平面(mian)光極(ji)的應用(yong)：不(bu)同鉻暴(bao)露條件(jian)下(xia)李(li)氏禾(he)根(gen)際(ji)pH的空間(jian)動態(tai)變(bian)化

本次分享壹篇(pian)由桂(gui)林(lin)理(li)工大(da)學(xue)在(zai) 《Ecotoxicology and Environmental Safety》上(shang)發表的壹篇(pian)學(xue)術(shu)論文(wen)——Spatial dynamics of pH in the rhizosphere of Leersia hexandra Swartz at different chromium exposure。該(gai)文(wen)章研究(jiu)了(le)在(zai)不(bu)同(tong)鉻(ge)暴露(lu)條件(jian)下(xia)，Leersia hexandra Swartz（壹種鉻(ge)超(chao)積累(lei)植(zhi)物）根(gen)際(ji)pH值的空間(jian)動態(tai)變(bian)化。

文章(zhang)的主要(yao)發(fa)現包括(kuo)：

- 根(gen)際(ji)pH值變化與根(gen)的形狀(zhuang)密(mi)切(qie)相關，顯示(shi)出復雜(za)的植(zhi)物-土(tu)壤(rang)相互作(zuo)用(yong)。

- 鉻(ge)汙(wu)染影響(xiang)了(le)L. hexandra的根(gen)際(ji)，降低了(le)pH值，並突顯了(le)環境後(hou)果(guo)。

- 更(geng)高(gao)的植(zhi)物生物量(liang)、葉(ye)綠(lv)素和酶(mei)水(shui)平(ping)表明(ming)了(le)高(gao)效植(zhi)物修復的潛力。

研(yan)究(jiu)使(shi)用(yong)平(ping)面光極(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)（planar optode, PO）來檢測(ce)根(gen)際(ji)pH值的空間(jian)動態(tai)。研(yan)究還調查(zha)了(le)不(bu)同(tong)鉻(ge)濃(nong)度對(dui)植(zhi)物生物量(liang)、生理(li)參數(shu)和土(tu)壤(rang)酶(mei)活(huo)性(xing)的影響(xiang)。結果(guo)顯示(shi)，在(zai)所(suo)有(you)組中都(dou)有(you)明顯的土(tu)壤(rang)酸(suan)化現象，控制組、Cr50組和Cr100組的平均(jun)pH值分別(bie)降低了(le)0.26、0.27和0.35個(ge)pH單位。在(zai)壹定濃(nong)度(du)（50 mg kg^-1）下，鉻顯著增加(jia)了(le)L. hexandra的植(zhi)物高(gao)度和生物量(liang)。隨著(zhe)鉻(ge)濃度的增加(jia)，葉(ye)片中葉(ye)綠(lv)素a、葉(ye)綠(lv)素b和總(zong)葉(ye)綠(lv)素的濃度(du)增加(jia)。根(gen)際(ji)中的酸(suan)性磷(lin)酸(suan)酶(mei)、脲(niao)酶(mei)和過(guo)氧化氫酶(mei)活(huo)性(xing)高(gao)於對照(zhao)組土(tu)壤(rang)。

平(ping)面光極(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)應用(yong)：

在(zai)本文中(zhong)，平面(mian)光極(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)（planar optode, PO）被用(yong)於檢測(ce)李(li)氏禾(he)根(gen)際(ji)pH值的空間(jian)動態(tai)。平(ping)面光極(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)壹種高(gao)分辨率技術(shu)，它能(neng)夠(gou)在(zai)不破壞(huai)土(tu)壤(rang)的情況下(xia)，映射根(gen)際(ji)誘導的化學(xue)過(guo)程(cheng)，如根(gen)際(ji)酸(suan)化。這(zhe)種技術(shu)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)對(dui)pH變化敏(min)感的熒光染(ran)料，可以(yi)在(zai)紫外(wai)光下(xia)捕(bu)捉到熒(ying)光的變化，從(cong)而將(jiang)熒(ying)光強度的變化轉(zhuan)換(huan)為(wei)pH值的空間(jian)分布(bu)圖(tu)。

研(yan)究中，PO被(bei)用(yong)來監測(ce)在不(bu)同(tong)鉻(ge)暴露條件(jian)下(xia)，李(li)氏禾(he)根(gen)際(ji)pH值的變化。通(tong)過(guo)這(zhe)種方(fang)法(fa)，研(yan)究(jiu)人(ren)員能(neng)夠(gou)觀(guan)察到根(gen)際(ji)pH值的高(gao)度異(yi)質(zhi)性(xing)，並(bing)發(fa)現pH值的變化與根(gen)的形狀(zhuang)密(mi)切(qie)相關。在實驗期(qi)間(jian)，所(suo)有(you)處理(li)組都出現了(le)明(ming)顯的土(tu)壤(rang)酸(suan)化現象，尤其(qi)是(shi)在(zai)根(gen)際(ji)區域(yu)。例如，經(jing)過15天(tian)的生長(chang)，控(kong)制組、Cr50組和Cr100組的平均(jun)pH值分別(bie)降低了(le)0.26、0.27和0.35個(ge)pH單位。

不(bu)同鉻(ge)處理(li)下李(li)氏禾(he)根(gen)系pH值的空間(jian)變化。紅色(se)框(kuang)表示(shi)pH敏(min)感熒光膜(mo)的成像(xiang)區域(yu)。

通(tong)過(guo)PO技術(shu)，研究(jiu)人(ren)員能(neng)夠(gou)詳(xiang)細地了(le)解根(gen)際(ji)pH值的時空(kong)變(bian)化，這(zhe)對於理(li)解植(zhi)物如何(he)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)根(gen)際(ji)環境來吸收(shou)和積累(lei)鉻(ge)等(deng)重金屬具(ju)有(you)重要意(yi)義。此(ci)外(wai)，這(zhe)些(xie)信息(xi)對於優化植(zhi)物修復策略(lve)和提高(gao)土(tu)壤(rang)修(xiu)復效率也(ye)具有(you)實際(ji)應用(yong)價(jia)值。

平面(mian)光極(ji)技術(shu)是(shi)智感環境科(ke)技有(you)限公司自(zi)主(zhu)研發(fa)並成功(gong)商(shang)品化的壹項國內(nei)新興的科(ke)研技術(shu)。這(zhe)項技術(shu)融(rong)合(he)了(le)我們公司的技術(shu)實力和創(chuang)新理(li)念，是(shi)我們研發團(tuan)隊(dui)經(jing)過長(chang)時間(jian)精心(xin)研究(jiu)和試(shi)驗的結果(guo)。我們深(shen)知(zhi)，對(dui)於科(ke)研工(gong)作(zuo)來說，準確(que)、高(gao)效的儀器(qi)設(she)備是(shi)至(zhi)關重要的，因此(ci)我們始終致力於為(wei)科(ke)研工(gong)作(zuo)者提供優(you)質(zhi)的科(ke)研儀(yi)器(qi)。

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