臭氧和增温对醉蝶花(Cleome spinosa)氧化伤害及抗氧化酶活的影响

Effects of elevated 03 concentration and warming on oxidative jury and antioxidant enzyme activities in leaves of Cleome spinosa

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摘要采用开顶箱气室(OTCs)研究不同臭氧浓度(80和160 nmol·mol-1)及增温(比对照的大气温度增加2℃)对园林观赏植物醉蝶花(Cleome spinosa)氧化及抗氧化特性的影响.结果表明:(1)经过160 nmol·mol-1高浓度臭氧急性熏蒸7d后,醉蝶花叶片出现了明显的伤害症状,叶片表面呈现较大面积的漂白褪绿斑块,其他处理下无明显可见伤害症状;(2)与对照相比,高浓度臭氧(160 nmol·mol-1)处理下醉蝶花叶片丙二醛(MDA)含量、相对电导率、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性均分别显著升高175.7％、259.9％、111.4％、54.3％ (P＜0.05),而超氧自由基(O2-·)产生速率显著降低67％ (P＜0.05);臭氧浓度80 nmol·mol-1处理下,MDA含量显著升高65.5％ (P＜0.05),CAT活性显著下降65.9％(P＜0.05),说明醉蝶花在臭氧浓度80 nmol·mol-1左右时具有较高的臭氧耐受性,而臭氧浓度160 nmol·mol-1左右时植物叶片遭受臭氧胁迫,主要通过增强POD和SOD等抗氧化酶活性来抵御氧化伤害;(3)单独增温导致醉蝶花叶片的MDA含量和相对电导率显著升高62.1％和58.1％ (P＜0.05),但O2-·产生速率和CAT活性显著低于对照(P＜0.05),分别降低了28.8％和71.1％,POD和SOD活性与对照相比差别不大,可能是增温使植物自身代谢增强产生这种现象;(4)与单独臭氧处理相比(80 nmol·mol-1),臭氧(80 nmol·mol-1)增温复合处理下植物叶片CAT、POD、SOD均分别显著升高141.7％、72.1％、107.9％(P＜0.05);O2-·产生速率显著下降51％(P＜0.05),说明臭氧和增温复合处理使醉蝶花遭受的臭氧胁迫加剧.该研究结果可为我国应对高浓度臭氧污染的突发急性事件下的园林及城市绿化植物选择和栽培提供科学依据.

作者秦子晴 ^[1] 徐胜 ^[2] 齐淑艳 ^[3] 陈玮 ^[4] 何兴元 ^[4] 王义婧 ^[5] 学术成果认领

作者单位沈阳大学,沈阳110044;中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016 ^[1] 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院森林生态与管理重点实验室,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049 ^[2] 沈阳大学,沈阳,110044 ^[3] 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院森林生态与管理重点实验室,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049;中国科学院沈阳树木园,沈阳110016 ^[4] 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;中国科学院大学,北京100049 ^[5]

关键词 OTC模拟高浓度臭氧增温醉蝶花抗氧化酶活性

主题词臭氧(Ozone)花(Flowers)植物(Plants)研究(Research)植物叶(Plant Leaves)

DOI 10.13292/j.1000-4890.202003.002

发布时间 2020-05-07

基金项目

国家自然科学基金项目（41675153,31870458,31270518,31170573）；国家重点研发项目（2016YFC0500306）