全 文 ：　
第 27 卷 第 6 期 作　物　学　报 V o l. 27, N o. 6
2001 年 11 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA N ov. , 2001
CO 2 浓度升高对干旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影
响Ξ
任红旭1　陈　雄2　吴冬秀3
(1中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 甘肃兰州 730000; 2 兰州大学干旱农业生态国家重点实验室, 甘肃兰州
730000; 3中国科学院植物研究所, 北京 100093)
提　要　在CO 2 浓度分别为当今CO 2 浓度 (350 Λmo l mo l- 1)和倍增浓度 (700 Λmo l mo l- 1) 的两个开顶
式生长室内, 研究分析了干旱胁迫下蚕豆 (V icia f aba L. ) 植株的生长情况、光合作用和抗氧化酶活性
等生理指标的变化。实验结果表明, CO 2 浓度倍增条件下, 蚕豆的株高增加, 光合速率显著提高, 蒸腾
速率降低, 气孔阻力增大, 水分利用效率得以较大程度地提高; 此外, 倍增 CO 2 浓度下, 受到干旱胁
迫的植株其叶片中CA T、SOD、GR 的活性及叶绿素、类胡萝卜素、可溶性总糖的含量与水分充足条
件下相比无明显变化, POD 的活性甚至低于水分充足条件下。而高CO 2ö干旱胁迫下, 蚕豆叶片中的
M DA 含量显著低于当今CO 2ö干旱胁迫下, 表明高CO 2 对于干旱胁迫所造成的氧化损伤具有一定的改
善作用。因此, CO 2 浓度升高可能对增强植物的抗逆能力有利。
关键词　蚕豆; 倍增CO 2; 干旱胁迫; 光合作用; 抗氧化酶
Effects of Eleva ted CO 2 on Photosyn thes is and An tiox ida tive Abil ity
of Broad Bean Plan ts Grown under D rought Cond ition
R EN Hong2Xu1　CH EN X iong2　W U Dong2X iu2
(1 Cold and A rid R eg ions E nv ironm en ta l and E ng ineering R esearch Institu te, T he Ch inese A cad emy of S cience, L anz hou
730000, Ch ina; 2 S ta te K ey L abora tory of A rid A g roecology , L anz hou U niversity , L anz hou 730000, Ch ina; 3 Institu te of
B otany , T he Ch inese A cad emy of S cience 100093, B eij ing )
Abstract　　B road bean p lan ts (V icia f aba L. ) grow n in open2top cham bers w ere u sed to
assess the effects of eleva ted a tm o spheric CO 2 and drough t on pho to syn thesis, t ran sp ira t ion,
w ater u se efficiency and an t iox ida t ive enzym es of leaves. E leva ted CO 2 (700 Λm o l m o l- 1 )
enhanced p lan t heigh t, pho to syn thet ic ra te, stom ata l resistance and w ater u se efficiency,
w hereas decreased tran sp ira t ion ra te. Fu rtherm o re, under h igh CO 2 condit ion, there w as no
sign if ican t d ifference in the act ivit ies of ca ta lase (CA T ) , superox ide d ism u tase (SOD ) and
glu ta th ione reductase (GR ) as w ell as the con ten ts of ch lo rophyll, caro teno ids and so lub le
sugar betw een the w ater2st ressed b road bean p lan ts and w ell2w atered p lan ts, and the
act ivit ies of perox idase w as even w eaker under w ater deficit condit ion. In addit ion , underΞ 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (N o. 39670139) ; 中国科学院天山冰川观测试验站基金资助项目 (F200104) ;
中国科学院冰芯与寒区环境开放研究实验室开放基金资助项目 (BX2001206)。
作者简介: 任红旭 (19722) , 女, 河北易县, 博士, 1999 年博士毕业于兰州大学干旱农业生态国家重点实验室, 现于
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所从事博士后研究工作, 主要研究方向为植物抗逆性。
收稿日期: 2000209229, 接受日期: 2001206203
Received on: 2000209229, A ccep ted on: 2001206203

h igh CO 2 condit ion, the con ten ts of m alondia ldehyde (M DA ) in leaves grow n under the
com b ina t ion of eleva ted CO 2 concen tra t ion and w ater deficit condit ion w ere sign if ican t ly
low er than the leaves grow n under w ater2st ressed condit ion. T h is m ean s tha t h igh CO 2 m ay
have am elio ra t ion effect on drough t2induced ox ida t ive dam age. N am ely, eleva ted
a tm o spheric CO 2 can enhance the capacity of p lan ts to resist st ress2induced ox ida t ive
dam age.
