第二章植物寒害及抗寒生理讲解学习.ppt

第二章植物寒害及抗寒生理;3、能阻止细胞内结冰，防止冰晶对膜的直接破坏。在抗寒锻炼中，细胞液中的溶质含量增加而降低冰点，甚至形成过冷或超冷状态。另一方面是增加膜对水的透性，以便在温度降低时，细胞内的水分，能迅速的流到细胞外去结冰，避免在细胞内结冰所发生的严重冻害。

;4、具备抗冰冻脱水的性能，细胞内的水分流到细胞外结冰有时也会造成伤害。这一方面是因为冰冻脱水引起细胞失水干燥，产生蛋白质变性凝固。另一方面，会使细胞发生收缩凹陷，使细胞质膜受到破坏。总之，抗寒植物的适应办法是，在抗寒锻炼中，大量积累亲水性物质，另外还增加质膜量，使质膜成为弯曲的波浪状，能避免冰冻脱水导致细胞收缩时的损伤。;（二）抗寒植物的类型

各种植物的抗寒性不同，我们把植物的抗寒性划分为以下五种类型：

1、不抗寒的植物特点如下：这类植物生物膜的膜脂相变温度在植株细胞液的冰点温度之上，因此不可避免地要产生细胞内结冰。它们在遭受寒害时，总是因为细胞内结冰而死亡。例如番茄、黄瓜、水稻、香蕉、菠萝等起源于热带的各种喜温植物，在10C以下就会发生冷害。;2、低度抗寒的植物特点如下：它们的膜脂相变温度，稍低于植物细胞液的结冰温度，它们的膜脂不饱和脂肪酸含量较高，在不很低的温度下，能避免细胞内结冰，但缺少其它抗寒特性，如缺少糖的积累，所以它们避免和抵抗冰冻脱水的能力低，只能在不低于零下5C的温度中生存。例如柑橘、马铃薯等也热带植物。

;3、中度抗寒植物它们具有较低的膜脂相变温度，并能在抗寒锻炼中积累糖或者其它保护物质。因此它们的细胞液具有较高的浓度，能够避免细胞内结冰。但是抗冰冻脱水的能力很低，能在零下5C到零下10C条件下生存。例如油菜中的许多品种，菠菜、枇杷、茶树、油桐等南温带的植物。;4、高度抗寒的植物它们的膜脂相变温度很低。在抗寒锻炼中除了增加膜脂的不饱和脂肪酸和积累糖类保护物质外，还能积累膜磷脂和膜蛋白质，增加可溶性蛋白质的亲水性，能防止和避免质膜ATP酶的失活。它们不仅避免细胞内结冰，而且具有相当强的抗冰冻脱水的能力??能在零下10C到零下20C低温下生存。例如我国北方的冬小麦品种，以及桃、杏、梨、苹果等温带植物。

;5、非常抗寒植物这类植物的膜脂相变温度更低，膜结构的低温稳定性很高。在抗寒锻炼中，

1)积累糖、氨基酸和可溶性蛋白质，以及膜蛋白和膜磷脂，还能增加酶的还原能力，防止膜脂的过氧化反应，避免膜半透性的丧失。;2)还能增加脂膜的量，使膜的变成弯曲的波浪状，具备很高的抗冰冻脱水性能。

3)产生阻止冰晶形成的物质，使细胞液处在过冷或超冷状态，几乎完全能够避免质膜ATP酶的失活。这类植物能够在零下20C以下的低温下生存。例如北方的杨树、柳树、刺槐、松柏、云杉等北温带、寒带及高寒地区的植物。

;抗寒性植物类型划分的实践意义

在引进外来植物品种时，必须详细了解原产地的温度条件，它们的抗寒性能必须同引进地区的温度相适应。或者人工创造引进植物所需要的温度条件，不然就会使引种遭到失败，南方观赏花木移到北方就容易冻死。另外可以通过育种将一种植物的高抗寒性基因，转移到另一种不抗寒或抗寒性不强的植物中去，就能提高植物的抗寒性，培育出又强又能高产的的新品种。;二、冻害霜害

什么是冻害和冷害：低温使作物受到不同程度的伤害以至于死亡，按照低温的不同程度、作物受到寒害可分为冻害与冷害两大类；;冻害是温度下降到冰点以下，植物体内水分结冰，因之霜害与冰害都属于冻害。

冷害是指冰点以上的低温对作物的伤害，温度下降并不太低，可是植物体内的生理机能受到障碍。代谢过程的协调受到破坏，作物逐渐出现伤害引起死亡。;有些低温敏感的植物，当气温下到10C到20C就会发生冷害。一般受害的表现程度较缓慢，有时要好几个月才能表现出来。寒潮和霜冻能使植物受到伤害，受害的程度决定于降温幅度的大小、持续时间长短以及结冰溶冰的快慢。

;（一）结冰冻害的生理原因

结冰使植物细胞受冻死亡的生理原因是：

1、是细胞内部结冰，直接破坏了原生质的结构，而使细胞死亡。当气温突然下降到冰点以下时，液泡及原生质中的水分都会结冰，引起原生质的机械伤害死亡。

;2、是原生质脱水、机械挤压及变性凝固。随着温度下降，细胞外部形成的冰晶不断扩大；体积可以增加百分之十，因此，会使原生质受到机械挤压，发生原生质膜的撕裂。原生质脱水后其渗透浓度愈来愈大，内部还会产生有毒物质，如酸、酚等浓度增高，也会使原生质变形细胞死亡。

;3、是解冻时原生质受到伤害。气温如果回升缓慢，结冰脱水的组织就能够重新吸收失去的水分。反之，细胞外部的水分还没来得及被原生质吸收回去，就很快地蒸发散失掉；脱水的原生质就不容易恢复。

;4、是零下低温对细胞膜体系的直接伤害，如低温降低膜的流动性，引