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«——【·前言·】——»
臭氧是对流层中在碳氢化合物或一氧化碳氧化产生的阳光存在下形成的次生空气污染物。作为第三重要的温室气，上升的对流层O3集中会导致全球变暖和气候变化。
它本身直接以0.38 Wm的辐射强迫改变气候表面O的浓度。在亚洲，主要是印度和中国，正在增加，广泛的农业领域受到大量暴露于 O3污染。
高环境据报道，印度-恒河平原地区在拉比和哈里夫季节的浓度与印度其他地区相比，该地区的臭氧水平经常增加，足以对作物生理，生长和产量造成有害影响。
对流层O3主要通过气孔进入叶片，导致植物受损，气孔通过产生活性氧如过氧化氢、羟基自由基和超氧自由基。这些 ROS 导致启动有影响力的代谢抗氧化防御策略以清除累积的 ROS。
当O的积累3-诱导的ROS超过抗氧化能力，对植物造成叶面O的损害损伤，主要是静脉间萎黄、青铜色、斑点和坏死斑，以及生理、生长和产量相关性状的减少。各种研究正在认识到植物对慢性O的不同反应暴露 和急性 O3曝光。
植物对表面O的敏感性取决于同一物种品种间的影响尺度，以及O的持续时间和频率暴露。长期暴露于高O中浓度会伤害植物，加速叶片衰老，损害其繁殖能力，并最终导致产量下降。
不良后果还包括光合作用降低、呼吸速率加快、植物成分中碳分配改变、生物量生长和积累减少，早期的研究集中在评估植物对慢性O水平的种内反应，如小麦，大米，绿豆和苋菜。
这些研究的结果清楚地表明了种内变化，以叶片损伤、生理和生长属性减少以及产量损失的形式出现，这与品种的敏感性呈正相关。缺乏关于不同番茄品种对长期的敏感性的信息。
对O3的影响的详细评估，对植物形态、生理和产量的压力是鉴定可能的O所必需的耐久的品种和物种。在蔬菜中，西红柿是世界上最重要的经济作物，提供大量营养，低热量和高矿物质以及其他几种二级化合物。
据报道，西红柿是对非生物胁迫敏感的最突出的蔬菜之一，主要是对流层O3和高温。据报道，这两种压力对西红柿的不利影响来自世界各地。此外，温度较高和O3升高的条件浓度经常同时出现，因为较高的温度会导致更高的自然O3浓度。
热胁迫会破坏包括西红柿在内的植物的生理和形态属性，从而造成产量损失，从而产生负面影响。大多数关于O3的研究影响西红柿的压力集中在它与生物胁迫的相互作用上。对慢性O3的影响进行全面研究仍不足在整个植物生长周期中暴露于番茄生长，生理和繁殖属性。
考虑到上述情况，目前的研究是基于这样的假设进行的，即为耐受热应激而开发的番茄品种也将对暴露于未来水平的O3表现出耐受性。为了验证我们的假设，该实验对八个具有不同热敏感性的番茄品种进行了实验，以确定慢性O3的影响。
评估试验品种在产量损失方面的繁殖性状变化，以及番茄品种的分类为O3抗性和敏感性品种根据累积胁迫响应指数、层次聚类和产量指数进行。该实验的结果可能有助于确定遇到高温和O3的地区的西红柿的耐受性品种，浓度，以尽量减少生产损失。
«——【·材料与方法·】——»
该实验是为了评估O3，2019 年 2020 月至 25 年 8 月期间，瓦拉纳西巴纳拉斯印度教大学植物园的 45 个番茄品种的耐热性各不相同。试验田土壤呈浅棕色，冲积砂壤土质地，pH值为弱碱性。
该实验是在接近自然的环境条件下使用直径为1.8 m，高度为2.0 m的圆柱形开顶室进行的。腔室由透明的丙烯酸塑料组成，下侧有一个穿孔通道。OTC连接到高速，无过滤的鼓风机，该鼓风机每分钟可以改变风量三次。
具有环境温度 O3 的 OTC浓度用作对照，环境温度+20 ppb O的OTC3浓度作为升高的 O3治疗。升高的 O3在OTC中使用O3发电机6小时 天−1从移植到成熟。使用自动 O3分析仪，连续 8 小时监测 O3在整个植物生长周期中被带到OTC之外。
所有臭氧发生器在实验前都进行了标准化，通过连续测量所需的O3通过自动O3在场外交易中的水平分析仪。升高的 O3数据计算为高于环境水平的海拔作为暴露期的每小时平均值，然后计算月平均值O3确定了浓度。