Key words　　A n tiox ida t ive enzym es; D rough t; E leva ted CO 2; B road bean
大气中CO 2 的浓度一直处于变化之中, 然而自从 19 世纪工业革命以来, 大气中 CO 2 浓
度增长的速度前所未有。近一个世纪以来, 已经从工业革命前的 280 Λm o l m o l- 1迅速增加到
今天的大约 365 Λm o l m o l- 1, 预计到 21 世纪中叶将达到 700 Λm o l m o l- 1[ 1 ]。据几个水平的气
候和综合环流模型预测, 当大气CO 2 浓度加倍时, 地表平均气温将升高 1. 5～ 5. 2℃[ 2 ] , 由此
将导致地球上大多数干旱地区更加干旱[ 3 ]。
大量研究表明, CO 2 浓度升高提高了植物的光合速率, 增大了气孔阻力, 减少蒸腾作用,
抑制植物的呼吸作用, 显著提高植物的水分利用效率[ 4 ] , 并能明显促进植物的生长[ 5 ]。有关
CO 2 浓度升高与其他环境因子的相互关系, 大量研究显示, CO 2 浓度升高对植物的效应严重
受具体环境的影响[ 6 ]。对此存在着几种不同意见, 一些研究者认为高CO 2 对于植物的效应不
会受其他环境因子的影响, 另一些研究者则认为在不同的环境条件下, 高CO 2 的效应将随植
物种类而异, 还有研究者认为当其他环境因子受到限制时, CO 2 的正效应将无法保持[ 7 ]。基
于上述原因, 鉴于我国西北大面积干旱地区植物生长的主要限制因子是水分, 因此研究 CO 2
浓度升高及干旱相互作用下植物的响应机制是十分必要的。因而, 本研究选用主要作物之一
蚕豆为研究对象, 通过分析CO 2 浓度倍增条件下, 干旱胁迫对其生长、光合作用的影响, 以
及蚕豆叶片中抗氧化保护能力的变化, 探讨CO 2 浓度升高与干旱相互作用下植物的生理响应
机制。
1　材料和方法
1. 1　实验材料及生长条件
本实验在两个室外开顶式生长室 (open2top grow th cham ber)中进行。生长室底圆直径为
1. 5m , 高度 1. 7m , 顶开口边长 0. 574m , 整个生长室体积为 2. 38m 3。与CO 2 钢瓶相连的气管
通入生长室内地面中心, 与室内带小管的辐射状气管相接, 各生长室内上、中、下部装有
CO 2 监测小管, 籍此用校正过的 CO 2 红外分析仪 (C ID , Inc. U. S. A ) 可随时监测生长室内
CO 2 浓度, 调整CO 2 钢瓶上的流量计以保证生长室内CO 2 相对稳定于CO 2 浓度控制水平, 变
幅不超过 10%。早8: 00至晚 18: 00 在其中一生长室内通入 700 Λm o l m o l- 1 CO 2, 另一浓度为
当前大气CO 2 浓度 (350 Λm o l m o l- 1, 对照组)。
选取西北大面积种植的蚕豆品种临蚕 2 号 (V icia f aba L. , L incanÊ ) 为材料, 种子直接
播入直径 30 cm、高 40 cm 的橡胶桶内, 桶内为取自农田的耕作土, 按N ∶P∶K 15∶10∶10
拌入底肥, 每桶播种 7 株, 共 12 桶, 分二组分别置于CO 2 加倍和对照两个生长室内, 定期浇
水, 自然光照, 每日平均光照强度 (08: 00～ 18: 00)为 661～ 684 Λm o l·m - 2 s- 1。当蚕豆发育到
