復(fù)與重建的物種[3]．20世紀(jì)80年代初期發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)對環(huán)境污染的治理具有十分重要的意義，尋找既能進(jìn)行植被重建和恢復(fù)又能修復(fù)水體和土壤中重金屬離子的物種是一項(xiàng)十分有益的工作．傅里葉變換紅外光譜法具有操作快速、簡單和靈敏度高的特點(diǎn)，常用于宏觀整體鑒定復(fù)雜體系[4]．為研究狗牙根對Cu2+的耐性機(jī)制及其不同組織器官的生理活性，利用水培實(shí)驗(yàn)，通過對模擬水環(huán)境中不同濃度梯度的Cu2+脅迫狗牙根時(shí)其根、莖和葉的FTIR圖譜的研究，獲知狗牙根不同組織器官的化學(xué)組成成分的變化，將有利于揭示狗牙根對重金屬銅的耐受性、銅對狗牙根的毒害機(jī)制，為研究狗牙根應(yīng)用于環(huán)境重金屬污染修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)．

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用狗牙根采自重慶萬州非消落帶，培植時(shí)選用生物量基本相當(dāng)?shù)挠酌纾庠粗亟饘贋槁然~（CuCl2·2H2O）（分析純）．

1.2 水體重金屬模擬脅迫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將備用的狗牙根進(jìn)行一周的適生性培植，再以添加了外源重金屬離子（Cu2+）的Hoagland營養(yǎng)液為模擬水體進(jìn)行水培實(shí)驗(yàn)，按設(shè)計(jì)濃度分別添加不同質(zhì)量的Cu2+，濃度梯度和脅迫時(shí)間按文獻(xiàn)[5]進(jìn)行設(shè)計(jì)，水體中外源Cu2+濃度為：0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、80 mg/L．

1.3 水培過程及樣品處理方法

選擇生物量大體相當(dāng)植株栽種于裝有0.55 kg經(jīng)處理過河沙的燒杯中，培植18天后取樣，再觀察新生根、芽數(shù)量，用去離子水反復(fù)淘洗至淘洗液無Cu2+檢出．

將取出的每份樣品在105℃的烘箱中進(jìn)行殺青半小時(shí)，繼續(xù)將根、莖、葉烘干，時(shí)間24小時(shí)，用研缽分別將根、莖和葉分開研磨成極細(xì)的粉末，保存于干燥器中，備測．

1.4 測定方法及數(shù)據(jù)處理

準(zhǔn)確稱取研細(xì)的KBr 0.200 0 g，樣品0.004 0 g，在瑪瑙研缽中研細(xì)混勻，壓片控制壓力為80 KN，制出均勻透明薄片，用島津IRPrestige-21測定紅外光譜數(shù)據(jù)，分辨率為4 cm-1，掃描范圍400～4000 cm-1，掃描累加次數(shù)為32次．?dāng)?shù)據(jù)用Excel-2003進(jìn)行處理，紅外光譜圖用Origin8.0繪制．

2 結(jié)果與討論

2.1 水體重金屬(Cu2+)對狗牙根生長表現(xiàn)的影響

從表1可以看出，在濃度較低（≤ 30 mg/L）時(shí)生長狀況優(yōu)于空白實(shí)驗(yàn)，說明低濃度的水體Cu2+能促進(jìn)狗牙根的生長，當(dāng)濃度在40 mg/L左右時(shí)與空白組相當(dāng)，當(dāng)水體中Cu2+濃度達(dá)到濃度80 mg/L時(shí)，狗牙根葉尖變黃，根部發(fā)黑，幾無新根新芽長出，生長明顯處于停滯狀態(tài)，顯現(xiàn)出明顯的毒性．所以狗牙根對Cu2+毒性的耐性存在一個(gè)臨界值，當(dāng)超過此臨界值時(shí)，植物同樣會受到毒害，狗牙根受水體Cu2+脅迫的臨界值為40 mg/L，在水體中CCu2+≤臨界值時(shí)狗牙根即能承受Cu2+的脅迫還能很好地生長．

