植物的抗逆生理 2.pptVIP

植物的抗逆生理 第四节 植物的抗旱性 一、概念： 植物常遭受的有害影响之一是缺水，当植物耗水大于吸水时，就使组织内水分亏缺。过度水分亏缺的现象，称为干旱(drought)。 旱害(drought injury)则是指土壤水分缺乏或大气相对湿度过低对植物的危害。 植物抵抗旱害的能力称为抗旱性(drought resistance) 。 第四节 植物的抗旱性 二、干旱种类： 1.土壤干旱; 2.大气干旱; 3.生理干旱。 三、植物类型： 1.水生植物； 2.中生植物； 3.旱生植物，旱生植物有避旱型和耐旱型。 大气干旱 是指空气过度干燥，相对湿度过低，常伴随高温和干风。这时植物蒸腾过强，根系吸水补偿不了失水，从而受到危害。我国西北、华北地区常有大气干旱发生。 土壤干旱 是指土壤中没有或只有少量的有效水，这将会影响植物吸水，使其水分亏缺引起永久萎蔫。 生理干旱 土壤水分并不缺乏，只是因为土温过低、土壤溶液浓度过高或积累有毒物质等原因，妨碍根系吸水，造成植物体内水分平衡失调，从而使植物受到的干旱危害。 水合补偿点(hydration compensation point) 水合补偿点指净光合作用为零时植物的含水量。 耐旱型植物具有较低的水合补偿点。 四、外部干旱表现： 1.萎蔫：有暂时萎蔫与永久萎蔫。 2.生长减慢。 五、干旱机理： 1.原生质脱水是旱害的核心； 2.破坏原生质膜上脂类双分子层的排列，改变了膜透性，使化谢紊乱； 3.光合与呼吸失调； 4.蛋白质分解加快；DNA、RNA合成减弱，脯氨酸积累； 5.激素发生变化，ABA积累，CTK减少，降低CTK/ABA比值，乙烯增加； 6.植株各器官水分重新分配； 7.造成细胞的机械损伤。 萎蔫 植物失水超过了根系吸水，随着细胞水势和膨压降低、植物体内的水分平衡遭到破坏，出现了叶片和茎的幼嫩部分下垂的现象，被称之为萎蔫(wilting)。 靠降低蒸腾即能消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫，称为暂时萎蔫(temporary wilting)。 如果由于土壤中可供植物利用的水分过于缺乏，萎蔫的植物经过夜晚后也不能消除水分亏缺，以恢复原状，这种现象称为永久萎蔫(permanent wilting) 。永久萎蔫造成原生质严重脱水，引起一系列的生理生化变化，如果时间持续过久，就会导致植物死亡。 干旱伤害植物的机理 干旱对植株最直观的影响是引起叶片、幼茎的萎蔫。萎蔫可分为暂时萎蔫和永久萎蔫，两者根本差别在于前者只是叶肉细胞临时水分失调，而后者原生质发生了脱水。 原生质脱水是旱害的核心。 改变膜的结构及透性。 当植物细胞失水时，原生质膜的透性增加，大量的无机离子和氨基酸、可溶性糖等小分子被动向组织外渗漏。细胞溶质渗漏的原因是脱水破坏了原生质膜脂类双分子层的排列所致。膜脂分子结构即发生紊乱，膜因而收缩出现空隙和龟裂，引起膜透性改变。 破坏了正常代谢过程 细胞脱水对代谢破坏的特点是抑制合成代谢而加强了分解代谢，即干旱使合成酶活性降低或失活而使水解酶活性加强。 (1) 对光合作用的影响 水分不足使光合作用显著下降，直至趋于停止 (2) 对呼吸作用的影响 干旱对呼吸作用的影响较复杂，一般呼吸速率随水势的下降而缓慢降低。有时水分亏缺会使呼吸短时间上升，而后下降，这是因为开始时呼吸基质增多的缘故。 (3) 蛋白质分解，脯氨酸积累 干旱时植物体内的蛋白质分解加速，合成减少，这与蛋白质合成酶的钝化和能源(ATP)的减少有关。 与蛋白质分解相联系的是，干旱时植物体内游离氨基酸特别是脯氨酸含量增高，可增加达数十倍甚至上百倍之多。因此脯氨酸含量常用作抗旱的生理指标，也可用于鉴定植物遭受干旱的程度。 (4) 破坏核酸代谢 随着细胞脱水，其DNA和RNA含量减少。主要原因是干旱促使RNA酶活性增加，使RNA分解加快，而DNA和RNA的合成代谢则减弱。当玉米芽鞘组织失水时，细胞内多聚核糖体解离成单体，失去了合成蛋白质(酶)的功能。因此有人认为，干旱之所以引起植物衰老甚至死亡，是同核酸代谢受到破坏有直接关系的。 (5) 激素的变化 干旱时细胞分裂素含量降低，脱落酸含量增加，这两种激素对RNA酶活性有相反的效应，前者降低RNA酶活性，后者提高RNA酶活性。脱落酸含量增加还与干旱时气孔关闭、蒸腾强度下降直接相关。干旱时乙烯含量也提高，从而加快植物部分器官的脱落。 (6) 水分的分配异常 干旱时植物组织间按水势大小竞争水分。一般幼叶向老叶吸水，促使老叶枯萎死亡。有些蒸腾强烈的幼叶向分生组织和其它幼嫩组织夺水，影响这些组织的物质运输。例如禾谷类作物穗分化时遇旱，则小穗和小花数减少；灌浆时缺水，影响到物质运输和积累，籽粒就不饱满。对于其它植物，也常由此造成落花