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以4年生的银杏幼树为试材,采用开顶箱内气体熏蒸试验,对经高浓度O3(80 nmol·mol-1)和CO2(700μmol·mol-1)单一及复合处理3年及随后停止熏蒸1年整个试验期间银杏叶片内丙二醛(MDA)、活性氧、抗坏血酸及抗氧化酶(SOD、CAT)等逆境生理指标进行了分析,研究结果揭示了高浓度O3和CO2对银杏活性氧代谢影响的生理机制,从而为研究城市森林对全球变化的响应与反馈机制提供重要的理论基础。
本研究所得主要结论如下:
1、胁迫期高浓度O3处理显著增强了银杏叶片的抗氧化能力。高浓度O3处理后银杏叶片内抗坏血酸含量和抗氧化酶活性均显著高于未处理组,但抗氧化剂含量和抗氧化酶活性的上调不足以抵消高浓度O3处理所带来的氧化逆境,膜质过氧化产物MDA和H2O2含量依然显著高于O3未处理组。
2、胁迫期高浓度CO2处理对银杏叶片内抗氧化系统影响不大。高浓度CO2处()银杏叶片内抗氧化剂含量和抗氧化酶活性均与对照组无显著差异。
3、胁迫期高浓度O3和高浓度CO2复合处理中,高浓度CO2处理有效缓解了高浓度O3对银杏叶片造成的氧化胁迫。银杏叶片抗坏血酸含量以及抗氧化酶活性普遍低于高浓度O3单因素处理而高于对照处理,并且叶片H2O2和MDA含量显著低于高浓度O3单因素处理,说明高浓度CO2通过减少活性氧的产生来缓解高浓度O3所致的氧化伤害。
4、恢复期高浓度O3处理过的银杏叶片内的氧化逆境基本解除。抗坏血酸的含量显著低于未处理组,虽然叶片内光合色素和单叶重依然显著低于对照,但叶片内较高活性的抗氧化酶能有效控制细胞内残留的活性氧,避免了膜质过氧化反应的发生。
5、恢复期高浓度CO2处理过的银杏叶片内抗氧化系统依然不受影响。抗坏血酸含量及抗氧化酶活性均与对照无显著差异,但MDA含量显著低于对照,说明高浓度CO2处理提高了银杏叶片对其它逆境的抵御能力。
6、恢复期高浓度O3和高浓度CO2复合处理过的银杏叶片氧化逆境解除的速度高于高浓度O3处理过的叶片。抗坏血酸含量下降及抗氧化酶活性上升的幅度均低于O3单因素处理。