表1 銅脅迫對狗牙根生長的影響

2.2 狗牙根根部的FTIR分析

通過對植物紅外光譜的測定，可以反映樣品在植化組成上的差異程度[6]，作者按張曉斌等[7]研究鉻誘導(dǎo)植物根細(xì)胞壁化學(xué)成分變化的方法，用來半定量分析狗牙根根、莖、葉的特征峰變化．狗牙根根部樣品的FTIR光譜見圖1見表2．結(jié)果顯示狗牙根根部在重金屬脅迫前后的吸收峰的基本形態(tài)保持不變，而一些參與重金屬吸附的官能團(tuán)吸收峰位置有不同程度的位移，沒有參與重金屬離子遷移、吸附及螯合的官能團(tuán)的吸收峰幾乎沒有位移，如1 026 cm-1、1 381 cm-1和2 924 cm-1附近的吸收峰．2 924 cm-1附近的吸收峰是主要來自于蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、果膠、維生素和各種膜及細(xì)胞壁的組織等成分飽和C－H鍵的伸縮振動吸收[8]．顧艷紅等人研究發(fā)現(xiàn)，丙二醛含量變化趨勢與2 924 cm-1處吸收峰的吸光度升降一致，可能與植物細(xì)胞膜的膜脂過氧化程度相關(guān)[9]，狗牙根根部在Cu2+脅迫下表現(xiàn)為先降后升再降的趨勢，可能由于狗牙根根部因耐性機(jī)制分泌出有機(jī)酸螯合Cu2+，在較低濃度下，Cu2+是植物所需微量元素，有機(jī)酸對Cu2+有較強(qiáng)螯合能力，從而使狗牙根根部有機(jī)酸消耗速率大于分泌速率[8]，因而將下降，在較高濃度下，由于較強(qiáng)的應(yīng)激效應(yīng)和有機(jī)酸對Cu2+螯合能力減弱，使狗牙根根部有機(jī)酸消耗速率小于產(chǎn)生的速率，從而使上升．而在高濃度條件下，Cu2+毒害加重，應(yīng)激效應(yīng)減弱，有機(jī)酸產(chǎn)生的量減少，則下降；1 721 cm-1附近吸收峰為膜脂和細(xì)胞壁果膠中的酯類化合物中的游離羧基和脂肪酸酯、皂苷及黃酮類化合物中酯的官能團(tuán)酯基中羰基（C = O）部分的伸縮振動吸收[6,10]，與細(xì)胞膜的膜脂過氧化程度有關(guān)，反映膜的透性．Cu2+脅迫濃度的增加的變化趨勢為先升高后降低，這可能是在較低濃度下由于狗牙根根部膜脂過氧化，從而使脂類物質(zhì)減少，但含脂肪族酮類化合物中羰基的產(chǎn)物和細(xì)胞壁果膠中酯類化合物的孤立羧基數(shù)量逐漸增多[8]，使增大，在高濃度下，由于根部螯合和吸附Cu2+的量增大，可能破壞了此機(jī)制，使脂肪族酮類化合物過氧化產(chǎn)物減少，引起下降；在3 410 cm-1附近寬而強(qiáng)的峰是締合羥基（－OH）及氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、維生素等物質(zhì)中的N－H鍵伸縮振動吸收的疊加[4]，主要反映狗牙根根中蛋白質(zhì)、核酸及維生素等組分中的－OH和N－H在光譜中的貢獻(xiàn)，值表現(xiàn)為先升后降，其值在1.705 4～1.804 0之間，變化較小，說明根部的生理生化過程受重金屬的脅迫影響程度較小，表現(xiàn)出狗牙根作為Cu耐性植物的特性．