UV-B辐射对蒙古栎挥发性有机物释放的影响

[目的]探明环境紫外线-B(UV-B)辐射强度对东北地区主要树种蒙古栎挥发性有机化合物(VOCs)排放速率和主要光合生理特征的影响规律,以期为蒙古栎的定向培育和大气环境质量的调控与相关预测模型的建立提供基础数据.[方法]以5年生蒙古栎为研究对象,在自然光照基础上,人工增加0(CK)、1.40(T1)和2.80 kJ/(m2·d)(T2)3个不同强度UV-B辐射的处理,应用热解析气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术测定蒙古栎异戊二烯和单萜类物质的排放速率,并结合叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数、光合色素含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和次生代谢产物含量进行差异研究和相关性分析.[结果]随UV-B辐射强度的增加,蒙古栎异戊二烯排放速率显著降低,单萜类化合物排放速率显著提高(P<0.05);增强UV-B辐射显著降低蒙古栎叶片净光合速率(Pn),提高胞间二氧化碳浓度(Ci),蒸腾速率(Tr)在低强度UV-B辐射下增加,高强度UV-B辐射下降低(P<0.05),UV-B辐射对气孔导度(Gs)无显著影响(P<0.05);UV-B辐射下叶绿素荧光参数、叶绿素含量、PAL活性及黄酮类化合物含量显著降低,类胡萝卜素(Car)含量显著上升(P<0.05);增强UV-B辐射显著提高蒙古栎叶片部分次生代谢物绿原酸、桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸含量,绿原酸与桃叶珊瑚苷含量在T2处理组达到最高,分别为4.84、84.75μg/g,T1处理组京尼平苷酸含量最高7.44μg/g.相关分析结果表明:蒙古栎叶片异戊二烯排放速率与Fv/Fm、Φ(Ⅱ)、Pn、PAL活性、黄酮、单宁及多酚含量呈显著或极显著正相关,α-蒎烯与Fv/Fm、Pn、Chl呈极显著负相关(P<0.01);β-蒎烯与Chl呈显著正相关,与PAL活性呈显著负相关(P<0.05).[结论]UV-B辐射增强能提高蒙古栎叶片单萜化合物的排放速率,降低异戊二烯排放速率、光合速率和次生代谢产物总量,改变树木VOCs的组成特征.