植物对逆境的生理适应与伤害.ppt

第九章植物对逆境的生理适应与伤害药用植物生理生态学----浙江大学宁波理工学院第九章植物对逆境的生理适应与伤害逆境的种类与植物的抗逆性01冷害生理与冻害生理02逆境对植物代谢的影响03氧伤害生理与植物抗性04植物对逆境的生理适应059.1逆境的种类与植物的抗逆性9.1.1逆境的定义及其种类逆境（stress）指对植物生长和生存不利的各种环境因素的总称，又称为胁迫。植物的抗逆性（stressresistance)，简称抗性：植物在长期的系统发育中逐渐形成了对逆境的适应和抵抗能力。。生物因素：病虫害、杂草等逆境的种类理化因素：温度、水分、辐射、化学因素、天气等9.1.2植物抵抗逆境的方式避逆性（stressavoidance)指植物通过各种方式在时间或空间上避开逆境的影响。如沙漠中的植物在雨季快速生长，通过生育期的调整来避开不良气候对它的影响；或者通过特殊的形态结构，如仙人掌的肉质茎贮存大量水分，一些植物叶表面覆盖茸毛、蜡质；强光下叶片卷缩等避免干旱的伤害。12345如有些北方针叶树种在冬季可以忍受-70℃～-40℃的低温；而某些温泉细菌能在70℃~80℃,甚至沸水中存活。耐逆性（stresstolerance)指植物在不良环境中，通过代谢的变化来阻止、降低甚至修复逆境造成的损伤，从而保证正常的生理活动。9.2冷害生理与冻害生理9.2.1冷害与冻害的概念冷害（chillinginjury):指0℃以上低温对植物所造成的危害。（1）直接伤害即植物受低温影响几小时，最多在一天之内即出现伤斑及坏死。如禾本科植物遇冷害后很快出现芽枯、顶枯等现象。（2）间接伤害即植物在受低温危害后，植株形态并无异常表现，至少在几天之后才出现组织柔软、萎蔫。即低温引起代谢失常、生物化学的缓慢变化而造成的细胞伤害。冻害（freezinginjury)：指冰点以下的低温使植物组织内结冰引起的伤害。（1）胞间结冰伤害a原生质脱水由于胞间结冰降低了细胞间隙的水势，使细胞内的水分向胞间移动，随着低温的持续，原生质会发生严重脱水，造成蛋白质变性和原生质不可逆凝固变性。b机械损伤随着低温的持续，胞间的冰晶不断增大，当其体积大于细胞间隙空间时会对周围的细胞产生机械性的损伤。c融冰伤害当温度骤然回升时，冰晶迅速融化，细胞壁迅速吸水恢复原状，而原生质会因为来不及吸水膨胀，可能被撕裂损伤。不可逆地破坏生物膜、细胞器和衬质结构。9.2.2冷害引起的生理生化变化（2）胞内结冰伤害低温使叶绿素生物合成受阻、光合酶活性低，光合速率下降。（1）光合作用减弱冷害使植物的呼吸速率先升高后降低。较长时间的低温，引起氧化磷酸化解偶联；还会累积大量乙醛、乙醇等有毒物质。（2）呼吸代谢失调（3）细胞膜系统受损、物质代谢失调冷害使细胞膜透性增加，细胞内可溶性物质大量外渗，引发植物代谢失调。（4）根系吸收能力下降低温影响根系的生命活动，根生长减慢，吸收面积减少，细胞原生质黏性增加，流动性减慢，呼吸减弱，能量供应不足，使植物体内矿质元素的吸收与分配受到限制，同时失水大于吸水，水分平衡遭到破坏，导致植株萎蔫、干枯。9.2.3冷害的机理冷害对植物的伤害分为两步：（1）膜相改变（由液晶相转变为凝胶相）；（2）由于膜损坏而引起代谢紊乱，严重时导致死亡。。一般，膜脂中不饱和脂肪酸所占比列增大，则抗冷性愈强。膜脂中不饱和脂肪酸的相变温度顺序：磷脂酰甘油（PG）磷脂酰乙醇氨（PE）磷脂酰胆碱（PC）（PG主要存在于类囊体膜）9.2.4低温下植物的适应性变化植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内发生一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强的过程，称为抗寒锻炼（coldhardening)或低温驯化(coldacclimation)。含水量降低，束缚水/自由水的比值增加呼吸减弱、抗逆性增强凡是代谢强度弱的植物，其抗逆性强。脱落酸含量增高，生长停止，进入休眠在温度下降过程中，一些大分子物质趋向于水解，使细胞内可溶性糖（如葡萄糖、蔗糖等）含量增加。可溶性糖是植物抵御低温的重要保护性物质，能降低冰点，提高原生质保护能力，保护蛋白质胶体不致遇冷变性凝聚。脂肪也是保护物质之一，主要集中在细胞