1 636 cm-1附近的吸收峰為締合態(tài)伯酰胺吸收I帶[8]，1 512 cm-1附近吸收峰為蛋白質(zhì)上N－H特征吸收峰（酰胺Ⅱ帶）[10]，1 250 cm-1附近的吸收峰為酰胺Ⅲ帶，是由C－N鍵的伸縮振動和N－H鍵的彎曲振動引起的，或許還有羧基中C－O單鍵伸縮振動的貢獻(xiàn)[7]和的比值表示蛋白二級結(jié)構(gòu)中肽鍵間氫鍵的結(jié)合力的強(qiáng)弱，其值的大小，顯示出蛋白質(zhì)含量的高低[10]，其趨勢均表現(xiàn)為先增后降，當(dāng)脅迫濃度在40 mg/L左右時(shí)其值最大，可能是由于植物體內(nèi)可溶性蛋白含量的升高，有利于維持植物細(xì)胞的正常代謝，減弱重金屬銅對植物的毒害作用，提高植物對重金屬的抗逆性，因而在重金屬離子濃度較低時(shí)其比值增大，而當(dāng)水體中重金屬濃度較高時(shí)將對核酸的合成產(chǎn)生抑制作用，使相關(guān)蛋白酶活性增加而加速蛋白質(zhì)組分的分解，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量下降[9]，其比值降低；1 042 cm-1附近是碳水化合物中的－CH彎曲或－C－O、－C－C伸縮振動峰[6]，的比值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，有研究表明[9]，在重金屬脅迫過程中，為適應(yīng)脅迫環(huán)境，植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的代謝水平、代謝途徑將發(fā)生一系列變化，可溶性糖含量的增加顯示植株對脅迫環(huán)境的抵抗性反應(yīng)，可溶性糖在細(xì)胞質(zhì)中的積累，不僅能保持蛋白質(zhì)的水合度，還可以防止原生質(zhì)脫水，平衡細(xì)胞質(zhì)與液泡間的滲透勢等作用，從而降低質(zhì)膜受傷害的程度，增強(qiáng)植物對水體重金屬脅迫的承受能力，因此在較低濃度脅迫時(shí)的值升高，但植株對重金屬脅迫耐受能力是有一定限度的，當(dāng)重金屬的脅迫濃度超過這個(gè)限度，可溶性糖含量將下降，因此，當(dāng)Cu2+脅迫濃度＞ 40 mg/L時(shí)已經(jīng)超過了狗牙根的耐受程度，使狗牙根受到了嚴(yán)重?fù)p傷，可溶性糖含量大大下降，因此降低．1 381 cm-1為纖維素中甲基（－CH3）的伸縮振動吸收峰，說明存在纖維素[7]，的變化趨勢也表現(xiàn)為先升后降，表明Cu2+脅迫時(shí)，因?yàn)镃u是植物生長所需微量元素，低濃度時(shí)隨濃度的增加根細(xì)胞壁中甲基酯化程度增大，果膠質(zhì)COO—含量增多因此而升高，當(dāng)Cu2+脅迫濃度＞ 40 mg/L后，細(xì)胞壁通過降低果膠甲基化程度，增強(qiáng)陽離子的交換能力，配位螯合更多的Cu2+，來增強(qiáng)植物的抗逆性，從而使比值減小．