可见苗后, 把每个生长室里的蚕豆分成 2 组, 每组 3 桶, 通过控制浇水, 使其中一组土壤相对
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含水量为 80% , 另一组为 40%。土壤水分控制采用称重法, 即在实验之前逐一称取桶自身重
及桶土重, 测定初装土的含水量及田间最大持水量, 在此基础上求得各水分处理的控制总
重, 实验开始后, 每 2～ 3 天逐一称桶。根据实际重量与控制重量的差值进行定量加水, 以实
现对土壤水分的控制。
1. 2　光合作用, 蒸腾作用及气孔阻力的测定
生长 50 天后, 于 11: 00～ 12: 00 时每种处理随机取 5 株, 利用C ID 2301 CO 2 气体分析仪
检测完全伸展开的最幼嫩叶片的光合作用、蒸腾作用及气孔阻力并量取植物株高, 另取 3 株
进行地上部分生物量的测定。测定时大气温度为 23. 2±1℃, 大气相对湿度为 24. 5±2% , 光
照强度为 1100～ 1200 Λm o l·m - 2 s- 1。
1. 3　光合色素测定
将测定过光合作用的叶片剪取下来, 称重后迅速冻存于液氮中。利用甲醇提取法, 研磨
匀浆后, 12, 000×g 离心 10 m in, 分光光度法测定叶绿素和类胡萝卜素[ 8 ]。
1. 4　可溶性总糖测定
将蚕豆叶片于 80℃烘干, 研成粉末后, 参照 P icon 等的方法[ 9 ]对可溶性总糖进行提取测
定。
1. 5　膜脂过氧化测定
参照D h indsa 和M atow e [ 10 ]的方法提取测定膜脂过氧化产物丙二醛 (M DA )的含量。
1. 6　H2O 2 含量的测定
H 2O 2 的提取和测定参照M ukherjee 和 Choudhu ri[ 11 ]的方法。以 2∶1 冷丙酮提取 1g 组
织, 1 mL 提取液加 0. 1 mL 的 5% 硫酸钛与 0. 2 mL 浓氨水, 生成的过氧化物2钛复合物在
3, 000×g 下离心 10 m in, 获得的沉淀溶于 2 m o l L - 1硫酸, 在 415 nm 处测定光吸收值, 由标
准曲线计算得出样品中H 2O 2 的含量。
1. 7　抗氧化酶活性测定
叶片在液氮中研磨成粉末后, 加入 5 倍体积的提取缓冲液 (0. 1 m o l L - 1磷酸钠缓冲液,
pH 7. 5, 含有 1 mm o l L - 1 ED TA 和 1% (w öv) PV P240)。匀浆后 4℃, 15, 000×g 离心 20
m in, 上清液用于酶活性测定及蛋白质含量的分析。
过氧化物酶 (POD ) 和过氧化氢酶 (CA T ) 活性测定按照曾韶西等[ 12 ]的方法。超氧化物歧
化酶 (SOD )活性测定参照刘鸿先等[ 13 ]的方法。
谷胱甘肽还原酶提取方法为: 叶片按 1∶10 (w öv)加入 0. 1 m o l L - 1 T ris2HC l 缓冲液 PH
7. 5及 4% 的 PV P, 4℃研磨, 四层纱布过滤后, 20, 000×g 离心 10 m in, 上清液再于 37, 000g
离心 10 m in, 弃下层沉淀。酶活性测定参照 Gu ri[ 14 ]的方法。反应总体积 3. 0 m l, 含 30 ΛL 0.
