講義植物的抗性生理

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1、第十二章植物的抗性生理風(fēng)和日麗溫度適宜土壤肥沃雨水豐沛在干旱、高溫、鹽漬、寒冷等不良環(huán)境中進(jìn)行農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)問題植物在這種不良的環(huán)境下如何去適應(yīng)和調(diào)節(jié)？植物體是一個(gè)開放的體系，生存于自然環(huán)境。自然環(huán)境不是不變的，天南地北，水熱條件相差懸殊，即使同一地區(qū)，一年四季也有冷熱旱澇之分。植物抗性生理是指不良的環(huán)境對植物生命活動的影響，以及植物對不良環(huán)境的抗御能力。逆境的概念：指對植物產(chǎn)生傷害的環(huán)境。又稱脅迫（stress）。包括生物因素和非生物因素。第一節(jié)抗性生理通論抗性：植物對逆境的適應(yīng)性和抵抗力。非生物因素生物因素雪蓮卻能在零下幾十度的嚴(yán)寒中和空氣稀薄的缺氧環(huán)境中傲霜斗雪、頑強(qiáng)生長

2、。（海拔4000米）植物的抗逆性：這種對不良環(huán)境的適應(yīng)性和抵抗力稱為植物的抗逆性。植物的抗逆性形式：（1）避逆性:是指植物對不良環(huán)境在時(shí)間上躲避開如沙漠中的植物只在雨季生長，陰生植物可在樹蔭下生長．（2）耐逆性:是指植物忍受逆境的作用．旱生的肉質(zhì)植物通過貯存大量水分角質(zhì)層的保水作用仙人掌逆境對代謝的影響：（1）逆境會傷害植物，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致死亡。（2）破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性。（3）影響細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和功能改變。（4）光合速率下降（5）呼吸速率也發(fā)生變化代謝強(qiáng)度與抗逆(hardiness)能力：代謝強(qiáng)度越弱，抗性越強(qiáng)，如休眠種子、休眠芽。代謝強(qiáng)度越強(qiáng)，抗性越弱，如幼苗。一、逆境對植物

3、的傷害二、植物對逆境的適應(yīng)※形態(tài)方面：根系發(fā)達(dá)、葉小適應(yīng)干旱；擴(kuò)大根部通氣組織以適應(yīng)水淹環(huán)境；進(jìn)入休眠。生理方面：逆境條件下，植物發(fā)生各種生理變化一適應(yīng)逆境條件。逆境感受信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，相應(yīng)部位形成信號分子（ABA、CTK、ET）基因表達(dá)蛋白質(zhì)合成酶活性增強(qiáng)產(chǎn)生脅迫相關(guān)物質(zhì)（一）脅迫蛋白與抗逆性在逆境條件下，植物的基因表達(dá)發(fā)生改變，關(guān)閉一些正常表達(dá)的基因，啟動一些與逆境相適應(yīng)的基因，誘導(dǎo)新蛋白質(zhì)和酶的形成，這些誘導(dǎo)產(chǎn)生的蛋白統(tǒng)稱為脅迫蛋白。1、熱激蛋白（heatshockprotein，HSP）：在高于植物正常生長溫度（10~15℃）刺激下誘導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)。2、低溫誘導(dǎo)蛋白植物經(jīng)

4、一段時(shí)間的低溫處理后誘導(dǎo)合成的一些特異性的新蛋白質(zhì)。如同工蛋白、抗凍蛋白等(AFP)。3、病程相關(guān)蛋白（PR）植物受到病原菌侵染后合成的一種或多種蛋白質(zhì)。PRS在植物體內(nèi)的積累與植物局部誘導(dǎo)抗性或系統(tǒng)誘導(dǎo)抗性有關(guān)。（二）滲透調(diào)節(jié)與抗逆性滲透調(diào)節(jié)：脅迫條件下，細(xì)胞主動累積滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，降低滲透勢，提高細(xì)胞保水力，適應(yīng)逆境脅迫的現(xiàn)象。1、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（1）無機(jī)離子主要是K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-無機(jī)離子進(jìn)入細(xì)胞后，主要累積在液泡中，因此無機(jī)離子主要作為液泡的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。干旱或鹽漬預(yù)處理對受冷水稻幼苗葉電解質(zhì)相對滲漏率的影響A、脯氨酸脯氨酸在

5、抗逆中的作用：a、作為滲透物質(zhì)，保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡，防止失水b、增強(qiáng)蛋白質(zhì)的水合作用、可溶性和減少可溶性蛋白質(zhì)的沉淀，保護(hù)生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。（2）有機(jī)溶質(zhì)大麥葉子成活率和葉中脯氨酸含量的關(guān)系B、甜菜堿甜菜堿在抗逆中具有滲透調(diào)節(jié)和穩(wěn)定生物大分子的作用。（3）可溶性糖和游離氨基酸大分子糖類和蛋白質(zhì)的分解加強(qiáng)而合成受抑，蔗糖的合成加快；光合產(chǎn)物形成蔗糖；從植物體其它部分輸入糖和氨基酸。2、主要生理功能（1）維持細(xì)胞膨壓（2）維持植株光合作用滲透調(diào)節(jié)在水分脅迫下維持氣孔開放。（三）脫落酸與抗逆性脫落酸是一種脅迫激素，又稱應(yīng)激激素，在低溫、高溫、干旱和鹽害等脅迫下，

6、體內(nèi)ABA含量大幅度升高。1、ABA增加的原因:（1）逆境脅迫增加了葉綠體膜對ABA的通透性（2）加快根系合成的ABA向葉片的運(yùn)輸及積累ABA調(diào)節(jié)氣孔開度,減少蒸騰失水，抑制生長。（2）減少自由基對膜的傷害經(jīng)ABA處理后，會延緩SOD和過氧化氫酶等活性的下降，阻止體內(nèi)自由基的過氧化作用，降低丙二醛等有毒物質(zhì)的積累，使質(zhì)膜受到保護(hù)。2、外施ABA提高抗逆性的原因：（1）提高膜脂的不飽和度（4）減少水分喪失ABA處理后，可促進(jìn)氣孔關(guān)閉，蒸騰減弱，減少水分喪失，還可提高根對水分的吸收和輸導(dǎo)，防止水分虧缺，提高抗旱、抗寒、抗冷和抗鹽的能力。（3）改變體內(nèi)代謝外施ABA，可使植物體增

7、加脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)等的含量，從而使植物產(chǎn)生抗逆能力。交叉適應(yīng)：植物經(jīng)歷了某種逆境后，能提高對另一些逆境的抵抗能力，這種對不良環(huán)境間的相互適應(yīng)作用稱為~。交叉適應(yīng)的作用物質(zhì)：ABAABA在交叉適應(yīng)中的作用活性氧可在正常代謝過程中產(chǎn)生，但數(shù)量較少。然而在逆境條件下，如在高溫、低溫、干旱、大氣污染等條件下，植物體通過各種途徑大量產(chǎn)生活性氧，而且在逆境條件下活性氧清除能力下降，造成活性氧積累，引起嚴(yán)重的危害?；钚匝醯漠a(chǎn)生（三）活性氧活性氧有兩類氧自由基：自由基（freeradical）指含有不配對電子的原子、