圖1 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根根部紅外光譜

表2 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根根部特征峰的和Ax/值

表2 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根根部特征峰的和Ax/值

水體中Cu2+濃度/(mg/L) 2 924 cm-13 410 cm-11 721 cm-11 636 cm-11 512 cm-11 381 cm-11 250cm-11 042 cm-1Ax/A29240 1.095 0 1.582 3 0.719 5 0.865 6 0.675 8 0.775 3 0.802 9 1.164 6 10 1.074 3 1.714 8 0.746 0 0.893 5 0.694 9 0.864 9 0.887 5 1.344 1 20 1.015 6 1.722 1 0.783 3 0.905 5 0.722 0 0.874 7 0.928 6 1.395 3 30 1.125 9 1.731 4 0.782 0 0.941 6 0.747 7 0.893 3 0.934 7 1.440 0 40 0.910 9 1.804 0 0.804 7 0.956 2 0.749 9 0.919 3 0.960 6 1.467 2 80 0.846 2 1.705 4 0.784 8 0.877 2 0.715 7 0.858 2 0.914 1 1.328 2

2.3 狗牙根莖部的FTIR分析

從莖部FTIR可看出，莖部與根部的FTIR相似，吸收峰的波數(shù)也相差很小，可認(rèn)為莖與根的組成成分相差不多，但不同，說明各成分含量不同．1 042 cm-1附近是ROH、RCOOR′、ROR′或ArOH的C－O基團(tuán)的伸縮振動峰[1]，1 381 cm-1附近為含油脂化合物的甲基C－H的變形振動峰，1 728 cm-1處是膜脂和酯類化合物的孤立羧基（－COOR）吸收峰，在1 636 cm-1附近是酰胺化合物的吸收Ⅰ帶，1 512 cm-1附近為酰胺化合物的吸收Ⅱ帶，1 250 cm-1附近是酰胺Ⅲ帶，2 924 cm-1左右的吸收是飽和C－H鍵的伸縮振動吸收，3 410 cm-1附近的吸收譜帶是蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、維生素等物質(zhì)中NH鍵的伸縮振動吸收和典型的締合羥基伸縮振動吸收的疊加．在重金屬遷移富集運(yùn)輸過程中和變化趨勢與根部基本相同，但在同濃度下，根部的要比莖部大，表明丙二醛含量更高[9]，根部受重金屬傷害更大，可能是由于狗牙根根部與水體重金屬直接接觸，在根部表面吸附和螯合了更多的Cu，而莖中重金屬從根中遷移運(yùn)輸而來，不與水體重金屬直接接觸．張曉斌等[7,10]研究表明，根細(xì)胞壁上－OH和自由羧基－COO－參與了重金屬鉻的結(jié)合，因此，可認(rèn)為－OH和－COOR也對Cu的吸附、結(jié)合起關(guān)鍵作用，可用值的大小預(yù)知在相同脅迫濃度下重金屬在植物不同器官中遷移富集量情況，從表2、表3可知，同濃度下根的大于莖，表明重金屬Cu在根中的遷移富集量大于莖，與文獻(xiàn)中原子吸收測定結(jié)果一致[5]，和的比值表示蛋白二級結(jié)構(gòu)中肽鍵間氫鍵的結(jié)合力的強(qiáng)弱，其值的大小，顯示出蛋白質(zhì)含量的高低，從表3可知狗牙根莖中的和在0～ 30 mg/L濃度范圍內(nèi)無明顯變化，表明在水體重金屬Cu脅迫下，狗牙根莖部生理過程受影響較小，可能是由于水體中不斷增加的外源銅存在時(shí)將誘導(dǎo)富脯氨酸蛋白、病害相關(guān)蛋白和富甘氨酸蛋白等的合成，從而保護(hù)植物細(xì)胞，避免或減輕受重金屬毒害[8]，表現(xiàn)出狗牙根對Cu的耐性特征，Cu2+脅迫濃度 ≥ 40 mg/L時(shí)，對核酸的合成起抑制作用，相關(guān)蛋白酶活性增大從而加速蛋白質(zhì)的分解，導(dǎo)致和值下降；的變化趨勢與根部相似，先升后降，但根在在40 mg/L達(dá)到最大，而莖部在30 mg/L時(shí)就已達(dá)最大，可能是根可以加速向莖葉遷移重金屬，并且根的細(xì)胞壁可累積更多Cu來增強(qiáng)抗逆性，從而減輕重金屬Cu的毒害，從而使根比莖有更強(qiáng)的耐Cu能力．

圖2 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根莖部紅外光譜

表3 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根莖部特征峰的的值

表3 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根莖部特征峰的的值

水體中Cu2+濃度/(mg/L) 2 924 cm-1Ax/A29243 410 cm-11 721cm-11 636cm-11 512 cm-11 381cm-11 250cm-11 042cm-10 0.902 7 1.508 8 0.679 30.836 50.664 6 0.768 2 0.740 5 1.118 8 10 0.682 5 1.638 8 0.706 80.947 90.717 6 0.808 0 0.744 3 1.256 1 20 0.903 9 1.938 0 0.727 90.936 10.732 3 0.827 2 0.763 9 1.385 8 30 0.988 0 1.889 3 0.650 90.922 80.748 2 0.853 7 0.818 1 1.420 7 40 0.970 4 1.822 8 0.650 70.893 10.656 1 0.826 2 0.782 4 1.344 5 80 1.035 8 1.821 4 0.644 50.885 30.623 2 0.762 6 0.726 9 1.170 4

