植物抗逆生理研究进展
植物抗逆性研究进展
互 共 的 变 化 超 越 了 这 一 耐 受 限 度 , 形 成 了 逆 在 膜系 中表现 为干 旱 、 温 、 害 等胁 迫 , 态 学 中作 为竞 争 、 利 、 生等 多 种 种 间 就 低 冻
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植 物 的 抗 性 由 环 境 因 子 诱 发 ,并 能 稳 解 环 境 与 植 物 的关 系 ,能 有 助 于 我 们 进 一 系曲线 , 用数 学方 法拟合 求 出拐点温度 , 以 定 遗 传 给 后 代 。 因 此 ,对 于 抗 逆 性 质 的 遗 步 了解 人类 与环境 的关 系 。
意 .并 在 农 业 及 园 艺 中 得 到 应 用 , 而 植 物 达到 人为控 制植 物抗性 的 目的 ,增 加粮 食 同 的植 物在 逆境 下 的电解质 透出率 的变 化 S k m rn 也 可产生对 自身 有抑制 作用 的物质 ,从 而 产 量 。 近 年 来 ,环 境 问题 已越 来 越 受 到 全 差 异 很 大 。 不 过 在 抗 冻 性 方 面 ,u u aa 0 控 制 种 群 的 生 长 。 植 物 释 放 的 相 生 相 克 物 世 界 的 关 注 ,运 用 抗 污 染 植 物 去 除 空 气 、 等 人 曾 提 出 以 电解 质 透 出率 达 5 %时 的 质 同 时 也 受 环 境 因 素 的 影 响 ,并 且 往 往 由 土壤 、 水体 中的重 金属 、 机 磷等 污 染 , 有 已 温度作 为组 织的半 致死 温度 ,但 由于半致 于 种 类 、 品 系 的 不 同 而 产 生 不 同 的 效 应 。 成 为 各 国 环 境 保 护 工 作 的 重 要 措 施 。 如 利 死 温 度 并 不 总 是 表 现 为 电 解 质 透 出 率 达
植物生理学研究中的植物抗逆机制
植物生理学研究中的植物抗逆机制植物在生长过程中,会遭受到多种外界环境的压力,如热、寒、干旱、盐碱等,这些环境压力对植物的生长发育会产生不可预知的影响。
为了适应这些不利环境,植物通过多种形式来防御自己,这种防御机制被称为植物抗逆机制。
植物抗逆机制的类型很多,主要从生理学和分子水平上进行研究。
从生理学的角度来看,植物抗逆机制包括了细胞膜的保护、组织和器官的保护和植物免疫系统的调节等。
而从分子水平上来看,植物抗逆机制主要包括调节植物逆境响应的信号转导系统、响应逆境的转录因子家族和一系列抗逆基因的表达等。
一、植物膜保护机制细胞膜是植物感知并响应环境变化的第一道屏障,植物通过调节细胞膜的结构和生理活性,来保护细胞膜不受热、寒、干旱等外界环境的伤害。
脂类过氧化物酶(LOX)和超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶是植物细胞膜的重要抗氧化保护系统。
此外,固醇和萜类物质的积累也能够增强细胞膜的稳定性。
二、植物组织和器官的保护机制细胞膜的保护只是植物抗逆机制的一方面,植物的组织和器官的保护同样很重要。
干旱胁迫下,植物的根系会释放出一些成分和其他微生物进行共生,使其在极端干旱的情况下也能存活下来。
而在热胁迫下,植物的叶片表面会自然散发出露点露,从而减少叶片表面的温度。
此外,植物还会增加叶绿体区域和气孔密度等,以提高植物的光合作用水平。
三、植物免疫系统的调节植物的免疫系统是植物抗逆机制中重要的一部分,免疫系统的完整性不仅与植物的生长和发育有关,同时也与植物的胁迫响应紧密相连。
