《植物的抗性生理》PPT课件

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1、第十章植物的抗性生理Chapter10HardinessPhysiology第一节抗性生理通论※第二节植物的抗旱性※第三节植物的抗寒性第四节植物的抗涝性1第一节抗性生理通论※Section1GeneralityofHardiness一、逆境及其种类逆境(Stress)：对植物生存与生长发育不利的各种环境因素的总称，又称胁迫，如干旱,低温等。2●非生物逆境:物理因素：低温、高温、干旱、水涝、辐射、风、雨、雪等。化学因素：盐类、离子、气体、除草剂等。逆境种类●生物逆境:其它生物的感染或竞争，包括病害，虫害，杂草。3YieldLossesFromBioticandabioticStress

2、es1333kg/mu4生物胁迫5抗性方式①逆境逃避(Stressavoidance)：防止接触胁迫。②逆境忍耐(Stresstolerance)：植物抵抗胁迫。二、抗性及其方式抗性(Hardiness)：植物对逆境的适应性和抵抗力叫抗逆性，简称抗性，如抗旱性，抗寒性等。6胁迫可以引发植物从调节基因表达和细胞代谢到生长速率和产量变化等一系列反应。7三、逆境对植物的影响膜结构损坏，膜透性、膜酶活性改变光合下降呼吸异常可溶性物质增加：如糖类,游离氨基酸等.激素浓度改变：IAA,GA,CTK下降;ABA,Eth升高8四、植物抗逆的生理生化基础1.生物膜与抗逆性研究表明：膜脂不饱和脂肪酸含量

3、越高，不饱和度越高，抗寒性越强。有人认为：逆境下，膜蛋白越能维持活性，抗逆性越强。92.逆境蛋白与抗逆性胁迫是可以接受和识别的环境信号；植物识别逆境信号后，该信号就在细胞之间和整株植物中传递；逆境信号的传递通常会导致细胞水平上的基因表达发生变化；它又接着影响到整株植物的代谢和发育。非生物胁迫通常引起植物基因表达模式发生改变10热激蛋白（heatshockprotein）：在高于正常生长温度10～15℃以上的温度即热激(heatshock，HS)下，生物体大部分正常蛋白质的合成和mRNA的转录被抑制，同时迅速合成一些新的蛋白质称之为热激蛋白(heatshockproteins,HSPs

4、)，这种现象叫做热激反应(heatshockresponse，HSR)。11从细菌到人，所有生物都可对热激产生反应，而且除温度外，其它许多因子如氨基酸类似物、高盐浓度、厌氧、水分胁迫、低温、重金属离子、亚砷酸盐、乙醇、营养饥饿、2,4-D、ABA等都可以诱导热激反应，合成的HSPs参与生物的许多代谢过程。12热激蛋白定位于细胞的多种细胞器,包括细胞质、叶绿体、线粒体和内膜系统。目前已发现几十种热激蛋白，属于5个蛋白质家族。近来发现其中很大一部分为监护蛋白(Chaperone，Cpn)，是一种辅助蛋白分子，主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解。13He

5、atShockCognateProtein除热激外,正常生活的细胞中也有HSPs,这类HSPs是组成型表达的,称为HSC(heatshockcognateprotein)。HSC和诱导型HSP在结构和功能上都很难区分,统称HSP。14热激反应的特点151）HSPs的保守性亲缘关系很远的原核生物和真核生物的同种HSP的同源性很高。真核生物HSP70s和大肠杆菌的HSP70即DnaK蛋白的同源性大于65%。16不同物种相同细胞器之间的同源性比同一物种不同细胞器之间的同源性高。玉米、矮牵牛、拟南芥、大豆、豌豆、绿藻等细胞质HSP70氨基酸的同源性达75.0%,但和番茄定位于内质网的HSP7

6、0比较,则同源性只有54.9%。17同种植物不同类型的HSPs的同源性较低如豌豆HSP18.1、HSP17.7、HSP22.7和HSP21分别属于不同类型,它们之间的同源性低于50%。181920212）热激反应的短时性Northernblots分析表明,热激时3～5min就可检测到大豆幼苗HSPmRNAs的积累,1～2h达到高峰,6h后显著下降,12h就检测不出了。放射性标记显示,氨基酸渗入HSPs在4h达到高峰,随后下降。22RNAblothybridizationofRNAsamplesobtainedfromseedlingssubjectedtodifferentheats

7、tresstreatmentstoanalyzemaizeHSP101mRNAlevels.23243）热激蛋白的多样性HSPs的种类很多,分子量从15kD～110kD或更高,定位于多种细胞器。大多数植物常见的大分子HSPs为68、70、83、92kD等。此外,分子量更大的如番茄的HSP95、大麦的HSP99、小麦的HSP103、棉花的HSP100、烟草的HSP100和120、以及大豆的HSP110等。植物热激蛋白的显著特点是smHSPs相当多,大多数植物