臭氧胁迫对植物主要生理功能的影响

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1、第34卷第2期生态学报Vol．34，No．22014年1月ACTAECOLOGICASINICAJan．，2014DOI:10．5846/stxb201305161086列淦文，叶龙华，薛立．臭氧胁迫对植物主要生理功能的影响．生态学报，2014，34(2):294-306．LieGW，YeLH，XueL．Effectsofozonestressonmajorplantphysiologicalfunctions．ActaEcologicaSinica，2014，34(2):294-306．臭氧胁迫对

2、植物主要生理功能的影响*列淦文，叶龙华，薛立(华南农业大学林学院，广州510642)摘要:近年来，由于光化学反应的臭氧前体增加，全球植物受对流层臭氧(O3)胁迫的程度越来越严重。臭氧污染被认为是造成东欧、西欧和整个美国的大片森林衰退和枯死的主要原因。臭氧胁迫严重影响植物叶片对光能的利用，通过气孔限制和非气孔限制，导致其光合速率的降低，影响光合产物的产量。臭氧对植物的影响与植物体内代谢物质的积聚量紧密联系。臭氧胁迫引发植物的各种防御保护机制，刺激抗氧化系统，影响膜系统，改变其体内碳和矿质养分的吸收并引

3、起它们的重新分配，诱导其基因表达的深层变化。为了适应臭氧胁迫环境，植物通过生理生化机制的调节来保证其生命活动。如细胞通过调节渗透物质的含量来保持渗透势的平衡;细胞内各种抗氧化酶活性增加，以清除自由基，避免或者减轻细胞受到伤害;改变代谢途径以保持能量储备和降低代谢速率。可见，生态环境对生物进化具有重要影响。这个观点将在臭氧胁迫对植物生理的影响中得到证实，也是生物进化论的另一种证据。综述了臭氧对光合生理、呼吸代谢、抗氧化系统、膜系统、矿质养分的吸收和分配与分子生理等主要生理功能的影响，并提出臭氧胁迫对植

4、物生理影响的今后研究方向与未来研究热点是:(1)加强在植物个体和群落水平上臭氧胁迫对植物生理影响的研究;(2)臭氧影响下植物的基因调控和相关信号传递网络系统的机理;(3)通过分子标记、基因图谱、基因组学和转基因技术等方法研究选育适应臭氧胁迫环境的植物;(4)尽可能在接近自然条件的环境中开展研究;(5)臭氧胁迫对亚热带和热带森林及其树种主要生理功能影响的研究;(6)建立模型评估臭氧对植物的影响。关键词:植物;臭氧胁迫;生理代谢;生理机制Effectsofozonestressonmajorplantp

5、hysiologicalfunctions*LIEGanwen，YELonghua，XUELiCollegeofForestry，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，ChinaAbstract:Nowadays，withtheincreaseofozoneprecursorcausedbyphotochemicalreactions，theextentofglobalplantssufferingfromozonestressinthet

6、roposphereisgettingmoreandmoreserious．OzonepollutionhasbeenconsideredtobetheprimarycauseofforestdeclineandtreediebackinEasternandWesternEuropeandthroughouttheUnitedStates．Ozonestresscouldhavestrongimpactsontheutilizationoflightandtheproductionofphotosy

7、nthesisproductsinplants，andleadtothedeclineofphotosyntheticratethroughstomatallimitationandnon-stomatallimitation．Theeffectsofozoneonplantsarecloselyrelatedtotheaccumulationofmetabolicsubstanceinplants．Variousdefensiveprotectionmechanismsareinitiatedby

8、ozonestress，suchasantioxidantsystemandmembranesystem．Ozonestresshaschangedtheabsorptionofcarbonandmineralnutrientsinplantsandcausedtheirredistribution．Anditcouldalsoinducedeepchangesingeneexpression．Inordertoadapttotheenvironmentwithozo