因此,研究和理解植物免疫系统在逆境中的调节机制,对于解决植物逆境胁迫具有非常重要的意义。
植物的免疫系统通过识别并响应入侵的病原菌、真菌和虫害等外来物质,拦截病原的侵入,进而发出信号引导植物调节其自身的逆境响应。
四、调节植物逆境响应的信号转导系统植物通过感知和响应外界环境的变化,以适应不同的逆境环境。
逆境响应痕迹中最重要的信号分子属于激素类,例如ABA、脱落酸、乙烯和赤霉素等。
植物抗逆生理机制研究进展
南方农业South China Agriculture第15卷第34期Vol.15No.342021年12月Dec.2021在自然界中,植物并非总是处在适宜的生境里,常由于气候条件和地理位置的差异,以及人类活动造成的生境变化,超出了植物维持正常生长发育的范围,会对植物造成一定的伤害,甚至不能正常存活。
不利的环境会直接抑制植物的正常生长发育,我们把这种环境称为逆境,也称作胁迫。
根据环境胁迫因素的不同,可将逆境分为生物逆境和非生物逆境[1]。
植物在不同的环境胁迫下,都具有一定的适应能力,我们把这种能力称为植物适应性。
前人的研究表明,植物在不同逆境中表现出不同的适应方式,其适应机制存在差异。
1植物逆境类型1.1水分胁迫植物水分胁迫主要表现为干旱胁迫。
自然条件下植物体内水分含量总是保持相对稳定的状态,由于某些自然因素或者植物本身的生理因素,导致植物从自然界中吸收的水分满足不了自身耗水,出现缺水状态,这时植物生长就会受到干旱胁迫的影响。
自然界中植物会受到不同因素导致的干旱胁迫,主要有大气干旱胁迫、土壤干旱胁迫和生理干旱胁迫[2]。
干旱胁迫是影响植物正常生长发育的一大重要因素,当植物处在干旱胁迫环境中,植物细胞膜系统会发生紊乱,膜蛋白质合成受阻,影响细胞的渗透性。
除此以外,干旱胁迫也会间接影响植物细胞叶绿体的功能,降低植物光合作用。
一般植物的抗旱反应表现在形态结构、原生质的保水性和渗透调节方面,如拥有抗旱性强的植物根系和发达的输导组织[3]。
1.2温度胁迫在温度胁迫中,冷害和冻害是植物受到低温胁迫的两大类型。
冷害和冻害都会对植物的生理机能造成不同程度的影响,从而影响植物的内部生理调节机制。
植物在适应低温环境时都会从外部性状和内部生理上表现出抗冷反应机制,在生理上主要通过改变细胞组分和生理功能来抵抗低温。
有研究表明,植物体细胞膜脂组成与植物抗低温机制存在一定的联系,植物细胞膜脂不饱和脂肪酸含量与植物的抗冷性呈正收稿日期:2021-05-25作者简介:黄相玲(1992—),男,江西吉安人,硕士,助教,主要从事植物生理生态、森林生态研究。
植物生理学和生化学研究的新进展
植物生理學和生化學研究的新進展植物生理学和生物化学研究是研究植物生命活动和代谢反应的学科领域,其重要性不言而喻。
这些学科的发展不仅对于植物科学的深入研究有着不可替代的作用,同时也为农业生产提供了重要的科学支撑和指导。
近年来,随着科技水平的不断提高,植物生理学和生物化学研究也迎来了一系列新的进展。
本文将从植物生理学和生物化学研究的新进展入手,阐述其最新的研究成果和应用前景。
一、植物光信号调控机制的研究进展植物对光信号的感知和调控是植物生长发育和环境适应的重要研究方向之一。
在这方面的研究中,一项重大进展是发现了UVR8 (UV RESISTANCE LOCUS 8)这一植物维生素D受体样蛋白,它在植物对紫外线感知和应对中发挥着至关重要的作用。
