13第十三章 植物的抗性生理幻灯片.ppt

第十三章 植物的抗性生理 逆境的种类 第一节 抗性生理通论 一、逆境对植物的伤害 二、植物对逆境的适应 1植物对逆境适应的方式： 植物抗逆境的的方式主要有两种方式，即逆境逃避（stress avoidance）和逆境忍耐（stress tolerance）， 避逆性－是指植物对不良环境在时间上或空间上躲避开。 沙漠中的植物在雨季生长，阴生植物在树荫下生长。 耐逆性－是指植物能够忍受逆境的作用。 指植物虽经受逆境影响，但它通过反应而抵抗逆境，在可忍耐的范围内，逆境所造成的损伤是可逆的，即植物可以恢复其正常生长；如果超过植物可忍范围，损伤将变成不可逆的，超出植物自身修复能力，植物将受害甚至死亡。 如，抗旱植物，抗盐碱植物。 2植物在逆境下的形态变化与生理特点 2.1.形态结构变化 干旱：根系发达、叶小。 淹水：根部形成大的通气组织。 冬季低温：生长停止，进入休眠。 2.2生物膜 生物膜与植物的抗逆性有密切关系。细胞的膜系统在逆境下都会膨胀或破坏。在不同温度下，膜系统会发生相变。 当温度较低时，膜会由液晶相变为凝胶相，膜出现裂缝，透性增大，离子外渗，酶系统活性降低，有机物分解占优势。 2.3胁迫蛋白 在逆境条件下，植物会启动一些与逆境相适应的基因。 热激蛋白：提高植物的抗热性。 抗冻蛋白：提高植物的抗低温能力。 渗压素：提高植物的抗盐能力。 厌氧多肽：在水淹条件下，玉米苗产生新的蛋白，有一些是糖酵解或糖代谢酶，能催化产生ATP供植物需要，调节碳代谢避免酸中毒。 2.4活性氧 氧被活化后会形成对细胞有害的活性氧。 叶绿体中的POD也可把H2O2分解为H2O。 POD与脱氢抗坏血酸还原酶和谷光甘肽还原酶共同作用。 SOD、CAT和POD统称为保护酶系统。抗坏血酸和谷光甘肽等称为非酶自由基清除剂。 正常条件下，由于保护系统使得细胞内的自由基水平很低，细胞不会受到伤害。 在逆境条件(高低温、盐渍和干旱)下，自由基积累过多，会使细胞受到伤害。 自由基伤害细胞的主要途径是使膜脂发生过氧化链式反应，自由基增多，使保护酶系统和膜结构破坏，发生代谢紊乱，导致死亡。 低温、高光强最易受到活性氧的伤害。 2.5渗透调节 干旱、高温和盐渍等逆境会使细胞丧失一些水分。这会导致参与渗透调节的基因表达，形成渗透调节物质，降低细胞水势而增强吸水能力，植物正常生长。 脯氨酸(最有效，干旱)和甜菜碱(盐渍和干旱)。 是胁迫激素，调节植物对逆境的适应能力。 A逆境时ABA的变化 在任何逆境下，植物体内的ABA含量都会增加，这个过程在细胞受害前就已经发生。逆境解除后，ABA的水平下降。如低温下水稻幼苗叶片和黄瓜子叶中的ABA含量升高。 这可能是由于低温增加了叶绿体对ABA的透性，导致ABA合成系统大量合成ABA。 B外施脱落酸对抗逆性的影响 实验证明，外施ABA经过一定时间后（24h以上）可以提高植物对逆境的适应能力。 如外施ABA可提高黄瓜子叶对盐渍的抗性。 生长延缓剂（B9, PP333,）可以提高植物体内ABA的含量，提高抗逆性。 1）减少膜的伤害， 提高生物膜的稳定性。 有人认为脱落酸可以提高膜烃酰链（hydrocarbon acyl chain）的流动性； 有人则认为脱落酸阻止还原态谷胱甘肽的减少； 也有人认为脱落酸使极性脂类脂肪酸去饱和作用。 2）减少自由基对膜的破坏，ABA可延缓SOD和CAT等酶活性的下降，阻止自由基的过氧化作用，降低有毒物质(MDA)的积累，保护膜。 3）改变体内代谢，外施ABA可增加体内Pro、可溶性糖和可溶性蛋白质等含量，提高抗逆性。 4）减少水分散失，ABA可促使气孔关闭，减少蒸腾丧失的水分；提高根对水分的吸收和输导，防止水分亏缺，提高抗逆性。 植物处于零上低温、高温、干旱或盐渍条件下，能提高植物对另外一些逆境的抵抗能力，这种与不良环境反应之间的相互适应作用，称为植物中的交叉适应。 交叉适应的作用物质是脱落酸。 因为某一种逆境会使ABA的含量增高，而ABA水平的提高又会增强对另一种逆境的适应，这就形成交叉适应特性。 三、提高作物抗性的生理措施 1.种子锻炼 对萌动的种子进行干旱锻炼或盐溶液处理，提高抗旱性或抗盐性。 2.巧施水肥 控制水分，少施N肥，多施P,K肥，使植株生长慢，提高抗性。 3.施用植物激素 施用生长延缓剂CCC、PP333等和生长抑制剂茉莉酸等，使植株健壮，提高ABA，加强抗性。 第二节 植物的抗冷性 和抗冻性 概念： 冻害－冰点(0℃)以下低温对植物的伤害叫冻害。 植物对冰点以下低温的适应叫抗冻性。 发生在早春和晚秋，常与霜害伴随发生。 冷害－冰点(0℃)以上低温对植物的伤害。 植物对冰点以上低温的适应叫抗冷性。 热带、亚热带植物易受害. 一、冻害的生理 （一）冻害的机理 冻害对