Kultivarspezifische Regulation der Aktivität antioxidativer Enzyme und Schließbewegung der Stomata verleiht Weizen Toleranz gegenüber erhöhtem Ozon: Eine zweijährige Freilandstudie mit fünf Kultivaren

Erhöhte Konzentrationen von Troposphären-Ozon (O3) stellen eine bedeutende Bedrohung für die Nahrungsmittelproduktion in vielen Regionen der Welt dar. Wir führten ein zweijähriges Experiment mit fünf Winterweizen (Triticum aestivum L.) Kultivaren, Yangmai16 (Y16), Yangmai23 (Y23), Zhenmai12 (Z12), Yangmai29 (Y29) und Yangmai30 (Y30), durch, um photosynthetische Merkmale, Lipidperoxidation und antioxidative Systeme unter ambienten (A-O3) oder erhöhten (E-O3; 1,5-mal A-O3) O3 in einem Freiluft-O3-Konzentrationsanreicherungs-system (FACE) zu bewerten. E-O3 beschleunigte die Blattseneszenz, was sich in deutlichen Reduktionen der photosynthetischen Rate, der stomatären Leitfähigkeit, der gesamten antioxidativen Kapazität und des Gehalts an photosynthetischen Pigmenten äußerte, begleitet von veränderter Aktivität der antioxidativen Enzyme und einem signifikanten Anstieg des Malondialdehydgehalts (ein Indikator für Lipidperoxidation). Die meisten Parameter zeigten signifikante Unterschiede zwischen den Kultivaren sowie Wechselwirkungen zwischen O3 und Kultur. Die Reaktion des antioxidativen Systems in den Flaggenblättern von Weizen wurde von den O3-Expositionsniveaus beeinflusst. Die Reaktion der antioxidativen Enzyme in der Kornfüllungsphase und das rechtzeitige Schließen der Stomata verliehen Toleranz gegenüber O3. Diese Toleranz war mit einer höheren Aktivität der antioxidativen Enzyme in der Anthese-Phase verbunden, stand jedoch nicht im Zusammenhang mit der Größe der Stomata. Diese Studie bietet eine entscheidende theoretische Grundlage für die weitere Züchtung von O3-toleranten Kultivaren.