2.4 狗牙根葉的FTIR分析

從圖3可知，葉的紅外光譜與根、莖仍然相似，吸收峰的波數(shù)也幾乎相同，其組成成分與根、莖相似，與根、莖相比值不同，表明葉中各組分含量與根、莖有差別．表4數(shù)據(jù)顯示2 924 cm-1附近的吸收譜帶為羧基中O－H和甲基上C－H鍵的伸縮振動重疊，主要來自細(xì)胞壁、維生素及各種膜的組織成分，這些成分與運(yùn)輸功能相關(guān)[8]，的變化趨勢為先增后降低，表明低濃度狗牙根葉分泌的有機(jī)酸不斷螯合Cu，高濃度脅迫下，Cu毒害的加重其羧酸螯合力變?nèi)醯闹底兓厔轂橄认陆岛笊撸c根、莖的變化趨勢不同，說明在較低濃度時(shí)，狗牙根葉片表皮細(xì)胞壁中組分的羥基吸附螯合了Cu，而使細(xì)胞表面的氫鍵數(shù)量減少，在較高濃度下，可促進(jìn)狗牙根葉片中有機(jī)物的分泌和運(yùn)輸，利用滲透作用來增強(qiáng)其葉片對銅的抗逆性，而水體中高濃度的Cu2+將妨礙這些有機(jī)物的合成和運(yùn)輸[11]；A1636/A2924、A1248/A2924和A1248/A2924的比值在0～30 mg/L濃度范圍內(nèi)變化很小，表明低濃度下狗牙根葉生理過程受影響仍較小，當(dāng)CCu≥ 40 mg/L時(shí)，比值降低，可能因?yàn)橐种坪怂岬暮铣?，薛生國、Didierjean等人[11,12]認(rèn)為重金屬脅迫誘導(dǎo)蛋白具有在一定范圍內(nèi)保護(hù)植物細(xì)胞免受重金屬毒害的作用，高濃度條件下葉因嚴(yán)重毒害破壞了重金屬脅迫誘導(dǎo)蛋白合成機(jī)制；和的比值在實(shí)驗(yàn)濃度范圍（0～80 mg/L）表現(xiàn)為先降后升再降的變化趨勢，其值降低可能因?yàn)橹咀逋惢衔锏任镔|(zhì)合成減少，果膠甲基化程度降低或抑制了細(xì)胞內(nèi)含油脂化合物產(chǎn)生，碳水化合物的運(yùn)輸受阻所致，其值升高可能由于Cu的刺激作用加快脂肪族酮類化合物的合成、增大果膠甲基化程度和加深膜脂過氧化程度，促使葉部積累更多的脂肪族酮類化合物過氧化產(chǎn)物，通過滲透調(diào)節(jié)來增強(qiáng)抗逆性所致．從表2、表3和表4可以看出，同濃度下根、莖和葉的的值是根大于莖和葉，莖大于或相當(dāng)于葉的值，表明Cu在根、莖、葉的遷移情況為根 ＞ 莖 ≥ 葉，與文獻(xiàn)[5]中原子吸收測定結(jié)果基本一致．

圖3 不同濃度的Cu2+脅迫狗牙根葉的紅外光譜

表4 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根葉特征峰的的值

表4 不同濃度Cu2+脅迫狗牙根葉特征峰的的值

Ax/A2924水體中Cu2+濃度/ (mg/L) 2 924 cm-13 410 cm-11 721 cm-11 636 cm-11 512 cm-11 381 cm-11 250 cm-11 042 cm-10 1.235 7 1.547 1 0.664 70.724 70.707 9 0.803 4 0.800 1 1.195 1 10 1.393 4 1.522 8 0.707 20.717 20.673 1 0.752 9 0.750 3 0.954 6 20 1.507 3 1.403 8 0.718 60.718 60.680 4 0.799 1 0.751 7 1.049 8 30 1.507 0 1.596 2 0.646 30.736 30.693 6 0.827 0 0.861 1 1.287 6 40 1.500 7 1.679 5 0.650 60.669 60.648 6 0.740 2 0.707 9 1.129 2 80 1.210 5 1.855 7 0.643 50.673 50.618 7 0.738 0 0.726 3 1.116 9

3 結(jié) 論

（1）從狗牙根根、莖、葉的FTIR譜圖看，其圖譜相似，表明在不同濃度的水體重金屬銅處理狗牙根時(shí)并不改變其根、莖和葉的基本化學(xué)成分，但對各化學(xué)成分的含量有影響．當(dāng)重金屬脅迫時(shí)，由于植物的應(yīng)激反應(yīng)，狗牙根通過生理生化反應(yīng)來抵御不良環(huán)境的迫害，從而使的值發(fā)生變化，因而可根據(jù)值的變化判斷各種組分含量的改變．

（3）一些參與重金屬吸附的官能團(tuán)的吸收峰（3 410 cm-1、1 728 cm-1、1 620 cm-1、1 512 cm-1附近）產(chǎn)生了一定的位移，表明這些波峰處相關(guān)基團(tuán)與重金屬之間發(fā)生了離子交換、絡(luò)合，或者這些相關(guān)組分是作為運(yùn)輸重金屬離子的載體及與重金屬離子螯合的大分子物質(zhì)，2 924 cm-1、1 381cm-1、1 042 cm-1附近的吸收峰沒位移．

（4）狗牙根對Cu毒性的耐性存在臨界值（40 mg/L），當(dāng)水體中重金屬濃度超過該值時(shí)，狗牙根將受到傷害，直接表現(xiàn)為膜脂過氧化．狗牙根根、莖、葉在1 042 cm-1附近吸收峰的的值和水培生長情況變化均證明了這一點(diǎn)．

[1]付川，余順慧，黃怡民，等.紫花苜蓿對銅脅迫生理響應(yīng)的傅里葉變換紅外光譜法研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（5）：1149-1155.

