《逆境生理》PPT课件

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1、Chapter10StressPhysiology第一节抗性生理通论※第二节植物的抗寒性第三节植物的抗旱性第四节植物的抗病性抗性生理通论一、植物逆境的概念和种类Levitt（1972）根据物理学概念中的物理应力(physicalstress)和物理应变(physicalstrain)，提出生物胁迫(biologicalstress)和生物胁变(biologicalstrain)。生物胁迫：生长发育条件的改变对植物的压力；生物胁变：生理功能的改变。植物生长发育过程中，环境条件的剧烈变化幅度经常超过植物正常生长的范围，形成逆境或胁迫（stress）环境胁迫的类型物理胁迫：干旱、温

2、度、辐射、水淹、机械、电、磁。化学胁迫：大气污染、有机化学药品、无机化学药品、杀虫剂、毒素、盐、pH值。生物胁迫：竞争、化感作用、共生现象的缺乏、人类活动、病害（微生物）、昆虫。胁迫伤害的种类胁变的概念植物胁变(strain)：植物受到胁迫后所产生的相应变化，如水分胁迫导致体内蛋白质的合成降低和分解的加强。它分为物理变化(如：原生质流动减慢或停止)和化学变化(代谢的变化)。胁变的程度取决于胁迫的强弱。弹性胁变(elasticstrain)：去掉胁迫，植物功能恢复到原来的最适水平。塑性胁变(plasticstrain)：去掉胁迫，植物功能不能恢复到原来的最适水平。二、植物的抗逆

3、性概念：植物对各种胁迫（或逆境）的抵御能力，成为抗逆性(stressresistance)。植物抗逆性包括避逆性(stressavoidance和耐逆性(stresstolerance)。避逆性：在时间和空间上设置某种障碍，避免逆境对植物的影响，如沙漠上植物只有在雨季生长。耐逆性：植物处于不良环境中，通过代谢的变化来阻止、降低、甚至修复由逆境造成的伤害，从而保证正常的生理活动。耐逆性包括避胁变性(strainavoidance)和耐胁变性(straintolerance)。避胁变性：减少单位胁迫所造成的胁变，分散胁迫的作用，如蛋白质合成加强和保护性物质增多等，使植物对逆境下的

4、敏感性减弱。耐胁变性：忍受和恢复胁变的能力和途径。耐胁变性包括胁变可逆性(strainreversibility)和胁变修复(strainrepair)。胁变可逆性：逆境作用于植物，植物会产生一系列的生理生化变化，胁迫解除后生理功能迅速恢复正常。胁变修复：植物在逆境条件下通过自身的代谢过程迅速修复被破坏的结构和功能。三、植物可逆性的表示方法可逆性与植物的年龄和发育阶段有关，不同植物不同。二、逆境对植物生理代谢的影响※1、细胞透性增大膜系统破坏，内含物外渗；膜结合酶活性紊乱，各种代谢无序。2、水分平衡丧失植物的吸水量降低，蒸腾量减少，但蒸腾仍大于吸水，植物萎蔫。3、光合速率下降

5、气孔关闭，叶绿体受伤，光合酶失活或变性4、呼吸速率变化呼吸下降—冻、热、盐、涝害呼吸先上升再下降—冷、旱害呼吸明显升高—病害、伤害5、物质代谢变化合成E活性下降，水解E活性增强。淀粉、蛋白质等大分子化合物降解为可溶性糖、肽及氨基酸等物质。膜脂相变：液相高温液晶相低温凝胶相膜脂相变会导致原生质流动停止，膜结合酶活性降低，膜透性增大，物质交换平衡破坏，代谢紊乱，有毒物质积累，细胞受损。三、植物对逆境的适应※（一）生物膜与抗逆性试验证实，膜脂碳链越短，不饱和脂肪酸越多，固化温度越低，抗冷性越强。磷脂与抗冻性有关。杨树、苹果等进入越冬期间，树皮抗冻性增强时，膜脂中磷脂（磷脂酰胆碱等）

6、含量显著增高。糖脂与抗盐性有关糖脂（单半乳糖二甘油脂等）含量低，抗盐性增强。饱和脂肪酸和抗旱力有关实验表明小麦抗旱性强的品种在灌浆期干旱时，叶表皮细胞的饱和脂肪酸较多。膜蛋白与抗寒性有关低温下，膜蛋白与磷脂结合能力下降，磷脂游离，膜解体，组织死亡。（二）逆境蛋白与抗逆性在逆境条件下，植物的基因表达发生改变，关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因，诱导新蛋白质和酶的形成，这些诱导产生的蛋白统称为逆境蛋白。1、热激蛋白（heatshockprotein，HSP）：在高于植物正常生长温度（10~15℃）刺激下诱导合成的蛋白质。HSP家族中很大一部分属于侣伴蛋白。HSP在

7、抗热性中的作用：（1）维持变性蛋白的可溶状态或使其恢复原有的空间构象和生物活性（2）与一些酶结合成复合体，使酶的热失活温度明显提高。植物对热激反应非常迅速，热激处理3~5min就发现HSPmRNA含量增加，20min可检测到新合成的HSP。2、低温诱导蛋白植物经一段时间的低温处理后诱导合成的一些特异性的新蛋白质。如同工蛋白、抗冻蛋白等。这类蛋白多数是高度亲水的，其大量表达具有减少细胞失水和防止细胞脱水的作用，减少冻溶过程对类囊体膜的伤害等。3、渗调蛋白干旱或盐渍下诱导的一些逆境蛋白。它的产生有利于降低细