null植物逆境生理植物逆境生理§1 抗性生理通论§1 抗性生理通论一 逆境的概念
在自然环境中植物所需的某种物理的、化学的或生物的环境因子发生亏缺或超越植物所需之正常水平,并对植物生长发育产生伤害效应的环境因子,称为逆境Stress environment。
Eg: 干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污染、病虫害等。null二 胁迫与胁变
胁迫Stress: 任何一种使植物内部产生有害变化的环境因子、如水分胁迫、盐害等
植物的胁迫可分为:胁迫生物胁迫病害
虫害
异株克生非生物胁迫水分温度光化学胁迫:盐害、大气污染等干旱
涝害高温
低温:冷害、冻害光抑制
UV伤害null3 胁变Strain: 指植物体受到胁迫后产生的相应变化
如果胁变较小,在胁迫解除后胁变可以恢复。这种胁变称为弹性胁变elastic strain.
如果胁变较大,在胁迫解除后胁变不能恢复。这种胁变称为塑性胁变plastic strain.
三 逆境对植物的伤害三 逆境对植物的伤害生物膜的破坏:膜相的变化;透性的变化
光合作用的变化
呼吸作用的变化
激素水平的变化
产生活性氧:O2•- •OH 1O2 H2O2
四 植物对逆境的适应
——植物的抗逆性四 植物对逆境的适应
——植物的抗逆性(一)植物的抗逆性Plant Stress Resistance
植物的抗逆性即植物对不良环境的适应性和抵抗力。植物的抗逆性包括三个方面:
避逆性:指植物通过调整生长发育周期,在时间上不与逆境相遇,从而避开逆境的干扰。
御逆性:指植物通过特定的形态结构摒拒胁迫因子的影响,在逆境出现时,胁迫因子并未进入植物组织内,植物体内不发生与环境相应的变化。
耐逆性: 植物体忍受一定的胁迫,而不引起或只引起较小的伤害(二)植物抗逆性的一般
表
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现(二)植物抗逆性的一般表现植物的渗透调节 osmotic adjustment
产生逆境胁迫蛋白
植物的活性氧清除系统
ABA的产生与交叉抗性null1 植物的渗透调节
植物处于干旱、盐渍、低温等逆境下,会在细胞内积累一定的渗透调节物质,以降低植物的渗透势和水势,这样可以使植物从干旱和盐渍土壤中吸水,并降低冰点以避免冻害。
常见的渗透调节物质有:
无机离子:如K+、Na+
有机物质:可溶性糖、AA、多醇、季胺化合物等null2 逆境蛋白
高温:热激蛋白HSPs(Heat shock proteins)
低温:冷调节蛋白CRP(Cold regulated proteins)
盐渍:盐胁迫蛋白: 渗压素osmotin: Mw 26kD的盐胁迫蛋白。
水淹:厌氧多肽(anaerobic peptides)
胚胎发育晚期丰富蛋白:LEAs(late embryogenensis abundant proteins) 产生在多种胁迫下。null3 活性氧清除系统
I 酶类:
SOD(superocide dismutase)
CAT (Catalase)
POD (Ascorbic acid Peroxidase)
II 非酶类:
胡萝卜素
Vit E
二甲基亚砜
Vit C GSHnull4 ABA的产生与植物的交叉适应
植物在遭受低温、干旱、盐渍、高温等各种胁迫时,植物体内的ABA含量都会升高,对植物具有保护作用,故ABA称为逆境激素或应激素。
外施ABA可:
维持膜的稳定性
减少自由基对膜的伤害
促进渗透调节物质的形成
减少水分损失,促进对水的吸收null植物的交叉抗性或交叉适应是指当植物遭受了零上低温、高温、干旱、盐渍、病虫害等逆境的胁迫后,对另一种逆境的抗性会得到增强,这称为cross adaptation。
交叉适应的主要作用物质就是ABA。§2 植物的抗寒性§2 植物的抗寒性零上低温对植物的伤害称为冷害chilling injury
零下低温对植物的伤害称为冻害freezing injury
一 冻害一 冻害(一)冻害机理
结冰伤害
细胞外结冰
细胞内结冰
蛋白质伤害的SH基学说
膜伤害学说
(二)植物对冻害的抗性
避冻性:降低含水量;合成大量可溶性物质降低冰点;通过过冷避免结冰。
耐冻性:呼吸变慢,代谢减弱,进入休眠;合成保护性物质二 冷害二 冷害(一)冷害的机理——膜相变
液态 液晶态 凝胶态
(二)植物的抗冷性
增加膜脂脂肪酸的不饱和度,降低相变温度。
合成同工酶低温高温§3 植物的抗旱性§3 植物的抗旱性一 旱害的机理
机械损伤假说
SH基假说
膜伤害假说
自由基假说
二 植物的抗旱性
避旱性
节约用水
大量吸水
短命逃避
耐旱性
耐脱水,进行渗透调节
改变代谢途径§4 植物的抗涝性§4 植物的抗涝性一 涝害机理
缺氧导致无氧吸收,产生乙醇等物质
缺氧引起乙烯的产生,叶片脱落,偏上生长。
二 抗涝性
避涝性
形成通气组织
形成不定根
皮孔增多
耐涝性
降低有氧呼吸。
改变代谢途径EMP HMP以防止乙醇形成。
形成新的多肽§5 植物的抗盐性§5 植物的抗盐性一 植物的盐害
离子害
渗透胁迫
营养失调
二 植物的抗盐性
避盐性
拒盐
泌盐
稀盐
耐盐性
耐渗透胁迫:进行渗透调节
耐质膜胁变null水稻种子在氧气供应不足的条件下的萌发特点是( ) A.胚芽长,胚根短
B.胚芽短,胚根长 C.胚芽长,胚根长
D.胚芽短,胚根短
氧气供应不足实际上就是水淹,此时必然胚芽长,胚根短。null水淹导致植物死亡的原因是:
A.土壤水势过高
B.植物的根缺氧
C.呼吸产生的CO2的毒害作用
D.土壤中的物质溶于水中达到毒害作用的浓度 null洪涝灾害发生时,农作物根系往往因下列哪种原因而受损、发黑甚至坏死,进而导致整株植物的死亡( )
A.病原菌感染
B.饥饿
C.过度吸水
D 无氧呼吸及发酵null旱生植物体不具有的特征是:
A.叫片变小或退化
B.茎肉质化
C.表皮细胞的角质加厚
D.叶片上缺少气孔 null自然环境中有不少盐碱土,大部分在地势低洼、地下水位高的地区,以及滨海地区。过高的盐分对植物生长形成盐害,其中主要的阴离子是C1-,CO32-和SO42-,而最主要的阳离子则是( )。
A.Na+ B.Ca2+ c.Mg2+ D.K+ null盐碱地土壤对非盐碱植物的危害主要是因为它导致植物:
A.生理干旱
B.同化速度加快
C.呼吸作用增强
D.水分消耗过快
土壤中的盐分降低了水势,造成吸水困难!null低温来临时,越冬作物体内可溶性糖含量( )
A 增加
B 减少
C 保持不变
D 随条件变化
糖分增加可以降低冰点null植物生长在干旱条件下时,体内下列哪些物质会增加?
A.甘氨酸
B.脯氨酸
C.生长素
D.脱落酸null高温对生物的影响包括下列哪些项?
A.减弱光合作用,加强呼吸作用
B.破坏植物的水分平衡
C.破坏酶的活性及使蛋白质变性
D.使原生质膜破裂