1 第四讲 植物逆境生理 概述 抗冷

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1、第三讲植物逆境生理进展干渴的大地受旱的稻田受旱的麦田受旱严重作物焦枯洪水无情受涝农田遭受冻害的麦苗霜冻突降冻害麦苗令人痛心遭受冷害的油菜第一章概述一、植物生活必须的环境因子植物是一个开放系统，不断地与外界环境进行着物质、能量和信息交流。它从外界环境不断摄取物质、能量和信息，才能生长发育，因此，其生长发育状况必然受到各种环境因子的影响。也就是说，植物生长发育决定于两套因子：遗传潜力（相对稳定）环境因子（复杂多变）代谢生长发育（一）物理因子1、辐射（radiation,light）①光合作用能源：过强过

2、弱都不利。②决定作物形态建成：由几种光受体介导。►phytochrome►blue/UV-Areceptor►UV-Breceptor2、温度（temperature）通过影响植物体内地酶活性而影响各种代谢和生长发育。各生长过程均有温度三基点：最低温度、最适温度、最高温度。如：适时播种、适时收获、保护地育苗等，都是为了创造良好的温度条件。（二）化学因子(chemicalfactors)1、水分（water）功能：略过多：涝渍过少：干旱2、空气(air)影响较大的是CO2、O2及污染气体成分。（光合、

3、呼吸）3、土壤因子很复杂，影响较大的是土壤营养状况、有害物质、盐分含量等。（三）有机生态因子病害、虫害、杂草。二、植物的逆境（一）概念凡是不利于植物生长发育和产量形成的环境因子，通称为逆境。或：凡在自然环境中植物所需要的某种物理的、化学的或生物的环境因子发生亏缺或者超过植物所需的正常水平，并对植物生长发育产生伤害效应的环境因子，叫做逆境（stressenvironment）.例如：旱、涝、盐碱、霜冻（二）植物逆境形成的原因1、严峻的气候条件所致：如冰冻、水涝2、地理位置和海拔高度影响：如沿海、沿黄地

4、区的盐分含量高3、病虫害大发生4、工业三废、环境污染（三）胁迫和胁变（stressandstrain）stress:任何一种导致植物内部产生有害变化的环境因子，通称为胁迫（Stress）。●温度：低温（冷害、冻害）高温（热害）●理化胁迫：水分过少（旱害）过多（涝害）●辐射：遮荫过强●化学胁迫：盐碱、杀草剂、杀虫剂●风、压力、电磁波胁变（strain）：指植物体受到胁迫后产生的相应变化。如：水分胁迫下，导致proline积累，蛋白质水解等。低温导致原生质环流减慢等。◎弹性胁变(elasticstrai

5、n)：解除胁迫后能够复原的胁变。◎塑性胁变(plasticdtrain)：解除胁迫后不能够复原的胁变。(四）环境胁迫对植物产生伤害的种类1、直接伤害：胁迫程度强，速度快。如冻害结冰，胞膜撕裂。2、间接伤害：胁迫程度弱，速度慢。如冷害，造成代谢失调。3、次生性伤害：如：高温→干旱→伤害（干旱伤害症状）。更慢。三、植物的抗逆性从上述可知，生活在自然界的植物随时都可能遇到不同的胁迫因子。植物受到环境胁迫后，有些植物或品种受到伤害较重，甚至死亡；而有些则受害较轻，甚至不受伤害。这就是它们的抗逆性不同所致。抗

6、逆性(stressresistance)：植物对各种逆境胁迫因子的抵抗和适应能力。植物可以通过不同途径或机制来实现其抗逆性，使植物表现出不同的抗逆形式：1、避逆性（stressescape）:植物通过调节其生长发育周期，躲避逆境的危害。如沙漠上的短命植物。2、御逆性(stressavoidance):植物通过特定地形态结构来阻止屏蔽胁迫因子的影响。3、耐逆性(stresstolerance):植物通过代谢反应来阻止、降低和修复逆境所造成的伤害。四、作物抗性生理研究植物对逆境的生理反应及如何提高植物抗

7、逆性的科学，叫做植物抗性生理学。研究目的：提高作物抗逆性，实现抗逆、优质、高产、高效。解决逆境问题的途径：①改造逆境：如防风固沙、兴修水利②提高作物抗逆性：改良品种、化学调控、农艺措施、逆境锻炼等。第二章植物冷害与抗冷性一、冷害～是指0℃以上低温对植物造成的伤害。热带、亚热带和温带的植物。遇到0℃以上低温即可造成伤害。这些伤害可以是某种生化反应减慢所导致的可逆伤害，也可以是不可逆伤害。根据伤害的机理与形式，分为3类：●直接伤害●间接伤害●次生性伤害二、冷害导致的生理变化（一）呼吸作用变化RTIME冷

8、敏感品种：低温下呼吸增强早，幅度大，回暖后不易恢复正常；抗冷品种：相反1、呼吸速率异常2、呼吸途径变化黄瓜：2℃低温下，叶子中的EMP途径比例增高，HMP途径下降。3、线粒体膨胀，功能受损原因：膜结构破坏，膜磷脂被释放。结果：氧化磷酸化效率降低，ATP合成减少，能量供应不足。（二）细胞结构变化1、粗糙型内质网囊泡化：影响蛋白质合成。2、液泡膜瓦解○渗透势失去平衡○水解酶释放，细胞内物质自溶3、原生质流动减慢或停止原因：ATP减少、粘滞性增加。（三）膜系统结构与功能破坏