第十一章植物逆境生理技术分析.ppt

第十一章 植物的逆境生理 本章教学提示： 1.教学目的：了解植物在各种逆境下的形态与代谢变化；了解植物抵抗逆境的机制；了解提高植物抗逆性的途径。 2.教学重点：逆境对植物代谢的影响；植物抵抗逆境的机制。 3.教学难点：植物抵抗逆境的机制。 目录 11.1 植物逆境生理通论 11.2 寒害与植物抗寒性 11.3 热害与植物抗热性 11.4 旱害与植物的抗旱性 11.5 涝害与植物抗涝性 11.6 盐害与植物的抗盐性 11.7 病害与植物抗病性 11.8 虫害与植物抗虫性 11.9 环境污染伤害与植物抗性 11.10 活性氧伤害与植物抗逆性 11.1 植物逆境生理通论 11.1 植物逆境生理通论11.1.1逆境和植物抗逆性 1.逆境(environmental stress)是指对植物生存与发育不利的各种环境因素的总称。 逆境也 叫作胁迫。 胁变(strain)： 植物体受到胁迫后产生的相应变化，这种变化可表现在形态上和生理生化变化两个方面。据胁变的程度大小可分为弹性胁变和塑性胁变，前者指解除胁迫后又能复原，而后者则不能。 3.相关概念 适应性：植物对逆境的适应能力； 避逆性：植物通过对生育周期的调整来避开逆境 的能力； 抗逆性：植物对逆境的抵抗和忍耐能力，简称抗性 ； 御逆性 ：指植物处于逆境时，其生理过程不受或少受逆境的影响，仍能保持正常的生理活性。这主要是植物体营造了适宜生活的内环境，免除了外部不利条件对其的危害。 耐逆性 ：指植物处于逆境时，通过代谢反应来阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。 御胁变性：植物能阻止逆境引起的胁变； 耐胁变性：植物能耐受（降低或修复）逆境引起的胁变； 胁变可逆性：植物在逆境下产生了胁变，可在逆境解除后得以恢复原有功能； 胁变修复：植物在逆境下产生的胁变可通过代谢加以修补。 逆境适应：植物对逆境的适应能力，该能力多可遗传。 逆境驯化：植物对逆境的适应能力，该能力不能遗传，但逆境解除后，该能力也随之丧失。 抗性锻炼：（hardiness hardening）植物的抗逆遗传特性（逆境适应）需要特定的环境因子的诱导下才能表现出来，这种诱导驯化过程称为抗性锻炼。 11.1.2植物在逆境下的形态与代谢变化 (一)形态结构变化　　 1.逆境条件下植物形态有明显的变化。 2.逆境往往使细胞超微结构改变。 (二)生理生化变化 1.水分代谢 2.光合作用 3.呼吸作用 4.物质代谢 1.水分代谢 冰冻、低温、高温、干旱、盐渍、土壤过湿和病害等逆境发生时，植物体吸水力降低，但蒸腾量大于吸水量，植物组织的含水量降低并产生萎蔫。 植物含水量的降低使组织中束缚水含量相对增加，从而又使植物抗逆性增强。 2.光合作用 在任何一种逆境下，植物的光合作用都呈下降趋势。 3.呼吸作用 逆境下植物的呼吸作用变化有三种类型： (1)呼吸强度降低:冰冻、高温、盐渍和淹水 (2)呼吸强度先升高后降低：零上低温和干旱迫 (3)呼吸作用明显增强:(病害)且这种呼吸作用的增强与菌丝体本身呼吸无关。 4.物质代谢 多种逆境下， 物质分解大于合成； 水解酶活性大于合成酶； 11.1.3植物对逆境的适应 (一)生物膜\活性氧平衡 (二)渗透调节 (三)植物激素 (四)逆境蛋白 (五)交叉适应 (一)生物膜\活性氧平衡 1.活性氧与植物膜伤害机制 2.生物膜 膜蛋白（线粒体膜蛋白） 膜脂 (二)渗透调节 1.水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，以提高细胞液浓度，降低其渗透势，这样植物就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境。 植物的这种调节作用叫作-----。 2.植物通过渗透调节可维护生物膜运输和细胞膜的电化学性质等，且在维持气孔开放和光合速率及保持细胞继续生长等方面都具有重要意义。 3.渗透调节物质 可分为两大类。一类是由外界进入细胞的无机离子，一类是在细胞内合成的有机物质。 [1]盐生植物主要靠细胞内无机离子的累积来进行渗透调 节。无机离子进入细胞后，主要累积在液泡中，成为液泡的重要渗透调节物质。 [2]有机渗透调节物质 (1)脯氨酸 :最重要和有效的有机渗透调节物质。几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的累积，尤其干旱胁迫 。 逆境下脯氨酸累积的原因主要有三： 一是脯氨酸合成加强。二是脯氨酸氧化作用受抑。三是干旱抑制了脯氨酸参与合成蛋白质的过程。 脯氨酸在抗逆中有两个作用：一是参与渗透调节，用来保持原生质与环境的渗透平衡。它可与胞内一些化合物形成聚合物以防止水分散失；二是保持膜结构的完整性。脯氨酸与蛋白质相互作用能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质的水合作用。 (2)甜菜碱：植物在干旱、盐渍条件下会发生甜菜碱的累积，主