植物寒害及抗寒生理.ppt

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1、第二章植物寒害及抗寒生理一、植物抗寒特性与类型（一）抗寒植物的特性植物体细胞受到寒害影响最大的就是它的生物膜体系，一方面生物膜发生相变，从液晶态变成凝胶态；另一方面膜系统的结构也受到破坏，从而使膜上的酶活性，特别是起离子泵作用的ATP酶活性受到损害。结果引起细胞生理生化过程的异常，造成植物的伤害和死亡。因此，抗寒的植物，必须具备以下的特性。1、在温度降低时，必须维持植物生物膜正常的液晶态，不会发生相变。在抗寒锻炼中，能增加膜磷脂和不饱和脂肪酸的含量，是防止膜相变的重要因素。2、必须具备膜结构上的稳定性，可以

2、在抗寒锻炼中得到加强，并于植物品种的抗寒性成正相关，在抗寒锻炼中积累起来的可溶性糖和氨基酸等物质，对膜的稳定性起保护作用。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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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。