寒害生理 与 植物抗寒性.ppt

1、,寒害cold injury,由低温引起植物伤害的现象。,植物对低温的适应性和抵抗能力称为抗寒性（cold resistance）,包括冷害和冻害。,12.2.1 冷害生理与植物抗冷性,冷害的概念与症状,冷害chilling injury,0以上低温对植物造成的危害,植物对零上低温的适应性称为抗冷性（chilling resistance）,冷害对植物的伤害与低温的程度和持续时间直接有关，而且还与植物组织的生理年龄、生理状况及对冷害的相对敏感性有关。,根据植物对冷害的反应速度，冷害可分为两类。,一是直接伤害，即植物受低温影响数小时，最多一天之内即出现伤斑及坏死，禾本科植物还会出现芽枯、顶枯等现

2、象，说明这种影响已侵入细胞内，直接破坏了原生质活性；,二是间接伤害，即植物受到低温危害后，植物形态在短时间内并无异常表现，至少在几天之后才出现组织柔软、萎蔫，这是因为低温引起代谢失常而造成的细胞伤害。,冷害引起的生理生化变化,细胞膜受损伤,根系吸收能力下降,光合作用减弱,呼吸速率忽高忽低,物质代谢失调,冷害,各酶之间活性差异,膜脂变性,蛋白质变性或解离,骤冷（冷袭）,渐冷,膜破裂,膜均一的固化与紧缩,质膜透性增加,对水透性降低,叶绿体、线粒体膜上酶活性降低,细胞内含物渗漏,失水超过吸水,抑制光合作用于呼吸,代谢破坏,直接损害,派生干旱损害,间接损害,提高植物抗冷性的措施,低温锻炼,化学诱导,合

3、理施肥,选育抗冷品种,植物对低温的抵抗能力是一个适应性锻炼的过程。,ABA、CTK、2,4-D、油菜素内脂等均能提高植物的抗冷性。,适当增施磷、钾肥，少施或不施速效氮肥，有助于提高植物的抗冷性。,通过基因工程、细胞工程及杂交育种技术选育抗冷性强的新品种。,12.2.2冻害生理与植物抗冻性,冰点以下的低温使植物组织内结冰引起的伤害。,冻害freezing injury,植物对零下低温的适应能力称为抗冻性（freezing resistance）,我国西北、东北地区在早春与晚秋经常发生冻害，使果树和作物受害。,大麦、小麦、燕麦及苜蓿等越冬作物可忍受-7-12低温；白桦树可度过-45左右的低温；种子

4、的抗冻性很强，植物愈伤组织在液氮中于-196保持4个月仍有生活力。,冻害的类型及危害,植物受冻时，叶片犹如烫伤，细胞失水膨压，组织颜色变为褐色，严重时导致死亡。冻害对植物的危害主要是由于组织或细胞结冰引起的伤害。 主要包括：,胞外结冰 当环境温度缓慢降低，植物组织内温度降到冰点以下时，细胞间隙的水分开开始结冰，即胞间结冰；大多数植物胞间结冰后，经缓慢解冻后仍能恢复正常的生长。,胞内结冰 当环境温度骤然降低时，除细胞间结冰外，细胞内也会同时结冰。一般先在原生质内结冰，后在液泡内结冰。细胞内结冰一般不发生，一旦发生植物就很难存活。,冻害机制,冰晶伤害,膜伤害,蛋白质损伤,原生质脱水 机械损伤 融冰

5、伤害,一方面膜脂质层被拉破，膜选择透性丧失，溶质大量外渗。另一方面，膜脂相变使得一部分与膜结合的酶游离而失活，光合磷酸化和氧化磷酸化解偶联，ATP形成明显下降，引起代谢失调，严重时导致植株死亡。,解冻时，蛋白质吸水膨胀，肽键松散，氢键断裂，二硫键仍保留，使肽链的空间位置发生变化、蛋白质的天然结构破坏，引起细胞死亡。植物组织抗冻性的基础在于阻止蛋白质分子间二硫键的形成。,提高植物抗冻性的措施,抗冻锻炼,化学调控,农业措施,霜冻来临之前，缓慢降低温度，植物逐渐完成适应低温的一系列代谢变化，增强抗冻能力。,用植物生长调节剂处理植物，可以提高植物的抗逆性。,除选育抗寒品种外，许多农业措施也能在一定程度上提高植物抗寒性。,12.2.3植物对低温的适应性及冷驯化,植物冷驯化及冷信号转导,冷驯化是指与提高植物抗冷性有关的生物化学及生理学过程，主要包括寒驯化和冻驯化。,寒驯化（cold acclimation）即喜温植物在中度低温1012下暴露数天后，以提高适应更低但非冰冻温度环境的能力,冻驯化（freez