中国科学院大学植物生理学课件：第十三章 植物的抗性生理.ppt

第十三章 植物的抗性生理 在植物的生长过程，经常会遇到各种不良的环境条件，如干旱、洪涝、低温、高温、盐渍以及病虫侵染等，世界上每年都发生不同程度的自然灾害。 随着现代工农业的发展，又出现了大气、土壤和水质的污染，这些不仅危及动植物的生长和发育，而且威胁着人类的生活和生存。 植物的抗性生理（hardiness physiology）是指不良环境对植物生命活动的影响，以及植物对不良环境的抗御能力。 第一节 抗性生理通论 一、逆境和植物的抗逆性 （一）逆境的概念及种类 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。 植物对逆境的抵抗和忍耐能力叫植物抗逆性，简称抗性(resistance, hardiness)。 （二）逆境对植物的伤害 1、逆境可使细胞脱水： 2、膜系统破坏、膜的酶活性紊乱、透性加大。 3、使光合速率下降，同化物形成减少 4、呼吸速率也发生变化：冻、高温、盐、淹水→下降，零上低温和干旱→先升后降，病害→升。 5、诱导糖类和蛋白质转变为可溶性化合物增加。 植物适应逆境的策略——逆境逃避 避逆性和御逆性总称为逆境逃避， 植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因素并未进入组织，故组织本身通常不会产生相应的反应。 耐逆性又被称为逆境忍耐。植物虽经受逆境影响，但它通过生理反应而抵抗逆境。 植物体可以受到和识别的环境信号组成了应激性反应。进行环境胁迫识别后信号被传输到细胞内和植物体全部。 二、植物在逆境下的形态变化与代谢特点 三、植物对逆境的适应 四、提高作物抗性的生理措施 （一）种子锻炼 播种前对萌动种子进行干旱锻炼或盐溶液处理，可提高抗旱性或抗盐性。 （二）巧施水肥 控制土壤水分，少施N肥，多施P、K肥，使植株生长慢，结实，提高抗性。 （三）施用植物激素 应用植物生长延缓剂CCC、PP333等和生长抑制剂茉莉酸、三碘苯甲酸等，可使植物生长健壮，提高ABA含量，加强抗性。 第二节 植物的抗寒性 植物生长对温度的反应有三基点，即最低温度、最适温度和最高温度。 超过最高温度，植物就会遭受热害。低于最低温度，植物将会受到寒害(包括冷害和冻害)。 温度胁迫即是指温度过低或过高对植物的影响。 第四节 植物的抗热性 一、热害 由高温引起植物伤害的现象称为热害(heat injury)。而植物对高温胁迫(high temperature stress )的适应则称为抗热性(heat resistance) 喜冷植物：例如某些藻类、细菌和真菌，生长温度为在零上低温(0～20℃)，当温度在15～20℃以上即受高温伤害。 中生植物：水生和阴生的高等植物，地衣和苔藓等，生长温度为10～30℃，超过35℃就会受伤。 喜温植物：有些植物在45℃以上就受伤害，称为适度喜温植物，例如陆生高等植物，某些隐花植物；有些植物则在65～100℃才受害，称为极度喜温植物，例如蓝绿藻、真菌和细菌等。 三、内外条件对耐热性的影响 第五节 植物的抗旱性 第六节 植物的抗涝性 水分过多对植物的危害称涝害(flood injury) 植物对积水或土壤过湿的适应力和抵抗力称植物的抗涝性(flood resistance)。 (二)涝害对植物的影响 (三)植物的抗涝性 第七节 植物的抗盐性 第八节 植物的抗病性 1.代谢紊乱 水涝缺氧主要限制了有氧呼吸，促进了无氧呼吸，如水涝时豌豆内CO2含量达11%，强烈抑制线粒体的活性。菜豆淹水20小时就会产生大量无氧呼吸产物，如乙醇、乳酸等，使代谢紊乱，受到毒害。 2.营养失调 水涝缺氧使土壤中的好气性细菌(如氨化细菌、硝化细菌等)的正常生长活动受抑，影响矿质供应； 使土壤厌气性细菌，如丁酸细菌等活跃，会增加土壤溶液的酸度，降低其氧化还原势，使土壤内形成大量有害的还原性物质(如H2S、Fe2+、Mn2+ 等)，一些元素如Mn、Zn、Fe也易被还原流失，引起植株营养缺乏。 　3.乙烯增加或激素变化 在淹水条件下植物体内ETH含量增加。 4.生长受抑 水涝缺氧可降低植物的生长量。受涝的植物生长矮小，叶黄化，根尖变黑，叶柄偏上生长。淹水对种子萌发的抑制作用尤为明显。 不同作物抗涝能力有别。如旱生作物中，油菜比马铃薯抗涝；荞麦比胡萝卜抗涝。沼泽作物中，水稻比藕更抗涝。水稻中，籼稻比糯稻抗涝；糯稻又比粳稻抗涝。 同一作物不同生育期抗涝程度不同。在水稻一生中以幼穗形成期到孕穗中期最易受水涝危害，其次是开花期，其它生育期受害较轻 作物抗涝性的强弱决定于对缺氧的适应能力。 1.发达的通气系统 很多植物可以通过胞间空隙把地上部吸收的O2输入根部或缺O2部位，发达的通气系统可增强植物对缺氧的耐力。 据推算水生植物的胞间隙约占植株总体积的70%，而陆生植物只占20