《植物逆境生理》PPT課件

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1、第一節(jié)　植物逆境生理概論第二節(jié)　植物的抗旱性第三節(jié)　植物的抗鹽性第十六章植物逆境生理第四節(jié)　植物的抗寒性第五節(jié)　植物的抗熱性第六節(jié)植物的抗病性第七節(jié)環(huán)境污染對植物的影響第一節(jié)逆境的概念及植物對逆境的適應(yīng)性一、逆境與脅迫的概念二、植物適應(yīng)性的概念三、逆境脅迫對植物的影響四、植物響應(yīng)逆境的生理機制一、逆境和抗逆性生物脅迫：病害、蟲害、雜草等。非生物脅迫：物理逆境：干旱、熱害、冷害、淹水、輻射等。化學(xué)逆境：低pH、高pH、鹽害、空氣污染等。逆境或脅迫（stress）：對植物生存或生長不利的各種環(huán)境因子的總稱.逆境的種類植物的抗逆性：植物對逆境的適應(yīng)性反應(yīng)。植物對逆境逐步適應(yīng)

2、的過程叫鍛煉或馴化。避逆性（stressescape）是指植物通過對生育期的調(diào)整來避開逆境，在相對適宜的環(huán)境中完成其生活史。耐逆性（stresstolerance）是指植物處于逆境時，通過自身的生理生化變化來阻止、降低或修復(fù)由逆境造成的損傷，使其仍保持正常的生理活動。堿蓬瓦松御逆性（stressavoidance）指植物通過特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)使其具有一定的防御環(huán)境脅迫的能力，在逆境下各種生理過程仍保持正常狀態(tài)。植物在經(jīng)歷了某種逆境后，對另一些逆境的抵抗能力也會增強，這種現(xiàn)象稱為植物的交叉適應(yīng)。（一）植物在逆境下的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化二、逆境脅迫對植物的影響質(zhì)膜透性增大，電解質(zhì)和非

3、電解質(zhì)外滲，膜脂組分改變，膜系統(tǒng)破壞，喪失對逆境的適應(yīng)能力。逆境下植物的形態(tài)有明顯變化。(二)植物在逆境下的代謝特點2.光合作用:氣孔關(guān)閉，葉綠體損傷，光合酶失活或變性。1.水分狀況:吸水量，蒸騰量，但蒸騰大于吸水，植物萎蔫。3.呼吸作用:·下降：凍、熱、鹽、澇害·先上升再下降：冷、旱害·明顯升高：病害、傷害合成酶活性下降，水解酶活性增強，淀粉、蛋白質(zhì)等降解。4.植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝:三、植物響應(yīng)逆境的生理及分子機制1.生長發(fā)育調(diào)節(jié)2.植物激素調(diào)節(jié)3.代謝調(diào)節(jié)4.滲透調(diào)節(jié)5.膜保護物質(zhì)與活性氧平衡6.逆境蛋白7.植物體內(nèi)的逆境信息傳遞機制ABA——脅迫激素，增強抗性?促

4、進氣孔關(guān)閉，蒸騰減弱，減少水分喪失?增強根的透性，提高水的輸導(dǎo)性。乙烯?促進衰老、脫落，減少蒸騰面積，利于保持水分。?提高相關(guān)酶的活性，影響呼吸。2.植物激素在抗逆中的作用(三)代謝調(diào)節(jié)C3途徑→C4或CAM冰葉日中花，Mesembryanthemumcrystallinum在鹽誘導(dǎo)的由C3代謝向CAM代謝轉(zhuǎn)變過程中PEP羧化酶含量的增加。鹽脅迫是在灌溉水中加入500mMNaCl誘導(dǎo)的。通過抗體與染色劑的方法在凝膠中揭示了PEP羧化酶。滲透調(diào)節(jié)：植物通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透勢來維持壓力勢的作用稱為滲透調(diào)節(jié)。(四)滲透調(diào)節(jié)滲透脅迫環(huán)境與植物之間由于滲透勢的不平衡而形成對植物的

5、脅迫。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外界進入的無機離子：如K+、Cl-等，是液泡的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)合成的有機物：多元醇和偶極含氮化合物如：可溶性糖脯氨酸甜菜堿等有機滲透調(diào)節(jié)物的特征：分子量小易溶于水合成迅速不易透過細(xì)胞膜生理pH范圍內(nèi)不帶靜電荷引起酶結(jié)構(gòu)變化的作用極小脯氨酸和甜菜堿是理想的有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。脯氨酸在抗逆中的作用：?作為滲透物質(zhì)，維持滲透平衡。?增強蛋白質(zhì)的水合作用和可溶性，減少蛋白質(zhì)的沉淀，保護蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。(五)膜保護物質(zhì)與活性氧平衡活性氧：化學(xué)性質(zhì)活潑，氧化能力很強的含氧物質(zhì)的總稱。如：超氧陰離子自由基（O2-·）、羥基自由基（·OH）、過氧化氫（

6、H2O2）、過氧化物自由基（ROO·）、單線態(tài)氧（1O2）等自由基：具不成對電子的原子、分子或離子。特點：活躍強氧化性不穩(wěn)定，瞬時存在能持續(xù)進行連鎖反應(yīng)活性氧清除系統(tǒng)?保護酶超氧化物歧化酶(SOD)過氧化物酶（POD）過氧化氫酶（CAT）谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）谷胱甘肽還原酶（GR）等?抗氧化劑VC、VE、還原型谷胱甘肽（GSH）、類胡蘿卜素、苯甲酸鈉等。由逆境誘導(dǎo)產(chǎn)生的或含量增加的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為逆境蛋白。(六).逆境蛋白如：熱激蛋白冷誘導(dǎo)蛋白水分脅迫蛋白病程相關(guān)蛋白(七).植物體內(nèi)的逆境信息傳遞機制逆境信號受體第二信使激活轉(zhuǎn)錄因子植物響應(yīng)逆境脅迫的分子基礎(chǔ)誘導(dǎo)逆境

7、相應(yīng)基因表達磷酸化級聯(lián)反應(yīng)鈣結(jié)合蛋白感受Ca2+濃度變化逆境蛋白幫助植物適應(yīng)和抵御不良的外界環(huán)境質(zhì)膜信號感受脅迫信號信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子脅迫誘導(dǎo)基因耐脅迫性狀核啟動子蛋白脅迫信號激活響應(yīng)脅迫基因表達的過程示意圖第二節(jié)植物的抗旱性一、干旱對植物的影響二、植物抗旱機理三、提高響應(yīng)水分脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)四、提高作物抗旱性的途徑抗旱性：植物抵抗干旱的能力。在干旱條件下，植物不但能夠生存，而且能維持正常的或接近正常的代謝水平，維持基本正常的生長發(fā)育進程。一、干旱對植物的影響旱害:土壤水分缺乏或大氣相對濕度過低對植物造成的危害。（一）干旱的類型?大氣干旱