第十三章 植物的抗逆生理ppt課件.ppt

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1、第十三章植物的抗逆生理植物對(duì)逆境的抵抗和忍耐能力叫植物抗逆性，簡(jiǎn)稱抗性。逆境(environmentalstress)是指對(duì)植物生存與發(fā)育不利的各種環(huán)境因素的總稱。一、逆境和植物的抗逆性(一)逆境的概念及種類第一節(jié)抗逆生理概論逆境的種類生物因素（其它生物的感染或競(jìng)爭(zhēng)）理化因素病害蟲害雜草溫度水化學(xué)因素風(fēng)、雨、雪、聲、磁、電等鹽類、離子、氣體、除草劑輻射離子輻射紫外光可見光紅外光澇干旱低溫（冷）高溫（熱）冷害凍害（二)抗性的方式避逆性逆境逃避御逆性耐逆性——逆境忍耐避逆性：指植物通過對(duì)生育周期的調(diào)整來(lái)避開逆境的干擾，在相對(duì)適宜的環(huán)境中完成其生

2、活史。御逆性：指植物處于逆境時(shí)，其生理過程不受或少受逆境的影響，仍能保持正常的生理活性。耐逆性：指植物處于不利環(huán)境時(shí)，通過代謝反應(yīng)來(lái)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(dòng)。二、植物在逆境下的形態(tài)變化與代謝特點(diǎn)(一)形態(tài)結(jié)構(gòu)變化干旱:葉片和嫩莖萎蔫，氣孔開度減小甚至關(guān)；淹水:葉片黃化，枯干，根系褐變甚至腐爛；高溫:葉片變褐，出現(xiàn)死斑，樹皮開裂；病原菌侵染葉片出現(xiàn)病斑。細(xì)胞膜變性、龜裂，細(xì)胞的區(qū)域化被打破，原生質(zhì)的性質(zhì)改變，葉綠體、線粒體等細(xì)胞器結(jié)構(gòu)遭到破壞。圖22.18氧氣缺乏時(shí)玉米根皮層中通氣組織的發(fā)育在氧氣充足的條件（

3、A）或72小時(shí)缺氧的條件下（B）玉米根系橫切面的電子顯微鏡圖片顯示缺氧根系皮層通氣組織的形成。皮下組織和內(nèi)皮層仍保持完整，中央皮層細(xì)胞死亡空腔隙形成圓柱形的導(dǎo)氣室。（二）生理生化變化1.逆境與植物的水分代謝2.光合速率下降3.呼吸作用的變化Levitt(1980)①降低（凍害、熱害）PPP途徑增強(qiáng)②先升后降（冷害、旱害）③增高（病害）4.物質(zhì)代謝的變化合成＜分解5.原生質(zhì)膜的變化膜脂雙分子層→星狀排列，膜蛋白變構(gòu)，膜透性增加，物質(zhì)外滲6.蛋白質(zhì)的變化新蛋白質(zhì)逆境蛋白：熱擊蛋白(HSPs)干旱水分脅迫冰凍→胞間結(jié)冰鹽漬→土壤水勢(shì)下降高溫→蒸騰強(qiáng)烈

4、膜損傷生理干旱三、滲透調(diào)節(jié)與抗逆性1.滲透調(diào)節(jié)的概念脅迫條件下，細(xì)胞主動(dòng)形成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，提高溶質(zhì)濃度，適應(yīng)逆境脅迫的現(xiàn)象。2.滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(1)無(wú)機(jī)離子K+,Cl-(2)Pro(3)甜菜堿(4)可溶性糖概念滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)共同特點(diǎn)：分子量小、易溶解；有機(jī)調(diào)節(jié)物在生理pH范圍內(nèi)不帶靜電荷；能被細(xì)胞膜保持??；引起酶結(jié)構(gòu)變化的作用極??；在酶結(jié)構(gòu)稍有變化時(shí)，能使酶構(gòu)象穩(wěn)定，而不至溶解；生成迅速，并能累積到足以引起滲透勢(shì)調(diào)節(jié)的量。3.滲透調(diào)節(jié)物的共性及作用四、植物激素在抗逆性中的作用減少膜的傷害增加Pro含量減少水分喪失1.ABA2.ETH與其他激素ETH

5、:增加幾倍或幾十倍,直接或間接地參與植物對(duì)傷害的修復(fù)或?qū)δ婢车牡挚惯^程內(nèi)源GA活性迅速下降CTK含量的減少五、膜保護(hù)物質(zhì)與活性氧平衡(一)逆境下膜的變化質(zhì)膜透性增大膜脂不飽和脂肪酸越多，固化溫度越低，抗冷性越強(qiáng)。膜脂相變：液晶態(tài)凝膠態(tài)透性加大飽和脂肪酸和抗旱、抗熱能力密切相關(guān)脂肪酸固化溫度/OC脂肪酸固化溫度/OC月桂酸(12：0)44.0油酸(18：1)13.4豆蔻酸(14：0)53.0亞油酸(18：2)-5.0棕櫚酸(16：0)63.1亞麻酸(18：3)-11.0硬脂酸(18：0)69.6表13-2含不同碳鏈長(zhǎng)和不飽和鍵的脂肪酸的固化溫度

6、膜脂中磷脂酰膽堿等磷脂和單半乳糖二甘油酯等糖脂含量與植物的抗逆性有關(guān)。通常膜脂中磷脂含量高的抗凍性強(qiáng)；單半乳糖二甘油酯等糖脂含量低的抗鹽性強(qiáng)。（二）活性氧平衡膜系統(tǒng)的破壞可能會(huì)引起一系列的生理生化紊亂，再加上活性氧對(duì)一些生物功能分子的直接破壞，這樣植物就可能受傷害，如果脅迫強(qiáng)度增大，或脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，植物就有可能死亡。1.熱休克蛋白（熱擊蛋白HSPs）六、逆境蛋白2.低溫誘導(dǎo)蛋白(low-temperature-inducedprotein)3.病原相關(guān)蛋白(PRs)幾丁質(zhì)酶β-1，3-葡聚糖酶4.鹽逆境蛋白5.其它逆境蛋白七、植物的交叉適應(yīng)植物

7、經(jīng)歷了某種逆境后，能提高對(duì)另一些逆境的抵抗能力，這種對(duì)不良環(huán)境之間的相互適應(yīng)作用，稱為交叉適應(yīng)(cross-tolerances)。缺水、缺肥、鹽漬等處理可提高煙草對(duì)低溫和缺氧的抵抗能力；干旱或鹽處理可提高水稻幼苗的抗冷性；低溫處理能提高水稻幼苗的抗旱性；產(chǎn)生交叉適應(yīng)的原因：1多種保護(hù)酶參與2ABAETH含量增加3逆境蛋白的產(chǎn)生4Pro等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)5膜保護(hù)物質(zhì)6生長(zhǎng)受抑，對(duì)脅迫敏感性下降第二節(jié)抗寒性植物生長(zhǎng)對(duì)溫度的反應(yīng)有三基點(diǎn)，即最低溫度、最適溫度和最高溫度。超過最高溫度，植物就會(huì)遭受熱害。低于最低溫度，植物將會(huì)受到寒害(包括冷害和凍害)。一

8、、抗冷性(一)冷害冰點(diǎn)以上低溫對(duì)植物的危害叫做冷害(chillinginjury)。植物對(duì)冰點(diǎn)以上低溫的適應(yīng)能力叫抗冷性(chillingresis