中国一些地区的近地层 高浓度 O3污染 使 敏感 植物受到伤害，已成为严重的环境问题 同时干旱 的 发生程度和频率 也 增强 ，尤其 在 夏季某些 植物 的 生长 期 。由于不同 植物品种和基因型 对 O3和干旱的响应不同 两种胁迫 交互作用 对植物的影响 需要 进一步 探究 。 鉴于 O3对 不同基因型杨树 的叶片 伤害 、光合及生长的影响程度不同 ，因此 杨树 非常适合 作为研究 O3污染或 O3与其它因子（如干旱）综合作用的模型树种 。 目前 杨树与 O3剂量响应关系 的研究 非常有限，尤其是考虑了水分限制，但这些数据信息是 O3伤害评估的有效工具。
      本实验分别于 2014年和 2015年在 OTC内完成。 2014年选取了 6种基因型杨树 幼苗 QY Populus cathayana 84K P. alba × P. glandulosa 90P. deltoides × Populus cathayana cl. Senhai 2 156 P. deltoides× P. cathayana546 P. deltoides cl. 55/56 × Populus deltoides cv. Imperial 107 P. euramericana cv. 74/76 设计了 6个不同 O3浓度处理 （过滤臭氧处理 CF模拟大气环境（ NF NF+20 ppb [ NF+40 ppb [ NF+60 ppb [O3]和 NF+80 ppb [O3]）），探究 O3对不同基因型杨树生长、光合和抗氧化系统的影响差异，并确定杨树的 O3伤害阈值。 2015年 选取对 O3敏感的基因型‘ 546’为实验材料设计了 3个 O3水平 CF NF和 NF+40 ppb[O3]）和 2个水分处理（正常灌溉WW 40%灌溉水量（ RW 的交互实验，研究 O3和干旱交互作用下杨树生理、抗氧化系统 和生物量 的响应，并确定了在水分限制 条件 下的 O3伤害阈值。
主要研究结果如下：
      （1)高浓度 O3使 6种 基因型杨树 叶片出现 不同程度的 可见 伤害 其中 ‘QY’在当前大气环境下即表现出明显的氧化伤害症状。 O3污染 显著降低比叶重（ LMA 和单片叶面积， 但比叶重与 O3敏感性无关。高浓度 O3显著降低 株高 、基径和叶片数的增长量，且影响程度依次为叶片 >基径 >株高 。 O3对 不同基因型杨树幼苗的 总生物量影响不同 。 其中叶片和根的生物量受到的影响较大，但根比重（根生物量 /总生物量）未显著改变。 NF+80对杨树总生物量的影响程度次为‘ QY’’>90’、 546 84K’、 156 107’。本实验中杨树生物量降低 5%时， AOT40（O3日小时浓度超过 40ppb阈值 的累积量 、 POD1、 POD7 O3通量 分别 高于 1 和 7nmol.m-2.s-1阈值 的小时累积量） 分别为 11.8 ppm.h、 6.4 mmol.m-2和 3.8 mmol.m-2。考虑到剂量响应关系中的相关系数（ R2 POD7比 POD1更适合评估O3伤害 。
      （2 )QY’是唯一显示出 在 当前大气环境 下 显著降低叶绿素 Chl 含量、类胡萝卜素 Car 含量、 净光合速率（ Asat）、 最大羧化效率（ Vcmax）和 最大电子传递效率（ Jmax）的基因型。各基因型杨树 幼苗 对 O3的 敏感性 与 气孔导度（ gs无关 。生长后期杨树叶片 净 光合降低主要 由于 非气孔因素 Vcmax和 Jmax）限制 。从各基因型杨树的生理参数与 AOT40的线性关系中得出杨树损害程度依次为：QY 90’、 546 84K’、 156 107’。 综合杨树不同生长期生理参数与 O3的剂量响应关系，色素含量与光合速率对 O3的敏感性要高于生物量，降低程度依次为 Asat > Chl > Car > gs。气孔 对 O3的 响应滞后。
      （3）杨树的脂质过氧化程度 MDA）随 O3浓度增加和熏蒸时间的延长而加剧， 同时 总抗氧化能力（ TAC 和 总酚含量（ TPC）显著降低。杨树的抗氧化能力与其固有的 抗 性 TAC和 TPC）以及在 O3暴露下保持氧化还原状态有关AsA/TAsA）。较 抗 的 基因型杨树（‘ 107’）的 TAC和 TPC都较高，且 AsA/TAsA降低程度低 。 最敏感 基因型 QY’的 TAC含量最低 ，且 较敏感基因型‘ 84K’、156’和 546’随着 O3暴露时间的延长，生长后期 O3熏蒸下叶片的 AsA/TAsA与 CF相比大幅度降低 。
      （4 )O3和干旱交互 实验结果显示 干旱胁迫增加 了 叶片的 叶绿素和类胡萝卜素 含量 ，保护 了 O3污染导致的 叶片 褪色 。干旱胁迫 显著降低 气孔导度 降低 叶片对 O3的吸收，最终显著降低了 O3污染对叶片光合（如 Asat和 Vcmax）的伤害影响 。干旱胁迫增加了水分利用效率（ WUE 而 O3则是 降低 了 WUE。 O3与 干旱 的交互作用对老叶的影响比新叶更明显。
      （5 ）干旱胁迫 显著降低植株生物量，而干旱条件下 O3对生物量的伤害影响也较 充分灌溉 的低。 本研究 将 水分限制下的杨树叶片气孔导度参数化 ，并估算了臭氧吸收量 PODY 。 结果显示 以 臭氧通量为基础建立的通量 -生物量响应R2=0.829 P=0.012）比以浓度为基础 AOT40）的方法 R2=0.560 P=0.087更能解释生物量的 损失 。 不同水分条件下 ‘546’的生物量降低 5%时 POD7为 5.1mmol m-2 而 AOT40并不适合作为 ‘546’在 不同水分条件下的 O3阈值标准参数 。本结果指出 需考虑 水分这一关键因素评估 O3对植物的伤害。
      （6 )O3和干旱 显著增加 叶片 的 ABA含量，且新叶的 ABA含量显著高于老叶。 O3显著增加老叶的 DHA和 GSSG含量，使 AsA/TAsA和 GSH/TGSH降低，导致高浓度 O3熏蒸下 老叶的 MDA含量显著增加。 O3污染 显著增加新叶的 AsA、GSH含量，保持高水平的 AsA/TAsA和 GSH/TGSH，降低氧化伤害。 高浓度 O3通过不同程度增加新、老叶的抗氧化酶类（ APX、 DHAR、 MDHAR、 GR）活性从而 增强叶片的抗氧化性。干 旱条件下，老叶的 AsA/TAsA降低，但 GR活性增加， GSH/TGSH升高，老叶的 MDA含量 也显著增加 。 O3和干旱对 浓度 抗氧化 物和抗氧化 酶类 无交互作用。新叶的 TAsA、 AsA、 AsA/TAsA和 TGSH、 GSH、GSH/TGSH显著高于老叶 ，因而 脂质过氧化程度显著低于老叶 。 但老叶的 APX、DHAR和 GR活性显著高于新叶 ，因而 抗氧化物再生效率高于新叶。 O3和干旱对潜在抗氧化力有显著的交互作用。单位 O3通量抗氧化 物浓度 AA 显示了 O3和 干旱胁迫下植物 的抗氧化 能力 ，而 叶片的累积 O3通量抗氧化 物浓度 PODAA显示了 不同叶龄叶片 对 ROS的 清除 能 力。