第十一章 植物的抗性生理

1、第十二章第十二章 植物的抗性生理植物的抗性生理 逆境逆境：不适于植物正常生活的不良环境：不适于植物正常生活的不良环境 抗逆性抗逆性：植物对不良环境的适应性和抵：植物对不良环境的适应性和抵 抗力抗力 避逆性避逆性 抗逆性抗逆性 耐逆性耐逆性 一、逆境对植物的伤害一、逆境对植物的伤害 膜系统破坏，酶活性紊乱，膜脂由流动膜系统破坏，酶活性紊乱，膜脂由流动 态变以晶体固定相。透性增加，核结态变以晶体固定相。透性增加，核结 构与功能破坏，呼吸速率发生变化等构与功能破坏，呼吸速率发生变化等 二、植物对逆境的适应二、植物对逆境的适应 （1）逆境感受；（）逆境感受；（2）信号转导）信号转导 （3）基因表达；（

2、）基因表达；（4）蛋白质合成；）蛋白质合成； （5）酶活性增加）酶活性增加 第一节第一节 抗性生理基础抗性生理基础 逆境下细胞形成的代谢适应物逆境下细胞形成的代谢适应物 （1）胁迫蛋白：如抗冻蛋白，热激蛋白，）胁迫蛋白：如抗冻蛋白，热激蛋白， 病原相关蛋白等。病原相关蛋白等。 （2）渗透调节：主要物质为糖、氨基酸、）渗透调节：主要物质为糖、氨基酸、 有机酸及无机离子等有机酸及无机离子等 如脯氨酸、甜菜碱、山梨糖醇等如脯氨酸、甜菜碱、山梨糖醇等 （3）脱落酸；（）脱落酸；（4）活性氧；）活性氧； 第二节第二节 植物的抗寒性植物的抗寒性 抗寒性抗寒性：植物对低温的抵抗力和忍耐力：植物对低温的抵抗力

3、和忍耐力 冷害冷害 低温低温 冻害冻害 一、抗冷性一、抗冷性 冷害冷害：冰点以上低温对植物造成的伤害：冰点以上低温对植物造成的伤害 金煌芒冷害金煌芒冷害 （一）冷害的机理（一）冷害的机理 冷害对植物的伤害主要是损伤生物冷害对植物的伤害主要是损伤生物 膜，在正常温度下，生物膜保持一定的膜，在正常温度下，生物膜保持一定的 流动性，当温度降低时，构成膜的脂类流动性，当温度降低时，构成膜的脂类 由由液相转变为固相液相转变为固相(膜脂固化膜脂固化)，从而破，从而破 坏了膜的结构，使其选择透性丧失，导坏了膜的结构，使其选择透性丧失，导 致细胞内物质外渗。致细胞内物质外渗。 （二）冷害过程中的生理生化变化（

4、二）冷害过程中的生理生化变化 1、水分平衡失调、水分平衡失调 2、吸收速率大起大落、吸收速率大起大落 3、光合作用减弱、光合作用减弱 4、酶活性变化、酶活性变化 二、抗冻性二、抗冻性 冻害冻害：冰点以下低温对植物造成的伤害：冰点以下低温对植物造成的伤害 （一）冻害的类型（一）冻害的类型 1、细胞间结冰、细胞间结冰 温度温度，细胞间隙的水分先结冰，细胞间隙的水分先结冰， 蒸汽压蒸汽压，w，水分由细胞内向细胞，水分由细胞内向细胞 间隙移动，使冰晶逐渐增大。间隙移动，使冰晶逐渐增大。 伤害：伤害：a、原生质过度失水导致变性、原生质过度失水导致变性 b、机械损伤、机械损伤 2、细胞内结冰、细胞内结冰

5、温度急剧下降，细胞内的水分温度急剧下降，细胞内的水分 来不及转移就在细胞内结冰，破坏来不及转移就在细胞内结冰，破坏 了原生质和细胞的结构。了原生质和细胞的结构。 （二）冻害的机理（二）冻害的机理 1、硫氢基、硫氢基(巯基巯基)假说假说 (1)原生质结冰脱水，蛋白质分子相互接近原生质结冰脱水，蛋白质分子相互接近 (2)硫氢基的彼此接近导致双硫键的形成硫氢基的彼此接近导致双硫键的形成 (3)蛋白分子凝聚变性蛋白分子凝聚变性 解冻时蛋白质再度吸水，而双硫键的存在解冻时蛋白质再度吸水，而双硫键的存在 使其空间结构发生了改变，生理功能丧失。使其空间结构发生了改变，生理功能丧失。 2、膜损伤假说、膜损伤假

