逆境生理ppt课件(0001).ppt

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1、第十章逆境生理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第一节抗性生理通论※逆境（environmentalstress）：对植物产生伤害的环境，又叫胁迫。逆境的种类生物因素：病虫害、杂草等理化因素：温度、水分、辐射、化学因素、天气等抗性（stressresistance）:植物对不良环境的适应性和抵抗力。也叫抗逆性。一、逆境与抗逆性对逆境的抵抗方式：避逆性和耐逆性避逆性—植物对不良环境在时间上或空间上躲避开。如：沙漠中的植物只在雨季生长，阴生植物在树阴下生长。或通过特殊的形态结构躲避逆境。如仙人掌。耐逆性—植物处于不良环境中，

2、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。如北方树木可耐-40~-70℃低温；某些温泉细菌能在70~80℃，甚至沸水中生活。二、逆境对植物生理代谢的影响1、水分平衡丧失各种逆境都会造成水分胁迫，细胞脱水，膜系统破坏，内含物外渗；膜结合酶活性紊乱，各种代谢活动无序进行。2、光合速率下降气孔关闭，CO2供应不足，叶绿体受伤，光合酶失活或变性。3、呼吸速率变化—三种变化呼吸下降—冻、热、盐、涝害呼吸先上升后下降—冷、旱害呼吸明显升高—病害、伤害同时，植物在干旱、感病和受伤时，PPP途径增强。4、物质代谢变化合成酶活性下降，水

3、解酶活性增强。淀粉、蛋白质等大分子化合物降解。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，大量电解质外渗，代谢紊乱，有毒物质积累，细胞受损。三、植物对逆境的生理适应※（一）生物膜与抗逆性（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），又称为热休克蛋白在高于植物正常生长温度（10~15℃）刺激下诱导合成的蛋白质。植物对热激反应非常迅速，

4、热激处理3~5min就发现HSPmRNA含量增加，20min可检测到新合成的HSP。HSP在抗热性中的作用：（1）与变性蛋白结合，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。HSP家族中有很大一部分属于侣伴蛋白。侣伴蛋白是一类辅助蛋白，主要参与植体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解。2、低温诱导蛋白（冷响应蛋白、冷击蛋白）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、类脂转移蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白等。这类蛋白多数是高度亲水的，其大量表达

5、具有防止细胞脱水；防止冻融过程中对生物膜的伤害；防止某些酶因冰冻而失活。3、渗调蛋白渗调蛋白是干旱或盐渍下诱导的一些逆境蛋白。其中研究较多且较为重要的是Mr为26000的盐胁迫蛋白，人们称之为渗压素。它的产生有利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水，有助于提高植物对盐和干旱胁迫的抗性。4、病程相关蛋白（PR）植物受到病原菌侵染后合成的一种或多种蛋白质。PRS在植物体内的积累与植物局部诱导抗性或系统诱导抗性有关。如有的PR具有几丁质酶和-1.3-葡聚糖酶的作用。5、其它逆境蛋白缺氧环境下产生厌氧蛋白；紫外线照射会产生紫外线诱导蛋白；施用化学试剂会产生化学试剂诱导蛋

6、白。如淹水产生的厌氧蛋白中有一些是糖酵解酶或糖代谢酶，能催化产生ATP供植物需要，调节碳代谢，避免酸中毒。（三）活性氧与抗逆性活性氧：指性质极为活泼、氧化能力很强的含氧物的总称。如超氧阴离子自由基（O2·）、羟基自由基（·OH）、过氧化氢（H2O2）、脂过氧化物（ROO·）和单线态（1O2）。在正常情况下，细胞内自由基的产生和清除处于动态平衡状态，自由基水平很低，不会伤害细胞。当植物受到逆境胁迫时，平衡被打破，自由基积累过多，伤害细胞。活性氧对植物的伤害作用1.细胞结构和功能受损2.生长受抑40%、60%、80%氧浓度的生长量仅为对照（O220%）的83%、6

7、6%和25%。重度氧伤害不可逆致死。3.诱发膜脂过氧化作用破坏膜结构，且过氧化产物—丙二醛及其类似物直接对细胞起毒害作用。4.损伤生物大分子如·OH能破坏蛋白质D的一、二、三级结构。活性氧使酶失活的原因：1.O2·、·OH与MDA一样，使酶分子之间发生交联、聚合、导致酶失活；2.O2·、·OH能攻击—SH；3.氧自由基可通过氧化修饰酶蛋白的不饱和氨基酸来影响酶的活性；4.氧自由基与酶分子中的金属离子起反应导致酶失活。植物体内的抗氧化防御系统：（1）保护酶体系A、超氧化物歧化酶（SOD）2O2.+2H+SODH2O2+O2线粒体内膜呼吸链是植物体内产生超氧阴离子

8、自由基的重要来源。SOD有三种：Cu.