植物生理综述.doc

植物抗逆性研究概述 摘要：植物抗逆性研究对农业生产和生态建设具有重要意义。环境条件会引起植物体内产生一系列 的生理、生化反应，木文概括了干旱、高盐、低温、病原物入侵对植物的危害及植物的抗逆性机制, 并且概述了植物抗逆性的研究进展。 关键词：植物；逆境；抗逆 引言 不利于植物生存和生长的环境条件统称为逆境或环境胁迫，包括冷、热、旱、涝、 盐碱、大气土壤污染等各种物理化学胁迫和来源于病虫、杂草的生存竞争胁迫。在逆境 条件下，植物体会受到危害，发生一系列生理变化：吸水能力降低，体内水分亏缺； 原生质膜结构遭到破坏，主动运输能力下降，透性增大，胞内物质外渗；气孔关闭，酶 活性降低，光合作用下降；呼吸作用增强，消耗大量营养物质；糖类和蛋白质大量水解; 各细胞器也遭受可逆或不可逆的损伤。另一方面，植物经过长期的逆境锻炼也进化产生 了一系列抵制不良环境的机制，即植物的逆境适应性。其包插避逆性和抗逆性2个方面。 在此所说的抗逆性是指植物具有的对环境胁迫忍耐和抵抗的能力，抗逆性是绝大多数植 物响应环境胁迫的普遍方式，具体包扌舌生长发育调节、代谢调节、自由基清除剂等膜 保护物质维持口由基平衡、渗透调节物质介导的渗透调节、气孔的主动关闭以及各种功 能蛋白参与的直接对抗逆境伤害的各种抗逆性反应 各种植物抗逆性及其抗逆机制 2.1干旱胁迫对植物的影响及植物的抗旱性 2. 1. 1干旱胁迫种类「当植物耗水量大于吸水量时，植物体内就会发生水分亏缺，面临干 旱胁迫。根据水分亏缺的原因将干旱胁迫分成3类：大气干旱，由于大气相对湿度低， 加剧了蒸腾作用，是植物失水量大于根系吸水量而导致的植物缺水；土壤干旱，由于土 壤屮缺乏可被利用的水分，导致根系吸水困难，无法供应植物生长代谢所需水分；生理 干旱，由于土壤温度过低或土壤屮化肥、有毒物质的积累导致植物根系不能从土壤小吸 收水分。 2. 1. 2干旱对植物的伤害「半植物细胞失水达到一定程度时，膜的磷脂分子排列发生紊乱, 膜蛋口遭破坏，使膜的选择透性丧失；叶绿体和线粒体结构也被破坏，干旱使叶绿体类 囊体片层数FI减少、扭曲，使线粒体内悄数量减少，细胞核核膜模糊，染色体凝聚，合 成酶类活性下降，光合作用下降。 2.1.3植物的抗旱反应1）形态结构 抗旱性强的植物根系发达和输导组织发达，表皮绒 毛多，角质化或膜脂化程度高，叶片细胞体积/表而积比值小，这些都有利于增加水分 的吸收，减少水分的散失。而且植物在面临干旱胁迫时，体内的水分和营养物质会发生 重新分配，茎和新叶会从老叶、花、果实屮吸收水分和营养。容丽等对贵州花江喀斯特 峡谷代表适生植物顶坛花椒的研究表明，在植被退化、荒漠化严重、土壤松散贫瘠、保 水能力极差而且年降水量极度不均的环境条件下，顶坛花椒形成了发达的浅根系，深度 在0-30cm,主要吸水部位在0-10cm 土层，一方面发达的根系有利于在松散的土壤屮固 定植物体；另一方面浅根系的特点与土壤保水能力差和适应，使植物能够及吋地吸收雨 水，表明顶坛花椒对其根系结构做出了适应于环境的调整2。2）原生质的保水性 正常 的植物细胞屮，由于原生质所含的束缚水多，而口由水相对较少，所以原生质的弹性和 黏性就大，保水能力强；干旱吋，原生质仍保有一部分束缚水，使得其不至于变性凝聚, 从而避免了机械损伤的发生。干旱条件下，植物细胞内会大量聚集海藻糖、蔗糖、麦芽 糖等糖类物质，它们会发生玻璃溶胶化，充满细胞的原生质，起到一定的保水作用，同 吋还增加了原生质的黏性，限制了大分子的混合，保持了细胞的相对稳态宓。3）「渗透 调节 干旱胁迫发生吋，脯氨酸、甘露醇、肌醇、多胺等渗透调节物质在细胞内积聚, 降低了细胞水势，对防止细胞脱水起到了一?定作用。脯氨酸作为植物体内最重要的渗透 调节物质，干旱胁迫发生吋，在植物体内大量积累。以干重计，正常水分条件下，游离 脯氨酸含量仅0. 2-0. 6mg/g,而干旱脱水时可达40-50mg/go脯氨酸具有偶极性，其 疏水端与蛋白质联结，亲水端与水分子结合，这样细胞通过脯氨酸束缚了更多水分，也 防止了蛋白质脱水引发酶和蛋白质的变性。因此 脯氨酸在调节细胞渗透势和稳定蛋白 质特性方面有重要作用。赵琳等研究表明，云南热河谷植被车桑子和清苗木，在不同程 度干旱胁迫下，脯氨酸含量均大幅上升，细胞也具有强适应性代谢调节能力，具有较强 的抗旱性⑷。项俊等对II蓝型油菜抗旱性进行了研究，发现抗旱型油菜脯氨酸含量明显 高于抗旱性弱的油菜品种 2盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐性 2.2. 1盐胁迫对植物的伤害 土壤盐分过多吋会对植物造成盐害。一般情况下，当土 壤含盐量超过0. 20%-0. 25%时，就会引发盐胁迫。盐胁迫对植物的伤害作用分成2类: 一类是盐离子本身对植物的毒害，色插对质膜的破坏和对代谢的干扰；另一类是盐离子