6、说 冻害主要损伤生物膜，使生物冻害主要损伤生物膜，使生物 膜的选择透性丧失，膜透性增高，膜的选择透性丧失，膜透性增高， 导致膜内物质大量外渗。导致膜内物质大量外渗。 三、提高抗寒性的途径三、提高抗寒性的途径 （一）抗寒锻炼（一）抗寒锻炼 经抗寒锻炼的植物所发生的生理经抗寒锻炼的植物所发生的生理 生化变化：生化变化： 1、呼吸作用减弱、呼吸作用减弱 2、ABA含量增多含量增多 3、植株含水量下降、植株含水量下降 4、保护物质增多、保护物质增多 可溶性糖含量可溶性糖含量 (1)糖增加细胞液浓度，细胞不易结冰糖增加细胞液浓度，细胞不易结冰 (2)糖提高细胞保水能力糖提高细胞保水能力 （二）化学控制（

7、二）化学控制 ABA、CCC(矮壮素矮壮素)等提高抗寒性等提高抗寒性 （三）农业措施（三）农业措施 n1.移至室内移至室内 n 把植物由露地移至室内是一种很有效的防止植物霜冻的办法。把植物由露地移至室内是一种很有效的防止植物霜冻的办法。 在北方家庭或者是温室大棚，家中都有暖气开放，自然室内温在北方家庭或者是温室大棚，家中都有暖气开放，自然室内温 度比外界要高，植物也能安全过冬了。度比外界要高，植物也能安全过冬了。 n2.铺上薄膜铺上薄膜 n 在菜地或者是其他生产作物，在天气变冷后，通常会在植物表在菜地或者是其他生产作物，在天气变冷后，通常会在植物表 面披上一层薄膜，这样有助于防止雪直接触碰植物

8、，有一定的面披上一层薄膜，这样有助于防止雪直接触碰植物，有一定的 保暖作用。保暖作用。 n3.熏烟法熏烟法 n 在果园一遇上大雪，人们即使半夜也要起床，在果园内燃烧一在果园一遇上大雪，人们即使半夜也要起床，在果园内燃烧一 些杂草之类的，利用火的温度提高果园的温度和加速雪的融化，些杂草之类的，利用火的温度提高果园的温度和加速雪的融化， 在我国是一种很常见的防止霜冻的做法。在我国是一种很常见的防止霜冻的做法。 n4.盖草法盖草法 n 盖草的原理其实与铺上薄膜的原理相近，不过盖草法比较透气，盖草的原理其实与铺上薄膜的原理相近，不过盖草法比较透气， 当然相对的，比较不是太能抗寒。当然相对的，比较不是太

9、能抗寒。 n5.肥水法肥水法 n 防止植物霜冻还可以利用肥料。植物在收到根外追肥后，抗寒防止植物霜冻还可以利用肥料。植物在收到根外追肥后，抗寒 能力能大大增加。这种肥料包括尿素，磷酸二氢钾，硼肥。这能力能大大增加。这种肥料包括尿素，磷酸二氢钾，硼肥。这 种速效肥料需要喷洒在植物的叶面。种速效肥料需要喷洒在植物的叶面。 第四节第四节 植物的抗热性植物的抗热性 热害热害：高温对植物造成的伤害：高温对植物造成的伤害 抗热性抗热性：植物对高温的抵抗力和忍耐力：植物对高温的抵抗力和忍耐力 一、高温对植物的伤害一、高温对植物的伤害 1、蛋白质变性、蛋白质变性 2、膜受伤害、膜受伤害 3、饥饿伤害、饥饿伤害

10、 4、同化物运输受阻、同化物运输受阻 5、氨毒害、氨毒害 6、蛋白质破坏、蛋白质破坏 二、抗热性的生理基础二、抗热性的生理基础 喜冷植物喜冷植物 按植物对温度的反应分按植物对温度的反应分 中生植物中生植物 喜温植物喜温植物 耐热植物的生理特征：耐热植物的生理特征： 1、蛋白质在高温下较稳定、蛋白质在高温下较稳定 2、细胞含水量较低、细胞含水量较低 3、饱和脂肪酸含量高、饱和脂肪酸含量高 4、有机酸代谢较强、有机酸代谢较强 第五节第五节 植物的抗旱性植物的抗旱性 干旱干旱：水分过度亏缺的现象：水分过度亏缺的现象 抗旱性抗旱性：植物对干旱的抵抗力和忍耐力：植物对干旱的抵抗力和忍耐力 一、干旱的一、

