第十三章 植物的抗性生理.ppt

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1、第十三章　植物的抗性生理（hardinessphysiology）逆境（stress）：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。胁迫因素包括生物因素和非生物因素，生物因素有病害、虫害和杂草。非生物因素包括寒冷、高温、干旱、盐渍等。植物的抗性（hardiness）：这种对不良环境的适应性和抵抗力。植物对逆境的适应植物对逆境的适应（或抵抗）主要包括两个方面：避逆性（stressavoidance）是指植物对不良环境在时间上或空间上躲避开。耐逆性（stresstolerance）是指植物能够忍受逆境的作用。第一节　抗性生理通论一、逆境对植物的伤害1、可使细胞脱水，

2、膜系统破坏，一切位于膜上的酶活性紊乱，各种代谢活动无序进行，透性加大。2、会使光合速率下降，同化物形成减少，因为组织缺水引起气孔关闭，叶绿体受伤，有关光合过程的酶失活或变性。3、呼吸速率也发生变化，其变化进程因逆境种类而异。4、逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物增加，这与合成酶活性下降，水解酶活性增强有关。二、植物对逆境的适应植物有各种各样抵抗或适应逆境的本领：形态方面和生理方面。在逆境胁迫下，细胞会发生系列变化：逆境感受、信号转导、基因表达、蛋白质合成、酶活性增强，产生胁迫相关物质适应或抵御逆境。逆境下植物细胞形成的代谢适应物（一）胁迫蛋白在逆

3、境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因，抵御逆境胁迫，这些蛋白统称（stressprotein）。如热激蛋白（heat-shockprotein）、抗冻蛋白（antifreezeprotein）、病原相关蛋白（pathogenesis-relatedprotein）。（二）渗透调节渗透调节（osmoregulation）通过加入或去除细胞内的溶质，从而使细胞内外的渗透势相平衡的现象。在不良环境下，细胞会被动地丢失一些水分，除此以外，逆境会细胞形成一些渗透调节物质，提高细胞内溶质浓度，降低水势，使能从外界继续吸水，植物就能正常

4、生长。渗透调节物质主要有糖、有机酸和一些无机离子（特别是K+）。脯氨酸（proline）是最有效的渗透调节物质之一，在多种逆境下，植物体内都积累脯氨酸，尤其是干旱时积累最多，可比原始含量增加几十倍到几百倍。变性的蛋白质未受损的蛋白质（三）脱落酸在逆境条件下，脱落酸含量会增加。一般认为，脱落酸是一种胁迫激素（stresshormone），又称应激激素，它调节植物对胁迫环境的适应。1、逆境时脱落酸的变化无论在什么逆境条件下，如低温、高温、干旱、盐渍和水涝，植物体的内源脱落酸含量都会增加，以提高抗逆性。2、外施脱落酸对抗逆性的影响外施适当浓度(10-6～1

5、0-4mol·L-1)的脱落酸可以提高作物的抗寒、抗冷、抗盐和抗旱能力。外施脱落酸后要经过一定时间（24h以上）的代谢变化，才能提高作物的抗逆性。外施脱落酸提高抗逆性的原因（1）减少膜的伤害逆境会伤害生物膜，而脱落酸可能使生物膜稳定，减少逆境导致的伤害。（2）减少自由基对膜的破坏经脱落酸处理后，会延缓SOD和过氧化氢酶等活性的下降，阻止体内自由基的过氧化作用，降低丙二醛等有毒物质的积累，使质膜受到保护。（3）改变体内代谢外施脱落酸，可使植物体增加脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等的含量，从而使植物产生抗逆能力。3．脱落酸在交叉适应中的作用植物中的交叉适

6、应（crossadaptation）植物处于零上低温、高温、干旱或盐渍条件下，能提高植株对另外一些逆境的抵抗能力，这种与不良环境反应之间的相互适应作用。交叉适应的作用物质就是脱落酸。干旱或盐渍预处理对受冷水稻幼苗叶电解质相对渗透率的影响三、提高作物抗性的生理措施选育高抗品种是提高作物抗性的基本措施。这里只讨论提高抗性的生理措施。1、种子锻炼播种前对萌动种子进行干旱锻炼或盐溶液处理。2、巧施水肥控制土壤水分，少施N肥，多施P，K肥。3、施用生长物质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，

7、加强抗性。第二节　植物的抗冷性低温对植物的危害，按低温程度和受害情况，可分为冷害（零上低温）和冻害（零下低温）两种。冷害（chillinginjury）在零上低温时，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡，此现象称为。原产于热带或亚热带的植物，在生长过程中遇到零上低温，则发生冷害。一、冷害过程的生理生化变化1．水分平衡失调寒潮过后，植株的叶尖和叶片干枯2．呼吸速率大起大落在零上低温条件下，冷害病征出现之前，呼吸速率加快；随着低温的加剧或时间延长，以后迅速下降。3．光合速率减弱影响叶绿素的生物合成和光合进程4．酶活性变化引起蛋白质

8、合成酶、核酸合成酶、脂肪合成酶等合成酶活性降低，但使这些物质的水解酶活性降低。二、冷害的机制1、膜的相变膜的