植物生理学―逆境生理ppt课件.ppt

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1、植物的抗性生理第十一章1.低温对植物的伤害及其机制，抗寒锻炼2.干旱对植物的伤害及其机制，适应与抗性3.逆境下植物的生理代谢与交叉适应逆境的概念及种类逆境（stress）是指对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。生物因素——病害、虫害、杂草理化因素物理的——机械损伤辐射性的——紫外化学的——污染、氧胁迫温度的——低温、高温水分的——干旱、涝害逆境种类抗逆性及方式抗逆性（hardiness）植物在长期的系统发育过程中形成的对逆境的抵抗和忍耐能力。抗性的方式：避逆性（stressavoidance）指由于植物

2、通过各种方式避开或部分避开逆境的影响，不利因素并未进入组织，故组织本身通常不会产生相应的反应。耐逆性（stresstolerance）指植物组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的伤害，使其仍保持正常的生理活动。植物在遭遇不良环境时作出相应反应，逐步适应逆境的过程称为锻炼（hardenging）。本章内容§1植物的抗寒性§2植物的抗旱性§3植物的氧胁迫§4抗性生理通论§1植物的抗寒性温度是植物生长的必需条件，也是植物自然地理分布的主要限制因素。植物只有在一定的温度范围内才能

3、正常生长和繁育。低温逆境可分为两种类型：冷害（chillinginjury）：冰点以上低温对植物的危害；冻害（freezinginjury）：冰点以下低温对植物的危害。一、冷害生理热带和亚热带植物常受到冷害的危害。在我国冷害常发生于早春和晚秋季节，主要危害作物的苗期和籽粒或果实成熟期。冷害对植物的伤害除与低温的程度和持续的时间直接有关外，还与植物组织的生理年龄、生理状况以及对冷害的相对敏感性有关。香蕉植株受低温寒害(5℃以下)，轻则叶片变黄，重则叶片枯死，全株呈萎蔫状，相当触目。蕉果更易受寒害，通常12℃时

4、即可受冷害，表现为催熟后果皮色泽灰黄，暗无光泽，影响商品价值。香蕉怕低温，忌霜雪，其耐寒性比大蕉、粉蕉还弱，生长受抑制的临界温度为10℃，当温度降至5℃时叶片受冷变黄，1～2℃叶片枯死，果实于12℃时即易受冷害。故长时间的强低温(日均温低于4℃)天气影响是香蕉寒害的直接原因。香蕉寒害是属于非传染性即生理性病害。（一）冷害症状程度轻，时间短：原生质活动减弱，生长停滞，回到常温后仍可恢复正常生长，无明显冷害症状。时间长或二次寒潮：生理机能衰退，生长发育延迟，产量受到影响。冷害常见症状：叶片表面产生斑点及变色坏死

5、，木本植物还会出现芽枯顶枯，自顶端向下萎蔫，破皮流胶及落叶等现象。凯特芒鸡嘴荔（二）冷害的生理变化吸收机能减弱：低温下根系生长减慢，吸收面积减少，细胞原生质粘性增大、流动性变慢，呼吸减弱、供能减少，限制了水分和养料的吸收；光合作用降低：低温使叶绿素合成受阻，幼嫩叶片缺绿黄化，并影响光合作用相关酶；呼吸作用受阻：植物遇冷害时呼吸作用总体上表现为先升高后降低的趋势，初期由于低温下淀粉水解导致呼吸底物增多而升高，后期线粒体膜相变，酶活性降低，氧化磷酸化解偶联，有氧呼吸受抑，无氧呼吸增强，呼吸代谢紊乱，ATP供应减

6、少，进而影响依赖于ATP的各种代谢活动，同时无氧呼吸还会积累有毒物质，引起伤害；合成与分解比例失调，即代谢失调，造成有机毒性物质积累，如氨等；活性氧积累：冷敏感植物细胞膜系统在低温下（特别是同时存在强光）活性氧积累引起膜脂过氧化和蛋白质破坏；影响内源激素变化：ABA和乙烯含量增加，促进衰老；同时多胺含量也会上升，是一种保护性反应。（二）冷害机理膜相改变：常温下，生物膜呈液晶相，保持一定的流动性。当温度下降到临界温度时，冷敏感植物的膜从液晶相转变为凝胶相，膜收缩，出现裂缝或者通道。膜损坏引起代谢紊乱，导致死亡

7、：膜透性增大，细胞内溶质外渗；同时膜结合酶系统受到破坏，酶活性下降，膜结合酶系统与游离酶系统平衡失调。膜的相变在一定程度上是可逆的，只要膜不被严重伤害，在短期冷害后温度上升仍能恢复到正常状态。冷敏感植物发生冷害的途径二、冻害生理我国北方晚秋和早春时常发生霜冻，使作物和果树受害。霜冻对植物的危害程度主要受降温幅度、持续时间以及霜冻来临与解冻（温度回升）是否突然等因素决定，通常缓慢降温和升温解冻的情况下，植物受害较轻。（一）冻害类型由于温度下降的程度和速度不同，植物体内结冰的方式不同，受害情况也不一样，可以将冻

8、害分为两种类型。细胞间结冰：环境温度缓慢降低，使植物组织内温度降到冰点以下时，细胞间隙的水开始结冰，又称胞外结冰；胞内结冰：当环境温度骤然降低时，不仅细胞间隙结冰，细胞内也会同时结冰。一般先在原生质内结冰，尔后在液泡内结冰。细胞内冰晶体积小，数量多，它们的形成会对生物膜、细胞器和衬质结构造成不可逆的机械伤害。原生质具有高度精细结构，复杂而又有序的生命活动与这些结构密切相关，原生质结构的破坏必然导致代谢紊乱和细胞死