臭氧浓度升高及暴露时间延长对樱桃萝卜生长及生理的影响

作者：冯美琪; 耿春梅; 王效科; 高艺芹; ***; 殷宝辉; 张楠; 宋蕊; 刘颖; 万五星^*

来源：应用与环境生物学报, 2023, 29(06): 1364-1372.

DOI：10.19675/j.cnki.1006-687x.2022.10012

• O3
• 樱桃萝卜
• 可见伤害
• 生理指标
• 生物量

近地层臭氧(O3)浓度升高对植物的不良影响随着暴露时间的延长如何变化？国内外研究还很少.选取樱桃萝卜(Raphanus sativus var. radculus)为对象，采用开顶式气室(OTC)，设置4个O3熏蒸浓度(NF：环境O3浓度；NF40:NF+40 nmol/mol;NF80:NF+80 nmol/mol;NF120:NF+120 nmol/mol)，通过建立O3暴露剂量AOT40与各指标的剂量响应关系模型，研究O3浓度升高和暴露时间延长对樱桃萝卜生长发育和生理生化指标的响应及变化规律.结果表明：(1)随着暴露时间的延长，高浓度O3熏蒸下叶片褪绿和黄化程度加重.O3浓度升高，受害叶片占比增大，叶面积减小.(2)O3浓度升高，樱桃萝卜叶片内叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)及可溶性蛋白(SP)含量显著降低(P <0.01)，丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、还原型抗坏血酸(ASC)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和总抗氧化能力(T-AOC)显著升高(P <0.001).随着暴露时间的延长，樱桃萝卜叶片内Chl、Car、MDA、SS、SP、ASC和GSH含量对O3污染的敏感性会出现减弱，而T-AOC敏感性会出现增强，表明随着O3胁迫时间的延长，植物会产生适应性.(3)樱桃萝卜肉质根体积和肉质根、茎、叶、细根生物量随着O3暴露剂量AOT40的增大显著下降(P <0.05). NF40、NF80和NF120处理组肉质根生物量与NF相比分别降低了18.06%、46.29%、67.11%.樱桃萝卜肉质根、细根和茎生物量对O3胁迫的敏感性都在后期达到最大值，叶生物量敏感性先减弱后增强.表明随着O3暴露时间延长，O3对植物生物量的影响会加剧.(4)O3浓度升高，樱桃萝卜肉质根中Ca、Mg含量下降，而K、Fe含量增加.综上所述，长时间高O3熏蒸降低了樱桃萝卜的光合作用，提高了抗氧化能力，最终导致生物量降低，影响了肉质根的营养品质.同时植株产生了适应；研究可为认识植物对O3胁迫的长期响应和适应机制及科学估算O3对植物的危害程度提供重要参考.(图7表2参38)

• 单位
  中国科学院生态环境研究中心; 中国环境科学研究院; 生命科学学院; 河北师范大学