UVR8受体在受到紫外线照射后,进一步与BOTRYTIS INDUCED KINASE 1 (BIK1)和CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1 )等植物信号通路分子进行相互作用,从而启动植物的防御机制,进而提高植物对紫外线的耐受性。
研究这一维生素D受体样蛋白对植物生长发育的影响,有助于深入了解植物光信号的感知和调控机制,并为未来开发植物抗紫外线胁迫的生物技术手段奠定基础。
二、植物生长和逆境响应调控的蛋白质网络植物生长和逆境响应机制是植物中一系列关键的生物过程,也是植物生物学中的一个重要领域。
针对这一问题,研究者利用大量系统生物学技术手段,对植物中生长和逆境响应机制的蛋白质网络进行了深入研究。
通过对植物蛋白质网络的构建和模拟,研究者发现,许多蛋白质在整体蛋白质网络中扮演着重要的角色,并且这些蛋白质的互作关系及其在整体网络中的权重也发生了变化。
这一发现说明了植物生长和逆境响应机制是由万物联系在一起的复杂系统组成的,这一结论对于未来更好地理解植物逆境响应机制、提高植物抗逆能力具有重要意义。
三、植物代谢过程中的关键调节蛋白植物的代谢过程涉及到碳水化合物、脂肪和蛋白质等多种物质的合成和代谢。
植物抗逆育种策略研究途径
植物抗逆育种策略研究途径植物是地球上生命的重要组成部分,它们在面对各种环境变化和逆境胁迫时表现出了惊人的适应能力。
然而,随着全球气候变暖、土地退化、盐碱化、病虫害等问题的日益严重,传统育种方式已经无法满足人类对高产高质量植物的需求。
因此,植物抗逆育种成为了当前重要的研究领域之一。
本文将探讨植物抗逆育种的策略和研究途径。
一、分子育种策略分子育种是利用分子生物学和基因工程技术来改良植物性状的方法。
它可以通过选择或改变植物基因组中与逆境抗性相关的基因,以提高植物的逆境抗性。
在分子育种策略中,研究人员通常会使用转基因技术,将具有抗性基因的外源DNA片段导入植物体内,使得植物获得新的性状。
例如,在研究盐碱逆境下植物抗逆机制时,研究人员发现一些植物中富含盐碱逆境抗性基因。
通过转基因技术,他们将这些基因导入其他植物中,例如水稻。
结果表明,这些转基因水稻在盐碱环境中表现出了更好的生长和生存能力。
分子育种策略不仅可以加快育种进程,而且可以精确地改良植物的性状,因此在植物抗逆育种中具有巨大的潜力。
二、遗传育种策略遗传育种是传统育种方式中的一种方法,通过选择和培育植物中具有抗逆性状的个体或种质进行繁殖,以增加植物种群中抗逆性状的占比。
在遗传育种策略中,研究人员通常会进行大规模的种质筛选和亲本组合试验,选择具有抗逆性状的亲本进行配对,以提高后代的抗逆性。
以抗病育种为例,研究人员可以通过人工感染病原菌或病虫害,筛选出对相应病原菌具有抗性的品种或个体,然后将其作为亲本进行交配。
通过连续选择和后代筛选,可以逐步提高植物种群对病原菌的抗性。
遗传育种策略在植物抗逆育种中具有广泛的应用,并已在许多作物中取得了显著的效果。
三、基因组学研究途径基因组学作为一门新兴的研究领域,为植物抗逆育种提供了全新的研究途径。
通过对植物基因组的深入研究,研究人员可以鉴定和分析与植物逆境抗性相关的基因,探索逆境应答和抗逆机制。
同时,基因组学研究还可以帮助筛选抗逆育种候选基因,并加速基因发现的速度。
植物的抗逆性研究
植物的抗逆性研究过去几十年来,随着气候变化、环境污染和人类活动的不断加剧,植物的抗逆性研究受到了越来越多的关注。
植物的抗逆性是指植物在各种不良环境条件下,能够维持正常生长和发育的能力。
这种抗逆性的研究对于了解植物的适应性和生存能力至关重要,也有助于培育更为抗逆的农作物品种。
