03作物的生产与温度的关系幻灯片.ppt

冷害 膜脂相变（液晶→凝胶相） 膜破裂（非均一的固化） 质膜透性增加 膜均一的固化与紧缩 对水透性降低 （根） 叶绿体、线粒体膜上酶活性降低 骤冷 渐冷 间接损害 失水超过了吸水 派生干旱损害 各个酶之间活性差异 蛋白质变性  或解离 细胞内含物渗漏 直接损害 抑制光合与呼吸 代谢破坏 冷害的机制图解 冻害的机制 膜损伤假说: 巯基假说：蛋白质被损伤 细胞质脱水、结冰时，蛋白质分子相互靠近?相邻的-SH形成-S-S- ? 解冻时蛋白质吸水膨胀，氢键断裂，但-S-S- 仍保留? 蛋白质天然结构破坏 ? 引起细胞伤害和死亡。 （一）低温对作物的伤害 3、不同作物对低温的反应 图 冷敏感（实线）和耐冷性（虚线）作物代谢功能与温度关系的阿伦尼乌斯图解（Walter, 1992） 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 3、不同作物对低温的反应 冷敏感作物均在10℃左右呈现反应速率急剧降低的折点温度，表明这类作物在低于10℃时生化反应所需的活化能明显提高。 喜温作物水稻幼根和幼芽的生长与温度关系的阿伦尼乌斯图解中，不仅生长速率随温度的下降于12℃时出现生长速率下降的折点，而且在18℃也出现一个折点。 图 水稻幼芽、幼根（伸长速度的对数与绝对温度（1/T）的关系（Kabaki，1982） 幼芽 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 3、不同作物对低温的反应 水稻幼苗对14C-亮氨酸和15N-碳酸铵的吸收及掺入蛋白质组分的量：在26～18℃时并无明显差异，但在18℃以下则显著减少。 表明：在18℃以下与生长有关的蛋白质合成所需的活化能明显提高，导致蛋白质合成速率和生长的急速下降。 三、极端温度对作物的伤害 3、不同作物对低温的反应 棉花根的生长速率（mm/h）：17℃：0.33-0.39；18℃：0.9；20℃：1.1；25℃：1.4。 也表现出：低于18℃便显著降低生长速率； 推测： 冷敏感作物对低温的不利反应在低于18℃便开始，这主要是蛋白质合成所需活化能提高所致； 在12℃以下生长趋于停止，则主要是低温进一步引起了生物膜的结构和功能的损伤所致。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （1）抗寒性锻炼 抗寒锻炼：在低温来临时，让作物经历短时期的近下限温度的低温诱导，促进其对低温适应的自我调节能力的形成和表达的过程。 各种作物均具一定的对低温适应的自我调节能力，但自我调节能力的形成和表达与前历温度密切相关。 经抗寒锻炼：增加膜脂不饱和度、形成特异抗冷蛋白、改变内源激素平衡关系，以及增强渗透调节物质的积累等来适应低温环境。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （1）抗寒性锻炼 油菜叶：在临界低温胁迫的初期阶段，可激活磷酸酯酶D转移酶，促进对膜相变起稳定作用的磷酯酰胆碱和磷酸乙醇胺的形成，从而提高抗冷性。 棉花幼苗：通过15℃低温锻炼后，可提高叶片膜脂不饱和度，增强在5℃下的抗冷性。若在低温锻炼的同时用抑制不饱和脂肪酸（18：3，亚麻酸）形成的药剂（Sandoz）处理，则可明显降低膜脂不饱和度而使抗冷性显著下降。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （1）抗寒性锻炼 麦苗：生长在2℃下比在24℃下叶片中亚麻酸含量高2倍，抗冷冻性显著的增强; 拟南芥：抽苔植株经4℃锻炼24小时，可使致死温度由-3℃降至-6℃; 温州蜜柑:经低温锻炼后能耐-9℃； 甜橙：经低温锻炼后能耐-6.5 ℃的低温，未经低温锻炼则只能耐-4℃低温。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （1）抗寒性锻炼 作物：在低温锻炼过程中，可积累低聚糖、单糖、游离脯氨酸等以降低细胞渗透势防止脱水，而且原生质束缚水含量增加，膜脂不饱和度提高，ABA含量增加，从而有利于增强抗冷冻性。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （2）植物生长调节剂的应用 GA:表现为降低作物的抗寒性； 生长素和细胞分裂素:表现为与作物的抗寒性无明显相关。 乙烯:可能有间接增强抗寒性效应，其作用可能与促进叶片脱落，诱导器官休眠及ABA的积累等有关; ABA:与抗寒性的增强密切相关。 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤害的对策 （2）植物生长调节剂的应用 棉花幼苗: 处理：低温前2天用10-5mol/L ABA预处理 置4℃下胁迫4天 移至27℃下生长。 第4天成活率/% 第6天成活率/% 处理 73 39 CK 40 6 三、极端温度对作物的伤害 （一）低温对作物的伤害 4、减轻作物低温伤