植物生理学理论课件第十章植物逆境生理学.pdf

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1、第10章植物逆境生理学•Stress-逆境（胁迫），应力，心理紧张；•植物生理学上逆境是指一切不利于植物生长和生存的条件的总称。如冰冻、冷热、水旱、环境污染和病虫害等。•生物逆境(bioticstress)和非生物逆境(abioticstress)•抗性（resistance）指植物对逆境的适应和忍耐能力。•包括适应性(adaptation),避性（avoidance）和耐性（tolerance）。•适应性是在长期逆境下植物通过形态结构，生理生化与分子的变化产生的一种永久抗性。•水生植物的发达通气组织,水稻乙醇酸代谢，•CAM植物的气孔昼闭夜开，盐生植物的

2、盐腺等……。•避性是不与逆境接触，不需利用代谢娈化和能量消耗的一种抗性。•如沙漠短命植物，冷热旱下休眠。•耐性是植物面临逆境时，通过形态结构，生理生化和分子过程减轻和修复危害的一种抗性。•锻炼（hardening)把植物置一定逆境下一段时间使其逐步适应逆境的过程。•第1节植物抗逆的一般代谢反应•1.生物膜稳定；•2.代谢受损轻或途径变化；•3.渗透调节能力强-合成渗透物质；•4.激素变化——逆境激素合成；•5.逆境基因表达与逆境蛋白合成。•交叉适应（crossacclimation)：植物经历某种逆境后，能提高对另一种逆境的抵抗能力，这种对不良环境间的相互

3、适应作用称为交叉适应或交叉忍耐.•如ABA和ETH不仅是逆境的信号激素，而且能使植物产生交叉适应。胁迫导致活性氧的生成及一系列功能障碍并最终细胞死亡(引自Scandalios,2005)•第2节植物水分逆境•2.1植物抗旱性•旱害(droughtinjury):土壤干旱和大气干旱土壤干旱指久旱无雨，土壤无有效水造成的干旱。.大气干旱指大气相对湿度过低,RH<20%，植物蒸腾失水>>吸水。久之，造成土壤干旱。•实质是生理干旱。脱落酸积累溶质积累光合作用气孔导度蛋白合成细胞壁合成细胞伸长0-1-2-3-4水势（MPa）纯水水分充足中度水分胁干旱及沙漠的植物迫的

4、植物中的植物•图10-1植物各代谢过程与水势•旱害症状：矮小、基部发红、细胞小、叶小、叶发黄脱落，幼叶和生殖器官萎蔫、脱落。•1.1.1旱害机制•1、膜受损•相变→渗漏•2、代谢失调•（1）水分在器官间重新分配：干旱复水•(2)光合下降，呼吸先升后降•a.光合↓SC↑，光呼吸↑，电子传递和光合磷酸化↓。向日葵,-1.1MPa电子传递和光合磷酸化下降显著，－1.7MPa,光合磷酸化停止；Rubisco活性下降；光合产物反馈抑制。•b.呼吸↑→↓，应急→线粒体受损。•饥饿致死。•（3）核酸和蛋白含量下降•蛋白酶活性↑，游离aa↑，RNA酶活性↑，RNA分解,D

5、NA酶活性↑，DNA↓。•（4）Pro积累•①蛋白不解产物，②其他aa转化↑，③氧化↓。•Pro功能：•①解NH毒，②束缚水含量↑。3•（5）激素变化•CTK，IAA、GA等↓，ABA↑。•（6）有毒物质积累•NH、胺↑.3•3、机械损伤•原生质脱水损伤，形成－S－S－。•1.1.2植物抗旱机理及提高抗性方法•1、植物抗旱机理（1）形态：有利吸水，减少蒸腾，加强水分运输。•a.根系发达，高根冠比——‘开源’•b.叶面积小、叶厚、角质层厚、气孔小而多——‘节流’。•c.发达的维管束（叶脉）——‘流畅’•（2）生理生化和分子•a.灵敏的气孔调节：•ABA快速积

6、累→气孔关闭→如番茄(flacca)-dhns,(sitiens)-PI-PII突变体，马铃薯（droopy)-PI-PII突变体。•b.原生质抗脱水•Pro、甘氨酸甜菜碱、Lea蛋白、脱水素和渗透素……。•2、提高抗旱性方法•（1）选用高耐旱、高产及优质品种•（2）杭旱锻炼•“蹲苗”、“饿苗”及“双芽法”。•种子引发(Seedpriming)是指一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的种子处理技术。•（3）合理施肥•增加P、K供应。•（4）化学试剂应用•浸种0.25%CaCl、0.05%ZnSO。24•植物激素和生长调节剂应用•ABA,CCCetc•2.2植物抗

7、涝性••涝害(floodinginjury):湿害(waterlogging)和涝害（洪涝,flooding）•湿害指土壤水分过多，氧气不足对植物的危危害。•涝害是指整株植物或地上部一部分淹水（缺氧更严重）导致对植物的危害。•2.2.1涝害对植物危害•缺O2•任何增O措施均减轻涝害。2•死水危害>活水,蚀水>清水，水越深，时间越长，温度越高,受害越重。•1、缺O的形态危害（原因）2•生长↓，叶发黄(伴随营养不良），根发黑（低Eh），偏状生长（Eth),气生根(IAA极性运输受阻，促进水面发根),茎生空洞(Eth诱导的组织崩溃）.•2、缺O的代谢危害2•光合

8、↓——气孔堵塞和开不了,抑制CO进入；无氧呼吸↑，有毒物乙醇、乙醛