[2]劉景，呂家瓏，徐明崗，等.長期不同施肥對紅壤Cu和Cd含量及活化率的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（3）：914-919.

[3]譚淑端，張守君，張克榮.長期深淹對三峽庫區(qū)三種草本植物的恢復(fù)生長及光合特性的影響[J].武漢植物學(xué)研究：自然科學(xué)版，2009，27（4）：391-396.

[4]李星，劉鵬，張志祥.兩種水生植物處理重金屬廢水的FTIR比較研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2009，29（4）：945-949.

[5]陳明君，傅楊武，周群英.Cu2+、Pb2+、Zn2+在狗牙根中的遷移模擬研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（4）：136-138.

[6]程琴，黃庶識，梅巖，等.用紅外光譜研究植物響應(yīng)甲醛脅迫的生理特性[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2010，36（6）：674-682.

[7]張曉斌，劉鵬，李丹婷，等.鉻誘導(dǎo)植物根細(xì)胞壁化學(xué)成分變化的FTIR表征[J].光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（5）：1067-1070.

[8]薛生國，黃艷紅，王鈞，等.采用FTIR法研究酸模葉蓼對錳脅迫生理響應(yīng)的影響[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，42（6）：1528-1532.

[9]顧艷紅，劉鵬，蔡琪敏，等.FTIR結(jié)合生理特性研究鎘脅迫對果灰蘚的影響[J].2009，29（3）：620-623.

[10]曾峰，唐永金.高濃度U脅迫下植物物質(zhì)成分的FTIR研究[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，36（5）：59-64.

[11]薛生國，王鈞，劉恒，等.錳脅迫下商陸生理響應(yīng)的FTIR分析[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，42（7）：1852-1857.

[12] Didierjean L，F(xiàn)rendo P’Nasser et a1.Heavy metal responsive genes in maize:Identification and comparison oftheir expression upon various forms of abiotic stress[J].Planta，1996，199(1):1-8.

（責(zé)任編輯：張新玲）

An FTIR Spectroscopy Analysis of Physiological Response to Cynodondactylon(Linn.) Pers under Water Heavy Metal Ions (Cu2+) Stress

ZHOU Qunying FU Yangwu LIN Run HUANG Wenjun CHEN Mingjun*
(School of Environment and Chemistry Engineering, Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing 404100)

The hydro-fluctuation Belt Plants (Cynodondactylon(Linn.) Pers of Three Gorges Reservoir was taken as the key target in this study. The Cu2+of different concentrations in the water body has been under treatment for 18 days, and an FTIR analysis reveals the changes of the Cynodon dactylon of root, stem and leaf ofandunder water heavy mental ions stress. The results show that:(1) from the perspective of bermudagrass root, stem and leaf of FTIR spectrum, the absorption peak shapes of the various parts of Cynodon dactylon basically have notmuch change, indicating that the different concentrations of heavy metals in the water (Cu2+) stress does not change the material composition, but changes the content; (2) under the concentrations of Cu of less than 40mg/L, the exudation and transporting situation of Amino acids and soluble sugars and other organic compounds serve as organic osmotic contents to enhance copper tolerance, but when Ccu is ≥ 40 mg/L, its synthesis and transport is limited and the content decreases.(3) significant absorption peak shifts of some functional groups such as hydroxy groups ( 3 410 cm-1), carboxyl groups (1 721 cm-1), and acidamide groups (1 620 cm-1,1 512 cm-1,1 250 cm-1) can be seen when they participate in the process of absorbing heavy metals, indicating that the these groups’ participation in the heavy metals ion exchange, complexation or as macromolecular material carrier to transport heavy metal ions and its chelate. (4) With infrared spectrum data, thevalues can be a simple, fast, accurate prediction of migration of heavy metals in plants, and water heavy metal (Cu2+) migration speed in Cynodon dactylon was root＞ stem ≥ leaf , and the results are compatible with the conclusion drawn with atomic absorption spectrometry.

FTIR; Cynodondactylon(Linn.)Pers; copper stress; tolerance; comparative study

Q945.7

A

1009-8135（2015）03-0077-06

2015-03-28

周群英（1965-），女，重慶云陽人，重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要研究分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué).

陳明君（1965-），男，四川大竹人，重慶三峽學(xué)院副教授，主要研究有機(jī)化學(xué)與環(huán)境化學(xué)．

重慶三峽學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目（11ZD-13）、重慶市教委科技項(xiàng)目（KJ131102）階段性成果