第十三章抗性生理讲述.ppt

植物逆境生理 §1 抗性生理通论 一　逆境的概念 在自然环境中植物所需的某种物理的、化学的或生物的环境因子发生亏缺或超越植物所需之正常水平，并对植物生长发育产生伤害效应的环境因子，称为逆境Stress environment。 Eg: 干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污染、病虫害等。 二　胁迫与胁变 1、胁迫Stress: 任何一种使植物内部产生有害变化的环境因子、如水分胁迫、盐害等 2、植物的胁迫可分为： 胁迫 生物胁迫 病害 虫害 异株克生 非生物胁迫 水分 温度 光 化学胁迫：盐害、大气污染等 干旱 涝害 高温 低温：冷害、冻害 光抑制 UV伤害 3 胁变Strain: 指植物体受到胁迫后产生的相应变化 如果胁变较小，在胁迫解除后胁变可以恢复。这种胁变称为弹性胁变elastic strain. 如果胁变较大，在胁迫解除后胁变不能恢复。这种胁变称为塑性胁变plastic strain. 三　逆境对植物的伤害 1.生物膜的破坏：膜相的变化；透性的变化 2.光合作用的变化 3.呼吸作用的变化 4.激素水平的变化 5.产生活性氧：O2?- ?OH 1O2 H2O2 四　植物对逆境的适应——植物的抗逆性 （一）植物的抗逆性Plant Stress Resistance 植物的抗逆性即植物对不良环境的适应性和抵抗力。植物的抗逆性包括三个方面： 避逆性:指植物通过调整生长发育周期，在时间上不与逆境相遇，从而避开逆境的干扰。 御逆性:指植物通过特定的形态结构摒拒胁迫因子的影响，在逆境出现时，胁迫因子并未进入植物组织内，植物体内不发生与环境相应的变化。 耐逆性: 植物体忍受一定的胁迫，而不引起或只引起较小的伤害 （二）植物抗逆性的一般表现 1.植物的渗透调节　osmotic adjustment 2.产生逆境胁迫蛋白 3.植物的活性氧清除系统 4.ABA的产生与交叉抗性 1 植物的渗透调节 植物处于干旱、盐渍、低温等逆境下，会在细胞内积累一定的渗透调节物质，以降低植物的渗透势和水势，这样可以使植物从干旱和盐渍土壤中吸水，并降低冰点以避免冻害。 常见的渗透调节物质有： 无机离子：如K+、Na+ 有机物质：可溶性糖、AA、多醇、季胺化合物等 2　逆境蛋白 高温：热激蛋白HSPs(Heat shock proteins) 低温：冷调节蛋白CRP(Cold regulated proteins) 盐渍：盐胁迫蛋白: 渗压素osmotin: Mw 26kD的盐胁迫蛋白。 水淹：厌氧多肽(anaerobic peptides) 胚胎发育晚期丰富蛋白：LEAs(late embryogenensis abundant proteins) 产生在多种胁迫下。 3　活性氧清除系统 I　酶类： SOD（superocide dismutase) CAT (Catalase) POD (Ascorbic acid Peroxidase) II 非酶类： 胡萝卜素 Vit E 二甲基亚砜 Vit C GSH 4 ABA的产生与植物的交叉适应 植物在遭受低温、干旱、盐渍、高温等各种胁迫时，植物体内的ABA含量都会升高，对植物具有保护作用，故ABA称为逆境激素或应激素。 外施ABA可： 维持膜的稳定性 减少自由基对膜的伤害 促进渗透调节物质的形成 减少水分损失，促进对水的吸收 植物的交叉抗性或交叉适应是指当植物遭受了零上低温、高温、干旱、盐渍、病虫害等逆境的胁迫后，对另一种逆境的抗性会得到增强，这称为cross adaptation。 交叉适应的主要作用物质就是ABA。 §2　植物的抗寒性 零上低温对植物的伤害称为冷害chilling injury 零下低温对植物的伤害称为冻害freezing injury 一　冻害 （一）冻害机理 1.结冰伤害 细胞外结冰 细胞内结冰 2.蛋白质伤害的SH基学说 3.膜伤害学说 （二）植物对冻害的抗性 1.避冻性：降低含水量；合成大量可溶性物质降低冰点；通过过冷避免结冰。 2.耐冻性：呼吸变慢，代谢减弱，进入休眠；合成保护性物质 二　冷害 （一）冷害的机理——膜相变 液态　　　液晶态　　　凝胶态 （二）植物的抗冷性 1.增加膜脂脂肪酸的不饱和度，降低相变温度。 2.合成同工酶 低温 高温 §3　植物的抗旱性 一　旱害的机理 1.机械损伤假说 2.SH基假说 3.膜伤害假说 3.自由基假说 二　植物的抗旱性 1.避旱性 节约用水 大量吸水 短命逃避 2.耐旱性 耐脱水，进行渗透调节 改变代谢途径 §4　植物的抗涝性 一　涝害机理 1.缺氧导致无氧吸收，产生乙醇等物质 2.缺氧引起乙烯的产生，叶片脱落，偏上生长。 二　抗涝性 1.避涝性 形成通气组织 形成不定根 皮孔增多 2.耐涝性 降低有氧呼吸