1 m o l L - 1 ED TA , 40 ΛL 0. 1 m o l L - 1 GSSG, 90 ΛL 5 m o l L - 1 NAD PH , 0. 7 mL 0. 1 m o l L - 1
T ris2HC l pH 7. 5, 酶液 200 ΛL , H 2O 适量。反应液先加入NAD PH , 340 nm 读取 1 m in 吸收。
校正内源基质引起NAD PH 的氧化, 然后加入 GSSG 开始反应, 以被还原的 Λm o l GSSG
m g - 1 p ro tein. m in - 1表示活性。蛋白质含量测定参照B radfo rd [ 15 ]的考马斯亮蓝 G250 法。
2　结果
2. 1　CO 2 浓度升高和干旱胁迫对蚕豆株高和地上部分生物量的影响
供水充足时高CO 2 浓度使蚕豆植株的株高明显增加, 较大气 CO 2 下升高了 25. 3% , 水
1376 期　　　　　任红旭等: CO 2 浓度升高对干旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影响　　　　　　　　

分胁迫下, 蚕豆株高有所降低, 但也略高于生长在大气CO 2 浓度ö干旱胁迫下的植株 (图 1a)。
图 1b 的数据表明, 生长于高CO 2 下的蚕豆其地上部分的生物量略高于生长在大气CO 2 浓度
下的植株, 而无论是在大气CO 2 浓度下还是在倍增CO 2 浓度下, 干旱胁迫均使蚕豆地上部分
的生物量明显降低, 但高CO 2 浓度下受到水分胁迫的植株其地上部分的干重明显高于生长在
大气CO 2 下经受同样水分亏缺的植株。
图 1　　CO 2 浓度升高与干旱胁迫对蚕豆株高及地上部分生物量的影响. w : 水分充足条件; s: 干旱胁迫条件. 以下同
F ig. 1　　Effects of h igh CO 2 concentration and w ater deficit on p lan t heigh t and biom ass of p lan t above ground of
broad bean. w: w ell w atered condit ion; s: w ater2stressed condit ion. T he sam e below
2. 2　高CO 2 浓度和干旱胁迫对于光合作用、蒸腾作用、气孔阻力及水分利用效率的影响
由图 2a 可见, 在大气CO 2 浓度下, 干旱胁迫使得蚕豆叶片的 P n 仅为水分充足条件下的
图 2　　CO 2 浓度升高与干旱胁迫对于蚕豆净光合作用、蒸腾作用、气孔阻力及水分利用效率的影响
F ig. 2　　Effects of h igh CO 2 and drough t stress on net pho to synthetic rates, transp iration rates,
stom atal resistance and w ater use efficiency of broad bean
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45% ; 而在倍增 CO 2 浓度下, 同样遭受干旱胁迫的蚕豆叶片的 Pn 则为水分充足条件下的
95%。实验结果表明, 不论是在干旱条件下还是在水分充足条件下, CO 2 浓度升高都明显提
高了蚕豆叶片的净光合速率。而蒸腾作用的响应模式则相反: CO 2 浓度升高和干旱胁迫都使
叶片蒸腾速率显著下降, 两者共同作用下, 叶片蒸腾速率下降更大, 仅为大气CO 2 浓度ö水分
充足条件下的 33% (图 2b)。气孔阻力的检测结果表明, CO 2 浓度升高及干旱胁迫均使叶片的
气孔阻力显著提高, 分别为对照的 3. 12 倍和 2. 17 倍, 而高CO 2ö干旱胁迫下蚕豆叶片的气孔
阻力升高更为显著, 是对照的 4. 67 倍 (图 2c)。图 2d 的结果显示, CO 2 浓度倍增使蚕豆的水
分利用效率 (W U E i) 上升了 7. 3 倍, 干旱胁迫对于蚕豆的W U E i 无明显影响, 二者联合作用
则使W U E i 明显升高, 此时蚕豆的W U E i 显著高于处于高 CO 2 浓度ö水分充足条件下的植
株。
2. 3　CO 2 浓度升高和干旱胁迫对光合色素、可溶性总糖及可溶性蛋白质含量的影响
由表 1 可见, 供水充足时, CO 2 浓度升高对于叶绿素 a、b 及类胡萝卜素含量影响不大。
大气CO 2 浓度下, 在以鲜重为基础计算色素含量时, 干旱胁迫使蚕豆叶片中叶绿素 a、b 及类
胡萝卜素的含量明显升高, 但在CO 2 浓度倍增条件下, 干旱胁迫只使叶绿素 a、b 及类胡萝卜
