13抗性生理分析

13抗性生理分析第一页，共25页。第一节：抗性生理通论一：逆境对植物的上海1.细胞脱水，膜系统破坏（酶系统破坏）2.冰冻、高温、盐渍和淹水胁迫时，呼吸速率下降；3.零上低温和干旱胁迫时，呼吸先升后降；4.感染病毒时，呼吸显著增加第二页，共25页。二：植物对逆境的适应

主要包括两个方面：避逆性；抗逆性1.生物膜变化；2.胁迫蛋白变化；3.活性氧变化；4.渗透调节

脯氨酸；甜菜碱5.脱落酸

减少膜伤害；减少自由基破坏；交叉适应（植物在一种逆境中可以提高对另一种逆境的适应能力）第三页，共25页。三：提高作物抗性的生理措施1.种子锻炼2.巧施水肥3.施用植物激素

生长延缓剂和生物抑制剂的使用第四页，共25页。Section1植物的水分胁迫1.1旱害Droughtinjure：是指土壤水分缺乏或者大气相对湿度过低对植物造成的危害。植物对干旱的适应和忍耐能力---抗旱性。干旱土壤干旱大气干旱久旱无雨，土壤缺乏有效水大气干旱，大气RH<20%，蒸腾腾>>吸水，时间长了也会导致土壤干旱。第五页，共25页。1.1.1.2.代谢失调1）水分重新分配干旱后最下部叶片首先发黄脱落（水势较低的成熟叶向这些衰老叶夺水）。其次枯萎，脱落的是胚胎组织（花，幼果）及幼嫩组织（幼叶，生长点等）。第六页，共25页。2）光合下降、呼吸增强a.同化能力↓b.光合产物积累对光合反馈抑制，同化能力下降，表现为失水后气孔阻力↑，CO2进入受阻，C3植物光呼吸↑，电子传递和光合磷酸化下降。向日葵，电子传递PSP活力下降，－1.7MPaPSP为0。第七页，共25页。干旱时还影响同化物向库端运转，使叶S↑从而TP不能外运。叶绿体中光合产物↑，光合↓。开始时呼吸下降，有人认为与光合↓与细胞内CO2浓度瞬时上升有关，也有人认为是干旱下呼吸酶活力↓。但随着干旱时间延长线粒体膜结构受损，OSP解偶联，有O2呼吸效率大大↓，反之淀粉水解酶活力↑，糖↑，加上运转受阻，使呼吸底物大大↑，呼吸↑。导致植物饥饿而死。第八页，共25页。3）核酸降解、蛋白质降解干旱时蛋白酶活力↑，游离aa↑，RNA酶活力↑，使RNA水解，也发现DNA量下降。4）脯氨酸积累①来源增加，蛋白质水解直接产生Pro和其它aa。②合成↑，③氧化↓。Pro积累的功能：

a.解NH3毒。b.提高束缚水含量。第九页，共25页。5）植物激素变化促进型↓，抑制型↑，尤以ABA↑最多。6）有毒物质积累蛋白质分解↑，NH3，胺↑。7）细胞原生质损伤。

细胞干旱脱水时，液泡收缩，使原生质与其相连的细胞壁同时向内收缩，在细胞壁上形成很多锐利的折叠，成为撕破原生质的结构。此时细胞骤然吸水复原，可引起细胞质、壁不协调膨胀把粘在细胞壁上的原生质撕破，导致细胞死亡。第十页，共25页。1.1.2植物的抗旱性1.1.2.1.抗旱机制1）形态：凡是促进吸水，减少蒸腾，体内水分运转流畅的结构都有利于抗旱。a.根系、更高的根冠比--"开源"b.叶片更厚、叶面积变小、角质层更厚-“节流”。c.输导系统更为发达，气孔多且小--"流畅"第十一页，共25页。2）抗旱的生理生化机制保持细胞有很高的亲水能力，防止细胞严重脱水。水解酶类保持稳定，减少生物大分子分解，保持原生质体，尤其是质膜不受破坏。使细胞代谢不至发生紊乱异常，光合作用与呼吸作用在干旱下仍维持较高水平。脯氨酸、甜菜碱和脱落酸等物质积累变化也是衡量植物抗旱能力的重要特征。第十二页，共25页。1.2涝害

第十三页，共25页。1.2.1涝害对植物的伤害涝害的实质是缺O2

1)因缺氧引起的形态与结构的变化生长↓，叶发黄（营养缺），根变黑（土壤氢还电位低），叶柄偏上生长（Eth）；细胞器－线粒体脊少－缺O2不发育；产生气生根（IAA）－为获得O2，组织崩溃（Eth），茎杆上产生溃洞。第十四页，共25页。2)代谢受损：

光合下降，气孔堵塞或关闭，CO2进入受阻，无O2呼吸↑，产生乙醇，乙醛，NH3，乳酸等积累和H2S中毒。3)营养失调吸收能力下降，土壤N、P、K、Ca等流失，引起缺乏症，另外，淹水后O2氧化还原电位下降，H2S、Fe、Mn以及丁酸↑，引起微量元素中毒。第十五页，共25页。4)激素IAA不能极性运转，积累在近水而处产生气生根，根不能合成CTK。ACC在淹水下合成后运往地上部产生大量Eth引起脱叶和组织崩溃。5)有毒物质积累第十六页，共25页。Section2温度胁迫植物的温度胁迫有低温和高温胁迫。低温对植物的危害可分为两种，冻害和冷害。2.1低温胁迫2.2高温胁迫第十七页，共25页。1)Intercellularfreezing――细胞间隙结冰

第十八页，共25页。2.1.3植物对低温的适应1)含水量、代谢、生长均下降

总含水量逐渐↓，蔗糖等保护性物质的积累，使束缚水含量上升↑，自由水含量降低，自由水/束缚水比值↓。2)保护物质积累包括NADPH--打开－S－S－，ATP提供合成反应能量，糖的↑--增加束缚水含量，提高细胞液浓度。第十九页，共25页。3)膜脂不饱和脂肪酸含量提高膜脂不饱和脂肪酸↑，增加了膜流动性，降低了相变温度，不易发生膜脂相变而受害。膜中磷脂含量↑。4)ABA↑，GA↓,冬眠dormancyappears。5)抗冻之蛋白积累

抗冻植物中发现Ice-Box--结冰诱导的基因表达第二十页，共25页。2.2高温胁迫喜冷植物，部分藻类，细菌和真菌，15－20℃就受热害。中生植物，35℃以上包括绝大部分植物和主要农作物。喜温植物，有的藻类，细菌达65－100℃，很多沙漠植物>50℃。Heatinjure：指35℃以上的高温对中生植物的危害。第二十一页，共25页。2.2.2植物的抗热性1)蛋白质在高温下保持高度稳定高温下光合能力强，蛋白质中－S－S－多，蛋白质不易变性和水解。2)含水量降低干种子，休眠芽，束缚水含量高，自由水含量低。第二十二页，共25页。3)饱和脂肪酸含量高。4)有机酸含量

CAM--非常耐热原因，含有大量有机酸。

可以减轻或防止NH3中毒。第二十三页，共25页。5)形成热激蛋白高温诱导下新合成的一类蛋白质叫热激蛋白(heatshockprotein,简称HSPs或hsps)，其功能是对植物的蛋白、核酸甚至生物膜起保护作用，避免受热变