植物的抗逆生理剖析.pptx

第十二章 植物的逆境生理 Stress Physiology 芦苇 ◆ 第一节 抗性生理基础 第二节 植物的抗寒性 第三节 植物的抗旱性 第四节 植物的抗盐性 1 .植物在逆境下形态结构与生理生化代谢变化 2 . 高低温对植物伤害及抗寒 ， 耐热机理及途径 3 .干旱 ， 湿涝 ， 盐碱对植物伤害及抗旱 ， 抗涝 ， 抗盐碱机理及途径 4 .大气污染的种类及对植物伤害特点 5 . 抗逆生理与农业生产关系 ， 掌握提高作物抗逆性途径 第一节抗性生理通论 一. 逆境及植物的抗逆性 1、逆境、胁迫（强） 与胁变 所有对植物生命活动不利的环境条件统称为逆境（Stress） 逆境种类 物理的 ， 如旱 、 涝 、冷 、 热等； 化学的 ， 如盐 、碱 、 空气污染等； 生物的 ， 如病 、 虫害等。 逆境生理（ Stress physiology ） ： 研究逆境对植物伤害以及植物对逆 境的适应与抵抗能力的科学。 随胁迫强度不同 ， 胁变程度有差异 弹性胁变： 程度轻, 解除胁迫以后又能恢复的胁变称弹性胁变； 塑性胁变： 程度重, 解除胁迫以后不能恢复的胁变称塑性胁变。 塑性胁变严重时会成为永久性伤害 ， 甚至导致死亡。 胁迫（强） 与胁变 胁迫（强） 借助物理学上概念 ， 任何一种使 植物体产生有害变化的环境因子 称为胁迫（Stress ） ， 如温度胁 迫 、水分胁迫 、盐分胁迫等。 Figure 22.23 A flooded maize field. Flooding in the US Midwest in 1993 resulted in an estimated 33% reduction in yield compared with 1992. 2) 间接伤害（ indirect stress injury） 2. 逆境伤害性质 3. 植物对逆境的适应与抵抗 抗性=胁强/胁变 植物对逆境的适应与抵抗能力 ， 称为抗逆性（hardiness） 遗传潜力 抗逆锻炼 植物抗逆性 强弱取决于 40℃诱导后 生长在45 ℃条件下 大豆幼苗耐热性诱导实验 未进行高温诱导 直接生长在高温下 CK 御性（ avoidance） 耐性（ tolerance） 避性（ escape） 植物对逆境的适应与抵抗方式 但这种耐性有一定的限度。 二. 植物在逆境下的形态变化和代谢特点 1. 形态结构 干旱--- 叶片和嫩茎萎蔫 ， 气孔开度减小甚至关闭 ; 淹水--- 叶片黄化 ， 枯干； 根系褐变 ， 腐烂 高温--- 叶片变褐 ， 出现死斑 ， 树皮开裂 病原菌侵染--- 叶片出现病斑 2 逆境协迫下植物的一般生理变化 1） 逆境与植物的水分代谢 吸水能力降低 ， 蒸腾量降低 ， 组织产生萎蔫 2） 光合速率下降 3） 呼吸作用变化 ①降低（冻害 、热害） PPP途径增强 ②先升后降（冷害 、旱害） ③增高（病害） 4） 物质代谢变化 合成＜分解 5） 原生质膜变化 膜脂双分子层-- →星状排列 ， 膜蛋白 变构 ， 膜透性增加 ， 物质外渗。 6） 蛋白质变化 新蛋白质---统称逆境蛋白(stress protein) : 热击蛋白(HSP) ， 低温诱导蛋白等 三 渗透调节（ osmotic adjustment） 与抗逆性 1. 渗透调节的概念 胁迫条件下 ， 细胞主动形成渗透调节物质 ， 提高溶质 浓度 ， 适应逆境胁迫的现象。 2. 渗透调节物质----两大类 1） 外界进入细胞的无机离子： K+ ， Na+,Ca 2+ ， Mg 2+ ,Cl - ,SO4 2- ,NO3- 等 （主动吸收 — 累积在液泡） 2） 细胞内合成的有机物： a. 脯氨酸 (pro line) ： 最有效渗透调节物质之一 , 多种逆境下 , 植物体内 都积累脯氨酸（ 尤其干旱 ， 比原始含量增加几十~几百倍） 合成加强 内部脯氨酸氧化受到抑制 蛋白质合成减弱 ， 抑制脯氨酸掺入蛋白质合成过程 作为渗调物 保持膜结构完整性 外施Pro可解除高等 植物的渗透胁迫 逆境下Pro积累原因 b. 甜菜碱 (beta ines) 在抗逆性中也有渗透调节作用 (季铵化合物 —N- 甲基代氨基酸 ， R4 N.X ) 。 水分亏缺或NaCI胁迫--积累甜菜碱(小麦 、大麦 、黑麦) c.可溶性糖 积累大量蔗糖 ， 葡萄糖 ， 果糖 ， 半乳糖等 分子量小 ， 易溶解； 有机调节物在生理pH范围不带静电荷； 能被细胞膜保持住； 能使酶构象稳定