第十三章 植物的抗性生理幻灯片.pptVIP

第十三章　植物的抗性生理 （hardiness physiology） 逆境（stress）：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。 胁迫因素包括生物因素和非生物因素，生物因素有病害、虫害和杂草。 非生物因素包括寒冷、高温、干旱、盐渍等。 植物的抗性（hardiness）：这种对不良环境的适应性和抵抗力。 植物对逆境的适应 植物对逆境的适应（或抵抗）主要包括两个方面： 避逆性（stress avoidance）是指植物对不良环境在时间上或空间上躲避开。 耐逆性（stress tolerance）是指植物能够忍受逆境的作用。 第一节　抗性生理通论 一、逆境对植物的伤害 1、可使细胞脱水，膜系统破坏，一切位于膜上的酶活性紊乱，各种代谢活动无序进行，透性加大。 2、会使光合速率下降，同化物形成减少，因为组织缺水引起气孔关闭，叶绿体受伤，有关光合过程的酶失活或变性。 3、呼吸速率也发生变化，其变化进程因逆境种类而异。 4、逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物增加，这与合成酶活性下降，水解酶活性增强有关。 二、植物对逆境的适应 植物有各种各样抵抗或适应逆境的本领：形态方面和生理方面。 在逆境胁迫下，细胞会发生系列变化：逆境感受、信号转导、基因表达、蛋白质合成、酶活性增强，产生胁迫相关物质适应或抵御逆境。 逆境下植物细胞形成的代谢适应物 （一）胁迫蛋白 在逆境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因，抵御逆境胁迫，这些蛋白统称（stress protein）。 如热激蛋白（heat-shock protein） 、抗冻蛋白（antifreeze protein） 、病原相关蛋白（pathogenesis-related protein）。 （二）渗透调节 渗透调节（osmoregulation）通过加入或去除细胞内的溶质，从而使细胞内外的渗透势相平衡的现象。 在不良环境下， 细胞会被动地丢失一些水分，除此以外，逆境会细胞形成一些渗透调节物质，提高细胞内溶质浓度，降低水势，使能从外界继续吸水，植物就能正常生长。 渗透调节物质主要有糖、有机酸和一些无机离子（特别是K+）。 脯氨酸（proline）是最有效的渗透调节物质之一，在多种逆境下，植物体内都积累脯氨酸，尤其是干旱时积累最多，可比原始含量增加几十倍到几百倍。 （三）脱落酸 在逆境条件下，脱落酸含量会增加。一般认为，脱落酸是一种胁迫激素（stress hormone），又称应激激素，它调节植物对胁迫环境的适应。 1、逆境时脱落酸的变化 无论在什么逆境条件下，如低温、高温、干旱、盐渍和水涝，植物体的内源脱落酸含量都会增加，以提高抗逆性。 2、外施脱落酸对抗逆性的影响 外施适当浓度(10-6 ～10-4 mol·L-1)的脱落酸可以提高作物的抗寒、抗冷、抗盐和抗旱能力。外施脱落酸后要经过一定时间（24 h以上）的代谢变化，才能提高作物的抗逆性。 外施脱落酸提高抗逆性的原因 （1）减少膜的伤害 逆境会伤害生物膜，而脱落酸可能使生物膜稳定，减少逆境导致的伤害。 （2）减少自由基对膜的破坏 经脱落酸处理后，会延缓SOD和过氧化氢酶等活性的下降，阻止体内自由基的过氧化作用，降低丙二醛等有毒物质的积累，使质膜受到保护。 （3）改变体内代谢 外施脱落酸，可使植物体增加脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等的含量，从而使植物产生抗逆能力。 3．脱落酸在交叉适应中的作用 植物中的交叉适应（cross adaptation） 　　植物处于零上低温、高温、干旱或盐渍条件下，能提高植株对另外一些逆境的抵抗能力，这种与不良环境反应之间的相互适应作用。 交叉适应的作用物质就是脱落酸。 三、提高作物抗性的生理措施 选育高抗品种是提高作物抗性的基本措施。这里只讨论提高抗性的生理措施。 1、种子锻炼　播种前对萌动种子进行干旱锻炼或盐溶液处理。 2、巧施水肥　控制土壤水分，少施N肥，多施P，K肥。 3、施用生长物质　应用植物生长延缓剂CCC、PP333等和生长抑制剂茉莉酸、三碘苯甲酸等，可使植物生长健壮，提高ABA含量，加强抗性。 第二节　植物的抗冷性 低温对植物的危害，按低温程度和受害情况，可分为冷害（零上低温）和冻害（零下低温）两种。 冷害（chilling injury）在零上低温时，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡，此现象称为。原产于热带或亚热带的植物，在生长过程中遇到零上低温，则发生冷害。 一、冷害过程的生理生化变化 1．水分平衡失调 　寒潮过后，植株的叶尖和叶片干枯 2．呼吸速率大起大落　在零上低温条件下，冷害病征出现之前，呼吸速率加快；随着低温的加剧或时间延长，以后迅速下降。 3．光合速率减弱　影响叶绿素的生物合成和光合进程