《植物生理学抗逆性》PPT课件.ppt

第九章 植物的逆境生理 第一节 逆境与抗逆性 一、基本概念 逆境（胁迫） ：对于植物生长发育不利的环境条件 1. 自然不良条件 2. 人类环境污染 逆境生理 ：研究植物在逆境下生理反应的科学 抗逆性：植物对逆境的适应与抵抗能力 避逆性：植物通过对生育周期的调整来避开逆境造成 的干扰， 在相对适宜的环境中完成生活史。 耐逆性：植物体通过自身的形态和代谢变化，免除了 外部不利条 件 对植物的危害。 抗性锻炼：植物的抗逆遗传特性需要在特定的环境因子 的诱导下才能表现出来，这种诱导过程称为 抗性锻炼。 二、植物在逆境下的主要生理反应 1. 细胞透性改变 生物膜透性增加，电解质与非电解质外渗 2. 植物水分状况改变 组织含水量下降，出现萎蔫。 3. 矿质营养 抑制根呼吸作用和吸收、离子传导，表现元素缺乏症 4. 光合作用 光合下降，同化产物减少 5. 呼吸作用 三种类型 （1）下降 冻害 （2）先上升后下降 冷害、旱害 （3）呼吸长时间上升，后下降 病害 6. 物质代谢反应 （糖、蛋白质）合成代谢下降、分解代谢上升 第二节 干旱及植物抗旱性 一、干旱类型及植物水分亏缺状况度量 1. 类型 土壤干旱 大气干旱 生理干旱 2. 度量 水势 相对含水量 （RWC） 二、植物对水分亏缺的生理反应 1.抑制生长 直接影响：细胞紧张度下降，细胞伸长、分裂受到抑制 间接影响：光合作用 叶片生长抑制-积极适应-降低蒸腾 根/冠 比值上升 水长苗、旱长根 2. 光合作用 抑制光合作用 原因：气孔导度下降，希尔反应受影响 100 （1）气孔运动的影响-气孔因素 （2）叶绿体活性影响-非气孔因素 结构、PSII活性、电子传递、光合磷酸化 3. 呼吸作用 先上升后下降 水解作用上升 呼吸基质上升 呼吸基质耗尽 磷酸化解偶联 4. 渗透调节 概念：缓慢干旱过程中、植物细胞中溶质含量提高， 渗透势下降，降低水势，减少失水，这种现象，称为。 渗透物质：脯氨酸、蔗糖、甜菜碱、山梨醇 作用：（1）维持正常膨压 （2）减低水势，有利根系吸收水分 5. 激素 ABA增加 产生与累积途径 （1）组织中ABA重新分配 （2）根尖合成，向上运输 生理效应 （1）气孔关闭 （2）抑制生长 （3）调控、诱导与干旱相关基因表达 CTK 含量 活性下降 CTK/ABA 相对比例下降 乙烯 产生逆境乙烯，引起脱落 6. 酶活性 合成酶活性下降、水解、氧化酶活性上升 三、严重干旱对植物危害 几种假说 1. 原生质机械伤害假说 2.蛋白质凝聚假说 3.膜伤害假说 四、提高植物抗旱性的措施 抗旱锻炼：蹲苗 种子抗性锻炼 抗旱品种选育 施用抗蒸腾剂：ABA等试剂，促进气孔关闭 叶面喷膜：CO2、O2通过，水分不通过 蛋白质凝聚假说 第三节 低温寒害对植物的影响 寒害： 冷害 零度以上低温 冻害 零度以下低温 一、冷害 （一）对生理代谢的影响 1.水分平衡失调: 根系吸水跟不上消耗 2. 光合作用下降: 叶绿素合成受阻 酶活性下降 3.呼吸作用: 先上升，后下降 4.输导组织破坏 空化-栓塞 5.代谢紊乱: 合成下降 、 水解增加 （二）机理 细胞膜系统伤害机理 1. 膜脂相变 液晶态-凝胶相 2. 膜脂降解 -不可逆伤害 影响蛋白质功能、膜通透性上升 膜相变温度 T 膜脂不饱和脂肪酸含量上升，相变温度下降 抗冷锻炼-低温促进不饱和脂肪酸合成，降低相变温度 二、冻害及抗冻性 1. 结冰引起伤害 （一）冻害对植物的危害 细胞间结冰 温度缓慢下降 细胞内结冰 温度迅速下降 （1）细胞间结冰 a 脱水效应 降低细胞间隙水势，导致细胞脱水 b 机械伤害 细胞间隙冰晶体对膜原生质体挤压机械伤害 细胞失水、重新吸水，原生质受到张力拉伤 （2）细胞内结冰导致死亡 机械伤害，代谢紊乱 三、植物的抗寒性与抗寒锻炼 抗寒性决定因子： 遗传性- 物种长期进化对低温适应性 抗寒锻炼-个体发育过程中，气温下降，体内形成一 系列应对低温性反应，增加抗寒性的过程 抗寒锻炼阶段： 第一阶段：早秋 短日照 零度以上低温 第二阶段：气温下降 - 3 0C -50C 第三阶段：-10 0C -15 0C长期低温 -获得最大抗冻性 锻炼解除 2月末开始、4月最快、6月完全解除 第四节 植物的抗盐性 一、土壤盐分对植物伤害 1. 渗透胁迫效应 土壤水势下降 生理干旱 2. 离子毒害 Na+、Cl-、SO42-在细胞中累积 膜透性增加、蛋白系统伤害、有毒物质累积 3. 营养缺乏 影响K+、Ca2+吸收 二、抗盐性的生理基础 甜土植物 含盐量低于0.3%的土壤上生长 盐生植物 真盐生植物： 高度耐盐能力，累积盐离子吸盐 淡盐生植物： 根部不吸盐 拒盐 累积有机酸等，降低水势 泌盐生植物： 茎、叶表面盐腺 泌盐 抗盐能力生理基础 1. 限制盐离子的吸收和转运 2. 生长调节物 ABA/CTK 上升，降低蒸腾 3. 保护物质形成 4. 呼吸作用增强为离子区隔化提供能量 三、提高植物抗盐性 抗盐锻炼 种子 以0.3-0.1%NaCl反复浸泡 苗期 以一定浓度NaCl处理 四、交叉适应性 植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵 抗能力，即植物对不良环境之间的相互适应 原因： 1、多种逆境条件下，植物体内的ABA、ETH含量都会 增加，从而提高其对多种逆境的抵抗能力。 2、一种刺激（逆境）可使植物产生多种逆境蛋白； 多种刺激（逆境）可使植物产生同样的逆境蛋白； 3、多种逆境条