从印度瓦拉纳西的印度蔬菜研究所获得了对热具有不同敏感性的番茄品种的遗传均匀种子。在选定的品种中，喀什茶燕和EC-620421具有不确定的生长习性，VRT06具有半确定的生长习性，而其他品种具有确定的生长习性。
遵循标准农艺程序，使用推荐剂量的尿素种植西红柿。番茄植株从边缘均匀分布，手动移植到每个OTC中，面积为2.54 m2四行，每株植物之间的距离为30厘米，每个OTC有15株。
在实验过程中，OTC通过定期滴灌用等量的水灌溉，以保持一致的土壤水分。为了控制害虫侵扰，在芽爆发前喷洒与煮印楝叶悬浮液相似数量的草药农药，然后每隔15天喷洒一次，直到植物连根拔起。
在发芽后45天、75天和105天估计株高、总叶面积和叶数，以确定植物的生长属性。便携式叶面积计用于计算总叶面积。
为了测定生物量，将植物的不同部分，叶，茎和根，分离并在80°C的烤箱中干燥，直到重量变得恒定。
用于叶面O的分析3在繁殖期，对OTC所有试验品种的18株进行了标记。臭氧诱导的叶面损伤主要以斑点、脉间萎黄和烫金的形式出现在老叶上。
切除并测量受伤的叶面积，锐澳等人指定的公式用于计算叶面损伤百分比。采用评级系统评估叶面损伤程度，称为O3升高引起的叶面损伤指数。
«——【·结果·】——»
累计8小时平均EO3和 AO3在整个实验期间的浓度分别为65.22和45.57 ppb。累积的O3超过40 ppb（AOT 40）的阈值，在环境O下从10，137.56 ppb h变化3至 29，561.66 ppb h 升高的 O3实验期间的治疗。
由于高O而发生叶面损伤3以烫金，点状，斑点和静脉间萎黄的形式暴露在OTC内，臭氧诱导的损伤在低矮的老叶中比在年轻叶中更为突出。
在O3升高的情况下，所有试验品种的株高均显著降低与对照相比，所有采样阶段的条件。与营养期对照相比，VRT06的株高降低百分比最高，喀什茶堰植株高度降低百分比最低。
在繁殖阶段，超级细菌的株高降低幅度最大，喀什茶堰的株高降低幅度最小，而繁殖后阶段的株高降低幅度最大和最小分别表现为超级细菌和EC-620438。
O3升高下叶面积减少趋势叶子的数量也证实了这一点，升高的 O3番茄各试验品种各生育期总生物量下降，在7.5%—41.8%之间。VRT 31的植物总生物量减少百分比最大，而喀什茶燕在营养阶段的减少最小百分比。
升高的 O3暴露显著降低了所有番茄品种在生殖和繁殖后阶段的总叶绿素含量。在育龄后，超级细菌的减少率最高，为26.06%，而在同一年龄的喀什茶燕中发现的减少最少。
在O3升高的情况下，所选番茄品种的类胡萝卜素含量也出现了类似的下降趋势治疗，方差分析结果表明，所有因素单独和相互作用均显著影响试验品种的光合色素。
升高的 O3在所有阶段降低了除VRT06以外的所有选定番茄品种的蒸腾速率。在生殖后阶段，喀什茶燕的蒸腾速率降低最高，在生殖阶段的H-86降低幅度最低，多变量方差分析对生理属性的结果显示，除A×T引起的gs和E外，所有个体因素及其组合均有显著变化。
«——【·讨论·】——»
在环境和升高的O3下进行的实验结果条件显示 O3 升高的不同影响对8个不同热敏性番茄品种的生长、色素、生理特性、繁殖属性、生物量和产量的影响。O3诱导的特定叶面损伤是植物对对流层O3最明显的反应。
在番茄品种中，O3诱导的叶面损伤症状由O3胁迫表现为叶面脉间萎黄、斑点状、绿黄色和坏死红褐色斑点。叶面损伤百分比的结果似乎将耐热品种超级细菌列为最 O3灵敏和VRT 02和喀什茶彦为最O3抗性品种，而Sel-7和H-86的叶面损伤比超级细菌少。
而VRT02和喀什茶燕的ROS和脂质过氧化积累最少，导致叶面损伤最小，里崔等人在醋栗番茄品种中报告了类似的叶面损伤症状。其他园艺作物，如帕拉克、马铃薯和茄子也表现出叶面损伤的症状，表现为叶片轴向表面的坏死和氯斑点。
