uv-b辐射增强对水稻生育生理及产量品质影响的研究

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1、自从几十年前第一篇文章报道平流层臭氧可能减少以后，国内外学者和专家便广泛研究UV-B增加对生物的影响。到20世纪末已有600多篇研究文章和研究成果发表【81，他们的研究主要探讨了UV-B增加所导致生物的形态结构、生育、生理和生化等方面的变化。国外研究UV-B增加导致生物学效应相对开展较早并取得了很多成果【6'9，10,12,13,14,15]，我国在这方面的研究工作开展较晚，90年代以后才纷纷开展研究但进步较快并取得很多优秀成果[16,17,1S,19'20翔l。目前，关于LTV-B增加对微生物、动物和植物的影响效应的研究已全面展开并且一直是个热点，国内外研究主要有以下

2、趋势。1．4．1从对生物生长发育的影响研究到生物内大分子以及内源调节物质和相关酶的研究．《1．4．1．1对植物的研究-LTV-B辐射增强对植物的影响非常广泛，近几十年来，国内外学者进行了大量的各。种试验研究和模拟研究，在植物生长发育和生理生化响应上获得了丰富的成果。在生长发育方面，增强的UV-B辐射会使植株株高变矮f3,24,26,34,33,37,39}；植株叶片面积减少和叶面积指数降低‘10，26】；影响C3植物干物质生产和形成[21,27'29】；植物能提前进入开花期并且生育进程发生变化(3H：对植株授粉和生育情况也有明显的影响【40】。研究植物对UV-B辐射的敏

3、感程度和敏感性，发现C3与C4植物之间存在较大差异，单子叶与双子叶植物也有明显的较大的差异【2I'361。大部分植物的光合速率在UV-B辐射增强的条件下会降低【2，3，21矧，少部分植物没有明显的变化趋势或变化不大【28’34】；I嗍射增强导致植株叶片叶绿素含量下降14¨，类胡萝卜素含量也减少135]：影响光合作用的关键酶．RUBP竣化酶，导致其梭化速率降低【29】：植物气孔对外界环境变化的敏感程度上升，伎其光合作用能力减弱【421；有的认为Uv-B辐射增强会导致呼吸作用增强【43】，但也有的认为影响较／hi6]或呼吸作用会减弱f44J；UV-B辐射增强会通过刺激叶片表

4、面气孔的开关导致植物蒸腾速率降低【451。UV-B辐射增加会使植物大分子物质或一些酶如核酸和可溶性蛋白质含量减少f48，511，叶片DNA的完整性被破坏【52】；UV-B辐射增强导致编码Rubisco的mRNA含量降低，并认为豌豆可溶性蛋白质降低的主要原因可能是Rubisco含量减少㈣；UV-B辐射强度增大会导致生长素(IAA)含量减少[4S,531，脱落酸(ABA)含量会随着UV—B辐射强度增大而增加，同时影响气孔关闭和游离脯氨酸的积累而导致生长发育受影响[35,4s]。植物一些内源调节物质和酶的合成与分泌会受到UV-B辐射强度增大的影响[34,3s,56,】。大多数

5、植物对UV-B辐射强度增大这种逆境能形成自身适应和有效的防御机制，这种防御和适应机制主要表现为改变形态结构(如叶片变厚、叶片形态如长宽变化、叶片表面形成蜡质层、植株变矮等)来影响[．N-B辐射在其体内的渗透，或通过一些物质诱发修复LN-B辐射损伤的物质(如环丁啼陡二聚体)的产生和形成等[19,46,57]。1．4．1．2对动物的影响UV-B辐射增加已经证实会使人体身高变矮、诱发皮肤癌和白内障等疾病、影响人体的免疫系统、损害人体的呼吸器官等而影响人类的生命安全【47，49’551；同时抑制大田间害虫的破坏能力，降低其发生率和影响其活动范围等【50,58】；能显著降低作物根

6、际微生物种群数量和种类、造成海洋浮游生物及虾蟹贝类幼体的死亡和数量的下降【58'621：两栖动物(如青蛙等)也受其影响很大【63l。1．4．2从UV_B辐射增强对单一种或植物个体研究到植物群体和生态系统影响研究研究显示在种群或生态系统中由于不同的生物或物种对UV-B辐射的敏感性和耐性范围存在较大差异，因而种群或生态系统中不同物种的生长及生育状况会发生差异，导致影响到种群或生态系统内竞争平衡，进而引起种群或生态系统结构和功能的变化，甚至可能导致物种多样性的改变【8，32．3钔。张荣刚、郑有飞等研究了UV-B辐射增强对玉米地生态系统影响的研究【66】。何友红、郑有飞研究了紫

7、外辐射对麦田生态系统的影响【591。郑有飞研究了生态系统内部的营养物质的积累和转移以及能量的合成和传递【32’3引。1．4．3从单一Uv_B辐射胁迫到Uv-B辐射与非生物因子的相互共同作用随着全球气候变化特别是温室效应的增强，自然环境中许多因子发生了变化，各种生物的变化是对多种因子综合作用的响应。多种因子的相互作用研究揭示UV-B辐射效应可能被其它胁迫所掩盖或干扰(如降水、温度、二氧化碳浓度、空气土壤污染等)。UV-B辐射增强和二氧化碳浓度变化对植物的影响的反应通常是负相关的或反向的[65,74】。矿质营养元素与UV-B辐射相互作用的机理