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对流层臭氧是最主要的空气污染物之一,目前东亚地区臭氧浓度急剧增加,急性臭氧(O3)会对植物产生负面影响,致使全球作物和森林减产。为了研究银杏应对急性03胁迫的响应机制,本实验以银杏叶片为实验材料,于开顶式气室内进行熏蒸,设置80 nmol·mol-1、1.20 nmol·mol-1及200 nmol·mol-1三个O3浓度梯度。通过测定急性O3熏蒸时期银杏叶片活性氧(ROS)水平、膜质过氧化程度(MDA)、抗坏血酸(AsA)、抗氧化酶活性及MAPKs信号通路抗逆基因表达水平的变化来探讨臭氧处理对银杏叶片抗氧化系统活性及抗逆基因表达的响应情况,以期找到ROS和MAPKs通路之间的联系,为研究其它植物的抗逆机制提供借鉴和参考。主要研究结果如下:(1)经急性O3熏蒸后,银杏叶片中ROS发生氧化爆发,臭氧处理组过氧化氢(H202)含量和超氧自由基(02·-)产生速率均显著高于对照组,熏蒸32-56 h后,120 nmol.mol-1和200 nmol.mol-1处理组丙二醛含量(MDA)含量增加,具有一定的累积效应;经O3处理8 h之后,120 nmol·mol-1和200 nmol.mol-1处理组过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性增加,O3处理12 h后,120 nmol·mol-1和200 nmol·mol-1处理组超氧化物气化酶(SOD),脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性增加。03熏蒸32-56h,银杏自身的抗氧化系统遭到破坏,抗氧化酶活性降低。O3熏蒸32-56 h,SOD、CAT、MDHAR、DHAR和GR活性呈降低趋势,APX活性随臭氧浓度的增加而增加,80处理组在抗氧化系统酶活性方面与对照组组之间无显著差异。80 nmol·mol-1与120 nmol·mol-1O3处理促进AsA的合成和提高了 AsA/DHA 比率;200 nmol·mol-1 O3处理抑制AsA的产生并且降低了AsA的抗氧化能力。(2)急性 O3熏蒸 0-8 h,银杏叶片中 CAT、APX2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD表达量上调,熏蒸32-56 h,APX1和Fe-SOD表达量上调,在O3胁迫的不同时期,基因家族中各个基因的表达量各不相同,负责的调节区域也不尽相同。另外,基因表达的上升或下调与酶活性的调节并不存在统一性。急性O3熏蒸12 h,MAPK基因表达上调,MAPK信号通路被激活,熏蒸56h,MAPK和p38基因表达上调,WRKY31表达量上升,激活MAPKs信号通路,此时植物体内大量ROS积累,膜脂过氧化程度加重,高浓度O3处理组的酶活降低,H2O2作为信号分子激活MAPKs,进而调节植物对于O3的抵抗能力。综上所述:在急性O3熏蒸期间,银杏叶片内H2O2和O2·-大量产生,过量ROS被积累,H2O2作为信号分子将外界刺激传递到细胞内,p38和WRKY31相对表达量增加,激活MAPKs信号通路,引起抗逆基因相对表达量上调,启动防御系统,银杏叶片提高抗氧化酶活性和抗坏血酸含量,从而提高银杏叶片解毒ROS的能力,维持细胞内氧化还原反应的平衡和细胞膜结构的稳定性,进而增强银杏对03胁迫的耐受性。经急性03熏蒸56 h,银杏自身的抗氧化系统遭到破坏,抗氧化酶活性降低。