11、干旱的 类型类型 1、大气干旱、大气干旱 2、土壤干旱、土壤干旱 3、生理干旱、生理干旱 干旱风干旱风 土壤干旱土壤干旱 二、干旱对植物的伤害二、干旱对植物的伤害 1、各部位间水分重新分配、各部位间水分重新分配 2、膜和细胞核受损伤、膜和细胞核受损伤 3、叶片和根生长受抑制、叶片和根生长受抑制 4、光合作用减弱、光合作用减弱 5、活性氧的过度产生、活性氧的过度产生 6、渗透调节、渗透调节 三、干旱使植物致死的原因三、干旱使植物致死的原因 1 1、机械损伤学说、机械损伤学说 2 2、硫氢基假说、硫氢基假说 三、植物抗旱的生理基础三、植物抗旱的生理基础 1、抗旱植物的形态特征、抗旱植物的形态特征

12、根系发达而深扎，根冠比大；根系发达而深扎，根冠比大； 叶片细胞少；叶片细胞少； 叶脉致密，气孔数目多。叶脉致密，气孔数目多。 马尾松马尾松 2、抗旱植物的生理特征、抗旱植物的生理特征 原生质有较大的弹性和粘性，原生质有较大的弹性和粘性， 干旱时保持较强的同化能力。干旱时保持较强的同化能力。 四、提高抗旱性的途径四、提高抗旱性的途径 1、抗旱锻炼、抗旱锻炼 2、合理施肥、合理施肥 3、施用抗蒸腾剂、施用抗蒸腾剂 第六节第六节 植物的抗涝性植物的抗涝性 涝害涝害：水分过多对植物造成的伤害：水分过多对植物造成的伤害 一、涝害对植物的危害一、涝害对植物的危害 1、植物地上部分淹水，无氧呼吸加强，、植物

13、地上部分淹水，无氧呼吸加强， 光合作用减弱甚至停止，物质分解大于合光合作用减弱甚至停止，物质分解大于合 成。成。 2、土壤缺氧，好氧性细菌活动受阻，影、土壤缺氧，好氧性细菌活动受阻，影 响矿质元素的供应。响矿质元素的供应。 3、土壤缺氧，嫌气性细菌特别活跃，增、土壤缺氧，嫌气性细菌特别活跃，增 加土壤酸度影响矿质元素的吸收。加土壤酸度影响矿质元素的吸收。 4、土壤缺氧导致一些有毒物质的产生。、土壤缺氧导致一些有毒物质的产生。 二、植物的抗涝性二、植物的抗涝性 （一）抗涝植物的生理特征（一）抗涝植物的生理特征 1、通气组织较发达、通气组织较发达 2、呼吸作用发生适应性的变化、呼吸作用发生适应性的

14、变化 （二）涝害的防治（二）涝害的防治 搞好水利建设搞好水利建设 第七节第七节 植物的抗盐性植物的抗盐性 盐害盐害：土壤盐分过多对植物造成的伤害：土壤盐分过多对植物造成的伤害 盐土：以盐土：以NaCl和和Na2SO4为主要成分的为主要成分的 土壤土壤 碱土：以碱土：以Na2CO3和和NaHCO3为主要成为主要成 分的土壤分的土壤 盐碱土：以盐土和碱土为主要成分的土壤盐碱土：以盐土和碱土为主要成分的土壤 小花碱茅 耐盐碱性极强，pH达9-10时 仍能生长，是典型的改良盐 碱地的优良牧草 一、土壤盐分过多的危害一、土壤盐分过多的危害 1、生理干旱、生理干旱 2、离子毒害作用、离子毒害作用 3、代谢

15、紊乱、代谢紊乱 二、植物的抗盐性二、植物的抗盐性 1、排盐植物、排盐植物 2、稀盐植物、稀盐植物 3、拒盐植物、拒盐植物 4、聚盐植物、聚盐植物 排盐植物红树林排盐植物红树林 稀盐植物蜈蚣草稀盐植物蜈蚣草 稀盐植物遏蓝草稀盐植物遏蓝草 第八节第八节 植物的抗病性植物的抗病性 抗病性抗病性：植物对病原微生物侵染的抵抗力：植物对病原微生物侵染的抵抗力 一、植物感病后的生理生化变化一、植物感病后的生理生化变化 病毒病病毒病炭沮病炭沮病 脐腐病脐腐病叶枯病叶枯病 1、呼吸作用加强、呼吸作用加强 (1)细胞结构受破坏，酶和底物直接细胞结构受破坏，酶和底物直接 接触接触 (2)糖类向染病部位运输，增加呼吸糖类向染病部位运输，增加呼吸 底物底物 (3)EMP转为转为PPP (4)多酚氧化酶活性增高多酚氧化酶活性增高 2、光合作用减弱、光合作用减弱 3、氮代谢紊乱、氮代谢紊乱 4、物质运输受阻、物质运输受阻 5、激素含量增多、激素含量