素的含量略微上升, 其上升幅度均明显小于大气CO 2 浓度下。此外, 高浓度 CO 2 及干旱胁迫
均使蚕豆叶片中可溶性总糖含量明显上升, 但在高CO 2 下, 遭受干旱胁迫的蚕豆植株其叶片
中可溶性总糖含量与水分充足条件下相比无显著差别。
表 1　　CO 2 浓度升高和干旱胁迫对蚕豆叶片中叶绿素、类胡萝卜素及可溶性糖含量的影晌
Table 1　　Effects of h igh CO 2 and drought stress on the con ten ts of chlorophyll, caroteno ids
and soluble sugar in leaves of broad bean
项目　 Item
350 Λmo l·mo l- 1 CO 2
水分充足
W ell2w atered 干旱胁迫D rough t2stressed 700 Λmo l·mo l- 1 CO 2水分充足W ell2w atered 干旱胁迫D rough t2stressed
叶绿素 a (m g g- 1FW )
Ch la
0. 268±0. 013 0. 518±0. 020 0. 226±0. 015 0. 311±0. 022
叶绿素 b (m g g- 1FW )
Ch lb
0. 101±0. 010 0. 242±0. 015 0. 093±0. 009 0. 132±0. 015
类胡萝卜素 (m g g- 1FW )
Caro teno ids
0. 061±0. 009 0. 126±0. 023 0. 062±0. 008 0. 078±0. 013
可溶性糖 (Λg g- 1DW )
So luble sugar
1. 812±0. 053 3. 126±0. 069 2. 742±0. 068 2. 841±0. 049
2. 4　CO 2 浓度升高和干旱胁迫对蚕豆叶片中 H2O 2 及丙二醛含量的影响
图 3a 的结果显示, 在大气 CO 2 浓度下, 干旱胁迫使得蚕豆叶片中 H 2O 2 的含量明显升
高, 而当CO 2 浓度倍增时, 尽管干旱胁迫下蚕豆叶片中 H 2O 2 含量也有所升高, 但此时其上
升幅度明显小于大气CO 2 浓度下, 并且与水分充足时相比差别不显著。由图 3b 可见, 大气
CO 2 浓度下, 干旱胁迫导致蚕豆叶片中丙二醛的含量显著上升, 与水分充足条件下相比, 干
旱胁迫下蚕豆叶片中丙二醛的含量增加了 76. 4% , 而在倍增CO 2 浓度ö干旱胁迫下, 蚕豆叶
片中的丙二醛含量仅略有上升, 其上升幅度明显小于大气CO 2 浓度下。
3376 期　　　　　任红旭等: CO 2 浓度升高对干旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影响　　　　　　　　

图 3　　CO 2 浓度升高与干旱胁迫对于蚕豆叶片中H 2O 2 与M DA 含量的影响
F ig. 3　　Effects of h igh CO 2 concentration and w ater deficit on the conten ts of H 2O 2 and M DA in broad bean leaves
2. 5　CO 2 浓度升高和干旱胁迫对抗氧化酶活性的影响
图 4a24d 可见, 在大气CO 2 浓度下, 受到水分胁迫的植株其叶片中 SOD、POD、CA T 及
GR 活性分别升高了 1. 7、1. 3、0. 47 及 0. 61 倍; 水分充足条件下, 当CO 2 浓度倍增时, 蚕豆
叶片中 SOD、POD、CA T 及 GR 活性与对照相比则分别升高了 40. 8%、296. 9%、56. 0% 及
11. 8%。而处于干旱胁迫下的植株其叶片中的 SOD、CA T 和 GR 活性与水分充足时相比并
无明显变化, POD 活性反而降低了约 70%。
图 4　　CO 2 浓度升高与干旱胁迫对于蚕豆叶片中 SOD、POD、CA T 及 GR 活性的影响
F ig. 4　　Effects of h igh CO 2 and w ater deficit on the activit ies of SOD , POD , CA T , and GR in broad bean leaves
3　讨论
在目前大气CO 2 浓度下, 占 90% 以上的C3 植物的光合作用因CO 2 不足而未能达到最大
值, 对许多植物的研究已证明提高大气CO 2 浓度能显著增高光合作用和生物产量[ 16 ]。本研究
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的结果与此相一致。另外, 本文的结果也表明, 在大气 CO 2 浓度下, 干旱胁迫使植物的光合
