三种植物对UV—B辐射与臭氧污染的电生理响应.pdf

维普资讯 2008年第 36卷第 3期 地 球 与 环 境 Vo_【36，No．3，2008 EARTH ANDENVIR0NMENT 213 文章编号 ：1672—9250(2008)03—0213—05 三种植物对 UV—B辐射和臭氧污染的电生理响应 张道勇 ，邓春暖 ，潘响亮。 (1．中国科学院新疆生态与地理研究所 ，新疆 乌鲁木齐 830011；2．中国科学院地球化学研究所，贵州 贵阳 550002； 3．中国科学院研究生院，北京 1OOO49；4．中国科学院东北地理与农业生态研究所 ，吉林 长春 130012) 摘 要 ：研 究了仙人掌 、芦荟和假明镜对紫外线 Uv-B辐射和 臭氧胁迫的 电生理响应。不 同植 物在不 同胁迫 下电生理响应不 同，反 映 了植 物对 UV—B辐射 和臭氧胁迫的敏 感程度和 耐受性存在 差异。对 U B辐射胁迫 的耐受性从 弱到 强依 次为假明 镜、芦荟和仙人掌。对臭氧胁迫的耐受性从弱到强依次为仙人掌、假 明镜和芦荟。植物 电生理的测量能在一定程度上反映植 物对胁迫的敏感性和耐受性。我们的研究结果表明，可望通过研究植物的电信号响应来筛选监测环境变化的指示生物，还有 望用来预测全球污染 日益严重的形势下植物群落结构的演替趋势。 关键词 ：植物 电生理 ；UV—B辐射 ；臭氧 ；胁迫 中图分类号 ：X173 文献标识码 ：A 植物总是面临着各种环境胁迫。在环境胁迫 影响植物的光合作用 、成长和发展r1 “]。紫外线的 下，植物组织的生理特征将发生变化，这种变化可 增强则进一步通过光化学反应产生臭氧 ，导致地面 以通过测试其电信号来描述 ¨1]。植物电信号的发现 臭氧浓度 的增加。臭氧是一种植物性毒素 的大气 可以追溯到 Sanderson对食虫植物的研究[2]。人们 污染物，可以对植物造成损害 ]。本研究的目的就 发现各种植物中均有电信号的传递[3]。植物在外界 是通过采用植物 电生理学的方法 ，实时收集植物对 环境中不断接受各种刺激 ，产生兴奋 ，引起细胞膜 UVB和臭氧胁迫的电生理反应信息，分析不同植物 去极化 ，形成 电信号 的变化 。光、热、冷、电、机械、 对胁迫的反应特点、敏感性和耐受力。 化学物质、伤害性等刺激都能引起植物电信号的变 化 [4]，并且这种变化可能是植物对外界刺激的第一 1 材料与方法 个反应 L5]，它可 以影 响植物的许多生理过程如生 1．1 实验植物 长 、呼吸和新陈代谢等 ]。因此 ，植物电生理方法可 为方便获取植物及实验操作 ，本文选择 了仙人 以从分子学角度研究信息传输 ，可以实时分析外界 掌 (Opuntiaantiquorum)、芦荟 (Aloearboresesens． 环境刺激对植物的影响[7]。 Mil1)和 假 明镜 (Aeonium undulatum Webbet 人类的发展与活动引起臭氧层的持续破坏 ，使 Berth)等三种常见植物 。实验植物从花卉市场购买 紫外线 UV—B辐射不断增强[ 。UV—B辐射可以 生长状态 良好的仙人掌、芦荟和假明镜植株，在温 室中培养一周。 收稿 日期：2007一ll—O6；修 回 日期 ：2008—05—08 1．2 实验装置 基金项 目：863课题 (2006AA06Z339)；国家 自然科学基金项 目(40