第十二章 植物抗性的生理和分子基础幻灯片.pptVIP

一、活性氧的产生 活性氧可在正常代谢过程中产生，但数量较少。然而在逆境条件下，如在高温、低温、干旱、大气污染等条件下，植物体通过各种途径大量产生活性氧，而且在逆境条件下活性氧清除能力下降，造成活性氧积累，引起严重的危害。 二、活性氧的伤害 （1）细胞结构和功能受损 活性氧易引起线粒体结构和功能破坏，使氧化磷酸化效率（P/O）降低; （2）生长受抑 活性氧明显抑制植物生长，且根比芽对高氧逆境更敏感; 轻度的氧伤害在解除高氧逆境后可恢复生长，重则不可逆致死。 （3）诱发膜脂过氧化作用 膜脂过氧化：指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生的过氧化反应; 膜脂由液晶态转变成凝胶态，引起膜流动性下降，质膜透性大大增加; （4）损伤生物大分子 活性氧的氧化能力很强，能破坏植物体内蛋白质（酶）、核酸等生物大分子。 3．活性氧对植物的有益作用 （1）参与细胞间某些代谢 参与黄素酶辅基（如FMN和FAD）的电子转移反应； （2）参与细胞抗病作用 当病原菌侵入植物体时，激发植物细胞产生大量的O2-与H2O2，可作为诱发植物抗病性的直接因子，或直接杀死病原体，或使细胞壁氧化交联度提高，防止病原菌侵入。 （3）参与乙烯的形成 O2-可通过激发乙烯合成酶（EFE），从而促进乙烯释放； OH ·直接作用于蛋氨酸而产生乙烯； （4）活性氧参与调节过剩光能耗散 光能过剩时，过量能量（如ATP）传递给O2后，将O2激发形成O2- 、 OH · 、H2O2等活性氧，随后又在SOD、POD、CAT等酶作用下发生猝灭，从而将过剩能量“消化”掉。 三、活性氧的清除1.保护酶体系 超氧化物岐化酶（SOD）-- 使O2-发生岐化反应，生成O2和H2O2 ； 过氧化物酶（POD）-- 催化过氧化物的分解； 过氧化氢酶（CAT）-- H2O2 ―→ H2O + O2。 2.抗氧化物质（非酶促体系） 如抗坏血酸（Asb）、还原型谷胱甘肽（GSH）、维生素E（VE）、类胡萝卜素（Car）、巯基乙醇（MSH）、甘露醇等，是植物体内1O2的猝灭剂。 植物体内的一些次生代谢物如多酚、单宁、黄酮类物质也能有效地清除O2- 。 第四节逆境响应基因和逆境蛋白第五节 脱落酸与植物的抗逆性 自学 逆境环境下，ABA调节气孔的开度，促进初生根的生长及器官脱落，参与细胞的渗透调节，诱导基因表达。 第十二章  植物抗性的生理和分子基础 本章内容 第一节 植物逆境生理概述 第二节 渗透调节与植物的抗逆性 第三节 活性氧与环境胁迫 第四节 逆境响应基因和逆境蛋白 第五节 脱落酸与植物的抗逆性 在自然界中，在植物的一生中，并不是总生长在适宜的条件下，经常会遇到不利于植物生存和生长的环境条件，所以植物若要生存，必须具有一定适应和抵抗能力。 第一节 植物逆境生理概述 一、逆境的概念和种类 二、植物抵抗逆境的生理和发育机制 三、植物的适应性与抗性锻炼 四、植物对环境胁迫的反应 五、环境胁迫对植物的一般生理效应 一、逆境的概念和种类 逆境：对植物生存与生长不利的环境因子。 植物的抗逆性：生活在自然环境中的植物对于环境 胁迫有一定的适应和抵抗能力，也就是具有一定的 生存或进行生长发育的能力。 抗性是植物对环境的适应性反应，是一种遗传特性，是在不良环境条件下逐步形成的。 二、植物抵抗逆境的生理和发育机制 植物对逆境的抵抗有两种方式：御逆性和耐逆性 御逆性（避逆性）：指植物通过各种途径摒拒逆境 对植物产生的直接效应，维持植物在逆境条件下正常 生理活动的能力。 本质：植物不与环境达到热力学平衡 在干旱的季节里，瓦松的种子不萌发，雨季来了，瓦松的种子吸足了水分，迅速地发芽生根，长成植株，很快就开花结果，完成自己繁殖后代的使命。雨季刚刚过去，它便死去。 御逆性 耐逆性：指植物虽然经受逆境的直接效应，但可通过代谢反应阻止、降低或修复逆境造成的伤害的能力。 不可避免与环境达到热力学平衡，但可避免或减轻伤害。 耐逆性 如碱蓬遇到干旱或低温时，细胞内的渗透物质会增加，以提高细胞抗性。 逆境种类 逆境的逆境种类 直接效应 植物的反应 御逆性 耐逆性 低温 植物体降温 植物体不降温 植物体降温 高温 植物体升温 植物体不升温 植物体升温 干旱 植物体含水量降