速率显著下降, 而CO 2 浓度倍增后, 不论是在水分充足条件下还是在水分亏缺条件下, 植物
的光合速率都得以明显提高。大量文献显示, 许多植物在高 CO 2 下存在“光合适应”
(pho to syn thet ic acclim at ion)现象, 即光合速率最初急剧增加, 然后下降至正常水平[ 17 ]。光合
适应发生的原因一般认为主要是由于R ub isco 活性下降, 另外R uBPöP i 再生能力也有一定作
用[ 17 ]。本文中高 CO 2 下植物的净光合速率显著高于大气 CO 2 中的植物, 这可能是由于处理
时间较短所致。作者对于光合作用交叉测定结果显示, 在同样的CO 2 测定浓度下, 长期生长
于高CO 2 下蚕豆的光合速率低于常CO 2 下生长的蚕豆 (结果未列出) , 表明长期的高CO 2 环
境使植物的光合能力下降。大量研究表明, CO 2 浓度升高对植物另一个重要的直接影响是使
植物的水分关系发生变化。CO 2 浓度升高引起气孔关闭, 从而使蒸腾速率降低, 植物的水分
利用效率得以提高[ 4 ] , 本实验也得到相类似的结果, 并且在干旱胁迫下, CO 2 浓度升高的作
用效果更加显著。这些结果表明, 随着未来大气CO 2 浓度的升高, 植物对于土壤干旱的抗性
可能会增强[ 18 ]。
丙二醛 (M DA )是膜脂过氧化的产物, 可作为植物遭受氧化逆境损伤的指标之一。本研究
对蚕豆叶片中M DA 含量的分析表明, 大气CO 2 浓度下, 水分亏缺对蚕豆叶片造成较为严重
的氧化损伤, 而在倍增CO 2 浓度下, 这种氧化损伤则较为轻微, 表明高 CO 2 对防止植物的氧
化损伤具有一定的保护作用, 这与前人的实验结果[ 19 ]相一致。活性氧清除酶的生物合成通常
受细胞内底物水平的调控[ 20 ]。适当浓度的H 2O 2 可促进大豆叶片 SOD、CA T、GR 的合成[ 21 ]。
高CO 2 下, 蚕豆叶片中H 2O 2 的水平高于对照, 而其 SOD、POD、CA T 及 GR 的酶活性也高
于对照, M DA 含量则低于对照, 表明高 CO 2 下蚕豆叶片中活性氧浓度的升高有效地促进了
其清除物质的增加, 从而使膜脂过氧化维持在较低水平。干旱胁迫下, 处于大气CO 2 中的植
株其叶片中的 SOD、POD 及 GR 活性明显高于高CO 2 中的植株, 而其H 2O 2 含量及M DA 含
量也高于高CO 2 中的植株, 这可能是由于大气CO 2 中, 持续处于干旱胁迫下的植株其自由基
产生与清除的平衡被逐渐打破, 所以尽管抗氧化酶活性上升到较高水平, 但H 2O 2 仍以较快
的速度累积起来, 从而对膜造成伤害, 使得膜脂过氧化水平升高, 进而对光合及生长造成影
响。而在高CO 2 下, 受到干旱胁迫的植株其叶片中的 SOD、POD 及 GR 活性明显低于处于大
气CO 2ö干旱胁迫下的植株, 而其膜脂过氧化水平也明显低于处于大气 CO 2 中的植株, 可见
高CO 2 对于干旱胁迫所造成的氧化损伤有一定的缓解作用。另一方面也说明 CO 2 浓度升高
可能导致细胞对抗氧化活性需求的减少[ 22 ]。此外, 倍增CO 2 下, 遭受水分胁迫的蚕豆植株其
叶片中叶绿素、类胡萝卜素及可溶性总糖的含量与水分充足条件下相比也无明显变化, 这一
实验结果也为上述论断提供了佐证。造成高CO 2 下蚕豆较低氧化损伤的主要原因可能在于加
富CO 2 可提高叶绿体 PCO 2öPO 2 的比率, 增加CO 2 的同化, 减少因O 2 作为电子受体而形成
的活性氧, 而且 CO 2 浓度的提高也可降低光呼吸形成的 H 2O 2 [ 22 ]。此外, 在本试验中, 高
CO 2ö干旱胁迫下, 蚕豆叶片中 POD 的酶活性显著低于水分充足条件下, 而CA T 的活性与水
分充足条件下相比则未有大的差别, 对此我们认为, 由于 POD 与CA T 均为细胞内有毒物质
H 2O 2 的重要清除剂, 因而这种活性变化上的差别说明CA T 专一性的保护功能可能是最基本、
有效的。另一方面, 由于CO 2 浓度升高导致气孔阻力增大, 蒸腾速率减小, 水分利用效率显
著增加, 也使得植物对于土壤干旱的“耐性”增强, 因此干旱胁迫下, 植物受到的干旱损伤就
比在当今CO 2 浓度下轻微。
5376 期　　　　　任红旭等: CO 2 浓度升高对干旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影响　　　　　　　　

综上所述, 高浓度CO 2 对于干旱胁迫导致的氧化损伤有一定的缓解作用, 大气CO 2 浓度
