缺锌玉米植株的傅立叶变换红外光谱研究

摘要：

【目的】傅里叶变换红外光谱( fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)是一种基于化合物中官能团和极性键振动的结构分析技术。本文利用傅立叶变换红外光谱仪检测缺锌和正常供锌玉米植株不同器官的组分变化,同时比较两个玉米品种植株不同部位的生物量和锌含量,以期为缺锌影响玉米生长与生理代谢的机理研究提供参考。【方法】选取农大108和郑单958两个玉米品种,利用营养液培养方式,设置缺锌和正常处理。1)当玉米出现缺锌症状后,将地上部和根系分开,测量株高和根长,烘干至恒重测干重。2)烘干至恒重的植株样品用HNO3-HClO4(3：1)消煮,原子吸收分光光度计(型号WFX-120C,北京瑞利分析仪器公司)测定消煮液中锌浓度,计算植株中锌含量和锌积累量。3)收获玉米根系放入FAA固定液(70%酒精：38%甲醛：乙酸体积=90：5：5)中,利用扫描仪(EsponV700)扫描根系样品获取数字化图像,利用WinRHIZO根系分析软件(Regent Instruments Inc., Canada)对图像进行分析,获得根长、根面积、根体积等指标。4)取玉米根、茎、叶部分烘干样品,磨碎过0.2 mm筛,采用溴化钾压片法,利用傅立叶变换红外光谱仪(VERTEX 70,Bruker)检测不同部位的光谱特性,OPUS 6.5软件采集数据并进行基线校正。【结果】缺锌胁迫下,植株地上部锌含量明显下降,低于临界水平(20μg/g),生物量降低；缺锌根系面积与体积变小,总根长变小。用缺锌与施锌植株生物量比来表征玉米对缺锌敏感性,品种农大108较郑单958对缺锌更为敏感。缺锌玉米根系和叶片FTIR谱在波数3410、2920、1650、1380、1055 cm-1附近处透过率较高,茎FTIR谱在这些波数处透过率较低,表明缺锌导致根系和叶片中碳水化合物、脂类、蛋白质及核酸含量下降,而在茎中有所积累。农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大。【结论】缺锌导致玉米植株生长受抑,利用FTIR技术研究发现缺锌植株中碳水化合物、脂类、蛋白质及核酸组分发生变化,农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大,品种农大108可能较郑单958对缺锌更为敏感。

关键词：玉米、锌、生物量、红外光谱

分类号：S513.062;S121(禾谷类作物)

资助基金：国家自然科学基金项目31372138,31071855;国家重点基础研究发展计划973计划项目2013CB127402资助。

在线出版日期：2014-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1005-1011