植物生理学第十三章植物的逆境生理

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1、第十三章植物的逆境生理植物抗逆的生理基础一、逆境的概念及种类逆境(stress)是指对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。逆境种类生物因素病害、虫害、杂草理化因素物理的辐射性的化学的温度的水分的二、抗逆性及方式抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和忍耐能力。简称抗性抗性的方式：逆境逃避(stressavoidance):指由于植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因素并未进入组织，故组织本身通常不会产生相应的反应。逆境忍耐(stresstolerance):指植物组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的伤害，使其仍保持正常的生理活动。三、植物

2、在逆境下的形态变化与代谢特点(一)形态结构变化逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会导致叶片和嫩茎萎蔫，气孔开度减小甚至关；淹水使叶片黄化，枯干，根系褐变甚至腐烂；高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂；病原菌侵染叶片出现病斑。逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化被打破，原生质的性质改变，叶绿体、线粒体等细胞器结构遭到破坏。植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相一致的。(二).逆境协迫下植物的一般生理变化1.逆境与植物的水分代谢2.光合速率下降3.呼吸作用的变化Levitt(1980)①降低（冻害、热害）PPP途径增强②先升后降（冷害、旱害）③增高（病害）4.物质代谢的变化合成＜分解

3、5.原生质膜的变化膜脂双分子层→星状排列，膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。6.蛋白质的变化新蛋白质逆境蛋白：热击蛋白(HSP)干旱水分胁迫冰冻→胞间结冰盐渍→土壤水势下降高温→蒸腾强烈膜损伤四、渗透调节与抗逆性(一)渗透调节的概念多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节(osmoregulation)。(二)渗透调节物质1.无机离子2.脯氨酸3.甜菜碱4.可溶性糖五.植物激素在抗逆性中的作用减少膜的伤害增加Pro含量减少水分丧失1.A

4、BA2.ETH与其他激素ETH:增加几倍或几十倍,直接或间接地参与植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程内源GA活性迅速下降CTK含量的减少六.逆境胁迫下活性氧伤害第一节高温胁迫生理（一）热害与抗热性：１、概念：由高温引起植物伤害的现象称为热害。而植物对高温胁迫的适应则称为抗热性。２、根据不同植物对温度的反应，可将植物分三类：喜冷植物中生植物喜温植物二、高温胁迫生理2、植物热害的症状：叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官脱落，亚细胞结构破坏变形。（二）、高温对植物的危害1、直接伤害：2、间接伤害：蛋白质变性：脂类液化：引起植物过度的蒸腾失水呼吸作用大于光合作用积累产生的有毒物质热锻炼能提高植物

5、的耐热性ＡＢＣＡ、在２８℃生长的苗Ｂ、现在４０℃处理两小时，再在４５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗　　Ｃ、在４５℃处理２小时，后在２８℃生长的苗第二节植物的抗寒性低温对植物危害冻害(freezinginjury):冰点以下的低温使植物体内结冰；冷害(chillinginjury)：冰点以上低温对植物造成的伤害。抗寒性：植物对低温的适应与抵抗能力。一、冻害与植物的抗冻性（一）冻害植物发生结冰的温度并不一定在0℃。有时温度降低到0℃以下仍然不结冰，这种现象称为过冷现象。但温度降低到一定程度一定结冰，这一点称为过冷点。冰点高低与细胞液浓度有关，因此可以用测定冰点的方法来测定细胞液的渗透势。（

6、1）细胞间结冰及其伤害冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速度不同，结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。（二）结冰伤害的类型及其原因1.结冰伤害结冰类型细胞间结冰—白菜，葱细胞内结冰温度缓慢下降时，细胞间隙中的水分结成冰，即所谓胞间结冰。细胞间结冰伤害的主要原因原生质发生过渡脱水，造成蛋白质变性和原生质不可逆的凝胶化；冰晶体过大时对原生质造成机械压力，细胞变形；当温度回升时，冰晶体迅速融化，细胞壁易恢复原状，而原生质却来不及吸水膨胀，原生质有可能被撕破。（2）细胞内结冰伤害胞内结冰伤害的主要原因----机械损伤（往往是致命的）当温度骤然下降时，除细胞间隙结冰以外，细胞内水分也

7、结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着液胞内结冰，这就是胞内结冰。1.硫氢基假说（Levitt,1962）要点：结冰对细胞伤害主要是破坏蛋白质空间结构。冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽链外部的-SH彼此接触，两个-SH经氧化而形成-S-S-键；或者一个分子外部的-SH基与另一个分子内部的-SH形成-S-S-键，于是蛋白质凝聚。当解冻吸水时，肽链松散，由于-S-S-键属共价键，比较稳定，蛋白质空间结构被破坏，导致蛋白质变