升高能明显增强植物的抗干旱能力。结合高浓度CO 2 能提高欧洲栓栎的耐高温能力[ 23 ] , 缓解
盐胁迫所造成的伤害[ 24 ] , 改善O 3 导致的氧化损伤[ 18 ] , 因此, 在未来气候条件下, 大气 CO 2
浓度升高可能对增强植物的抗逆能力有利。
参　考　文　献
1　 IPCC. 1996. T he S cience of C lim a te Chang e (eds, Hough ton J T , 1995. L G M eira F ilho, B A. Callander, N. H arris,
A. Kattenberg and K. M ashell) 572. Cam bridge U niversity P ress, Cam bridge
2　M itchell J F B. R ev Geop hy sics, 1989, 27: 115～ 139
3　R ind D , R Go ldberg, J H ansen, C Ro senzw eig, R Ruedy. J Geop hy s R es, 1990, 95: 9983～ 10004
4　M urray D R. A m J B ot, 1995, 82: 690～ 697
5　蒋高明. 植物学通报, 1995, 12 (4) : 1～ 7
6　Poo rter, H. G loba l Chang e B iol, 1998, 4: 693～ 697
7　W u D X and G X W ang. E nv iron E xp B ot, 2000, 43: 131～ 139
8　L ich ten thaler H K, A R W ellburn. B iochem ica l S ociety T ransactions (L ondon) , 1983, 603: 591～ 592
9　P icon C, A Ferh i, J M Gueh l. J E xp B ot, 1997, 48: 1547～ 1556
10　D h indsa, R S and W M atow e. J E xp B ot, 1981, 32: 79～ 91
11　M ukherjee, S P and M A Choudhuri. P hy siol P lan t, 1983, 58: 166～ 170
12　曾韶西, 王以柔, 刘鸿先等. 植物生理学报, 1991, 17: 177～ 182
13　刘鸿先, 曾韶西, 王以柔等. 植物生理学报, 1985, 11: 46～ 57
14　Guri, A Can J P lan t S ci, 1983, 63: 733～ 737
15　B radfo rd, M M. A naly tica l B iochem , 1976, 72: 248～ 254
16　许大全. 植物生理学通讯, 1994, 30 (2) : 81～ 87
17　Bow es G. P lan t Cell and E nv ironm en t, 1991, 14: 795～ 806
18　Chaves, M M and J S Pereira. J E xp B ot, 1992, 43: 1131～ 1139
19　Rao M V , B A H ale, O P O rm rod. P lan t P hy siol, 1995, 109: 421～ 432
20　Bow ler C, M V an M ontagu and D L nzé. A nn R ev P lan t P hy siol P lan t M ol B iol, 1992, 43: 83～ 116
21　许长成, 邹琦, 樊继莲等. 植物生理学报, 1996, 22 (1) : 13～ 18
22　彭长连, 林植芳, 林桂珠. 作物学报, 1999, 25 (1) : 39～ 43
23　Faria, T , D W ilk ins and R T Besfo rd. J E xp B ot, 1996, 47: 1755～ 1761
24　刘家尧, 衣艳君, 白克智. 生态学报, 1998, 18 (4) : 408～ 412
《生态学报》2002 年征订启示
《生态学报》是中国生态学会主办的综合性学术刊物, 创刊于 1981 年。主要报道生态学领域的学术论文,
综述性文章; 创造性研究报告和研究简报; 生态学新理论、新方法、新技术介绍; 新书评介和学术、科研动
态及开放实验室介绍等。
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