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目前对流层O3浓度正逐年升高，对农作物特别是水稻生理和生长特性都有很大的影响，近年来转基因作物种类也不断增加，自2009年获得生产应用安全证书以来，转基因水稻的生态效应和环境风险已成为国内和国际关注的焦点。本试验以转基因水稻Bt汕优63和杂交稻汕优63为试材，研究O3－FACE下转Bt基因水稻生长特性和籽粒元素的变化，分析O3胁迫下外源基因插入诱导的水稻非预期生理效应，旨在为制定未来全球气候变化条件下转基因作物发展战略提供科学依据。研究所取得的主要结果如下：
1.O3浓度升高条件下，两品种的总生物量和产量显著下降，移栽后91d时，Bt汕优63和汕优63的生物总量分别降低了35.5％和28.8％；产量降幅较大，由于当季雨水频繁，病害严重，Bt汕优63和汕优63分别减产达43.2％和35.9％，这表明Bt汕优63更易受环境影响，在多因素共同作用下自身性状指标波动较大。
2.高浓度O3会抑制水稻植株的生长发育，进而影响对矿质元素的吸收、利用以及在各器官内的分配。O3－FACE下，Bt汕优63籽粒中K、Ca、Mg、Fe、Mn和Zn含量均出现降低趋势且除Mg外其余元素的降幅呈现显著差异，汕优63籽粒中仅Fe和Mn的含量出现显著降低。
3.高浓度O3下，水稻叶片的Pn、Gs、Tr均显著降低，其中在移栽后84d时Bt汕优63和汕优63的Pn分别下降21.1％和15.1％，Gs和Tr的变化趋势与Pn基本保持一致；两品种的Ci都有下降趋势，经统计分析后Bt汕优63达到显著差异，表明转基因水稻叶片Pn的降低是由气孔因素和非气孔因素共同作用的。
叶绿素荧光分析表明，两品种叶片的Fv/Fm、φPS II、qP随着O3处理时间的延长而有所下降，在移栽后84d降幅较大，其中Bt汕优63和汕优63的Fv/Fm分别下降2.0％和2.5％，φPS II减少6.0％和3.4％，qP则分别降低了7.0％和2.7％。Bt汕优63的NPQ和％D则表现出增加的趋势，其中NPQ增幅为19.3％，高于汕优63。
O3-FACE下，处理后期O3浓度升高确实加速了Chla、Chlb和Car的降解，且品种间差异显著；汕优63的Car含量高于Bt汕优63，说明在抗氧化防御方面汕优63略优于Bt汕优63，从而在一定程度上可缓解O3造成的损伤。
两品种的TSP含量变化趋势不一，汕优63叶片中的TSP含量是处理低于对照，而Bt汕优63在移栽84d时是处理显著高于对照；Rubisco含量也是处理略高于对照，但未达到显著差异，推测是由于逆境蛋白含量增加所致。
4.高浓度O3加速了水稻叶片细胞膜脂过氧化程度，使两品种叶片MDA含量与正常大气条件相比有大幅度上升，CAT和POD活性在高浓度O3刺激下也有一定程度的升高，但Bt汕优63升高幅度较汕优63低；两品种的APX和SOD的变化趋势不显著。
5.O3胁迫在不同阶段对Bt基因的表达影响不同，前期促使其表达过量，后期逐渐减少；Bt基因经转录、翻译等过程合成Bt蛋白，在胁迫后期，Bt蛋白含量增加，推测是由于水稻叶片中某类miRNA的表达调控所致。