寒害与植物抗寒性.ppt

11.2寒害与植物的抗寒性 寒害:温度低于最低温度产生的伤害,包 括冷害和冻害。 零上低温对植物的伤害称为冷害 chilling InJury, 植物对零上低温的适应能力叫做抗冷性 chilling resistance 零下低温对植物的伤害称为冻害 freezing InJury 植物对0℃以下低温的适应能力叫抗冻性 freezing resistance  1121冷害与植物抗冷性 冷害引起的生理生化变化 1、细胞膜系统受损 根系吸收能力下降 3、光合作用减弱 4、呼吸代谢失调 物质代谢失调  冷害的机理——膜相变 液态 液晶态 凝胶态 高温 低温 由于膜损坏而引起代谢紊乱,严重时导致死 还有巯基假说 、植物对冷害的适应 1.增加膜脂脂肪酸的不饱和度,降低相变温 度 2.合成脂类、可溶性糖类等保护性物质。 3.含水量降低,而 bound water/free water增加。  冷害 各酶之间活性差异膜脂变相 蛋白质变性或解离 液晶相凝胶相) 骤冷(冷袭)渐冷 膜破裂非均一的固化)膜均一的固化与紧缩 质膜透性增加 对水透性降低叶绿体、线粒体膜 上酶活性降低 细胞内含物渗漏 失水超过了吸水抑制光合与呼吸 代谢破坏 直接损害 派生干旱冷害 间接损害 图11.3冷害的机制图解(引自J. Levitt1980  11.2.2冻害与植物抗冻性 冻害机理 结冰伤害 1)细胞外结冰()脱水-机械-融冰伤害 2)细胞内结冰 2.蛋白质伤害的SH基学说 3.膜伤害学说 、植物对冻害的抗性 避冻性:降低含水量;合成大量可溶性物 质降低冰点;通过过冷避免结冰。 耐冻性:呼吸变慢,代谢减弱,进入休眠; 合成保护性物质  temperature Plas Ice formation membrane in cell wall 零下低温时细胞中水分进入细胞壁并结冰。如温度 下降很慢只在细胞壁中结冰,就可以避免细胞质结 冰导致的细胞死亡(引自 Buchanan et al,2000)  11.3热害与植物抗热性 由高温引起植物伤害的现象称为热害(hea InJury)。而植物对高温胁迫( high temperature stress)的适应则称为抗热性( heat resistance)。 高温对植物的危害 伤害症状:树干干燥、裂开;叶片出现死斑 1、直接伤害 高温直接影响组成细胞质的结构,在短期(几秒到 几十秒)内出现症状,可能原因如下 1)、蛋白质变性  持续高温 自然状态变性状态—凝聚状态 正常温度 2)、膜脂液化在高温作用下,构成生物膜的蛋白 质与脂类之间的键断裂,使脂类脱离膜而形成一些 液化的小囊泡,从而破坏了膜的结构,导致膜丧失 选择透性与主动吸收的特性。 2、间接伤害 由于高温引起细胞大量失水,进而引起代谢异常, 使植物逐渐受害 1)、代谢性饥饿 2)、有毒物质积累  3)、蛋白质破坏 3、植物抗热性的生理基础 1)、抗热性与植物种类及原产地有关:C4植物起 源于热带或亚热带地区,故其抗热性高于C3植物。 2)、不同的生育时期,不同器官,其抗热性也有 差异:成熟叶片大于嫩叶;休眠种孑抗热性最强, 萌发后降低。 3)、植物的抗热性还与自身的代谢有关:高温下 诱导合成的热激蛋白(HSPs,见11.1.3.4),使 植物表现岀较好的抗热性。  1.4旱害与植物的抗旱性 我国约有48%的土地面积处于干旱、半干旱地带, 其中没有灌溉条件的旱地约占总耕地面积的51.9%。因 此,干旱是限制我国农业生产的重要因素之 旱害及其类型 干旱当植物耗水大于吸水时,植物体内即出现水 分亏缺,水分过度亏缺的现象称为干旱( drought)。 旱害( drought injury)指土壤水分缺乏或大气相对 湿度过低对植物的危害 2、干旱类型 (1)大气干旱高温、强光、RH过低(11%~20%), 植物失水量大于吸水量而造成植物体内严重水分亏缺