在 O3 升高的情况下，在O3升高的生长阶段，所有试验品种的株高、叶片数和面积以及生物量等生长性状均有所减少。在本实验期间暴露，O3升高时株高和生物量的降低治疗可能是由于可用的同化物不足。
因为消耗更多的碳来产生次生代谢物和抗氧化剂，用于修复机制，以对抗由O3引起的压力。 O3 的生长和总生物量的减少最小耐受组与降低的维修成本有关，而不是O3敏感和中等敏感品种。
我们之前的发现表明，O3耐受组表现出较低的ROS积累，因此在升高的O下防御所需的能量消耗较少。在O3升高的情况下，还报告了各种植物物种的植物高度和生物量的降低3治疗。
叶子的数量和面积是植物生长和产量非常关键的因素，升高的 O3由于测试品种的叶面损伤，严重影响了面积和叶数。它可能会缩短叶片的寿命并进一步增强叶片衰老。
在本实验中，长期暴露于升高的O3番茄品种生育后期类胡萝卜素和总叶绿素含量降低，在番茄生育后期，番茄品种的种类和总叶绿素含量最高，敏感组比在耐受和中等敏感组。
光合色素的减少可能归因于它们的分解或叶绿素合成的障碍，臭氧产生的氧化应激会破坏叶绿素分子，因为叶绿体膜中的脂质过氧化作用增强。
发现不同阶段的有性生殖对O3敏感，各种研究报告说，开花期对非生物胁迫最敏感，如对流层O3以及西红柿的高温，一直持续到结果阶段。花蕾是植物暴露于污染物后生殖损伤的主要位置。
本研究在O升高的情况下，所有试验品种的芽簇数和每簇芽数均表现出不显著的响应3暴露。Sel-7和EC620438显示出芽簇数量的显着减少。在O3升高的情况下，Sel-7、超级细菌、VRT06和EC-620438品种的花朵数量显著下降，表示 O3 的直接影响关于花卉分化。
有可能 O3通过气孔直接进入花蕾，这可能会干扰同化物向花蕾的转移，在芸苔属中报告了类似的结果。环境浓度+10 ppb O3 与此相反，大岛等人报告说，200和350 ppb O3以下的花朵数量有所增加。
具有半确定和确定习性的植物可能会受到O3的不利影响更大在开花期暴露，因为它们无法修正对其花位的任何破坏或受精受损。
习性不确定的喀什茶燕在O3下花数、花簇数、花蕾数和花流产变化最小与Superbug和Sel-7相比，胁迫条件具有确定的习性，其中花卉属性受O3升高的影响最大暴露。
从所得结果来看，不同品种在生理、生长、繁殖和产量相关性状方面存在种内变异。本研究表明，品种超级细菌对O3具有更高的敏感性应力，无论其耐热能力如何。结果并不能证明我们的假设是合理的，因为一些耐热的品种对升高的O表现出敏感性。
耐热品种喀什茶燕和VRT 02在一定程度上能够减轻O3的不利影响，与其他品种相比，上述属性的减少最少，由于酶抗氧化剂和非酶巯基的活性上调，该品种 VRT02 和喀什茶彦的氧化应激相对较少，这有助于它们对抗 O3 升高的影响压力。
«——【·结论·】——»
本研究旨在阐明8个番茄品种对热敏感度不同对O3升高的生理、生长、繁殖和产量响应应力，作为 O3预计浓度将随着温度的升高而上升。根据聚类分析、CSRI和产量指数，该品种分为O3敏感，中度O3敏感和 O3抗性类别。
不同热敏性的品种对O3升高没有表现出相似的响应某些品种的浓度，说明选择一种耐受性可能不会增加O3应力耐受性。喀什茶燕和VRT02品种的耐热性表明内置的O3耐受性，可推荐用于高O3地区的栽培相对于高温条件。
«——【·参考文献·】——»
1、斯托克，《第一工作组对政府间气候变化专门委员会第五次评估报告的贡献》，剑桥大学出版社，2014年。
2、迈尔，《运输部门引起的臭氧和甲烷变化引起的辐射强迫》，斯坦福大学出版社， 2011年。
3、卢晓，《中国严重的地表臭氧污染：全球视角》，芝加哥大学出版社，2018年。
4、冯志刚，《臭氧污染威胁着东亚主要主要作物的生产》，杜克大学出版社， 2022年。
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发表于 2023-7-3 20:05:03