一、抗逆性的定义和重要性植物的抗逆性是指植物在面对各种逆境胁迫时,能够保持生长发育的能力,以及在逆境中维持生理功能和生物化学平衡的能力。
逆境胁迫包括高温、低温、干旱、盐碱、重金属污染等。
植物的抗逆性研究对于揭示植物对环境适应的机理,为植物的改良和优化提供理论基础。
二、植物的抗逆性机制植物的抗逆性机制包括形态结构调控、生理调节和分子机制等方面。
形态结构调控主要表现为根系的生长、毛发形成、叶片形态的变化等,这些调控可以使植物更好地适应环境的变迁。
生理调节方面,植物通过调节生长素、激素和抗氧化酶等的合成和积累,来增强自身对逆境的耐受性。
分子机制方面,植物通过转录调控、蛋白质调控和信号传导等方式来实现抗逆。
三、抗逆性研究的方法与应用目前,研究者们通过多种方法来研究植物的抗逆性,包括遗传育种、生物化学分析、分子生物学技术等。
其中,遗传育种是最为直观和有效的方法,通过筛选和选育表现出较高抗逆性的品种,可以为农业生产提供更加适应恶劣环境的农作物。
在实际应用上,植物的抗逆性研究可以为农业生产提供指导,减少逆境引起的作物减产,提高农作物产量和质量。
四、未来的研究方向和挑战尽管在植物的抗逆性研究方面已经取得了一定的进展,但仍然面临着许多挑战。
首先,植物的抗逆性机制是一个复杂的生理过程,需要更深入地理解其分子机制和信号通路。
其次,随着全球气候变化的加剧,新兴的环境胁迫问题以及农作物病虫害的爆发给植物抗逆性研究带来了新的挑战。
因此,未来的研究方向应该着重于植物适应恶劣环境的分子调控机制和抗逆性的遗传改良,以及开发更加精准的抗逆性检测和评价方法。
综上所述,植物的抗逆性研究是一个关键的研究领域,对于深入了解植物适应环境的机理,提高农作物品质和产量具有重要意义。
植物抗逆性研究进展.
植物抗逆性研究进展.植物抗逆性研究进展作为生态系统的重要组成部分,植物无时无刻不在自身所处同环境进行着物质,信息和能量的交换。
自然生态系统中与植物相关的因子多种多样,且处于动态变化之中,植物对每自然界中的一个因子都有一定的耐受限度,即阈值。
一旦环境因子的变化超越了这一阈值,就形成了逆境。
因此,在植物的生长过程中,逆境是不可避免的。
植物在长期与自然界相抗争的进化过程中,形成了相应的自我保护机制,从感受环境条件的变化到调整体内新陈代谢,直至发生有遗传性的根本改变,并且将抗性遗传给后代。
研究逆境对植物造成的伤害以及植物对此的反应,是认识植物与环境关系的一条重要途径,也为人类控制植物的生长条件提供了可能性。
以下从逆境引起的膜伤害、细胞内生化效应等方面探讨植物抗逆生理学的一些重要问题。
1逆境引起的膜伤害1.1影响膜透性及结构细胞膜作为联系植物细胞与外界的介质,它的组成、性质与细胞所处的环境息息相关,而外界环境对植物的胁迫危害,首先在膜系中有所表现。
干旱、低温、冻害、高盐碱度等几种胁迫,无论是直接危害或是间接危害,都首先引起膜通透性的改变。
至于膜上酶蛋白的变化以及脂类的组成也可随着胁迫的深化而有所改变,目前,这方面研究最深入的是低温引起膜脂相变的假说[1]。
在此之后,大量试验证明,膜脂的组分和结构与抗冷力密切相关。
构成膜脂的多种磷脂中,磷脂酰甘油(PG 起主导作用,膜脂相变温度的差异来自饱和度及相变温度较高的PG,抗冷性强的植物膜脂不饱和度高,相变温度低,其膜脂可在较低温度下保持流动性,维持生理活动功能。
另外,当植物处于高盐的环境时,植物的水通道蛋白将会产生作用。
水通道蛋白是一类特异的、高效转运水及其它小分子底物的整合膜蛋白,在植物中具有丰富的亚型。
水通道蛋白通过转录调控、门控机制、聚合调控、重新定位等多种活性调控方式影响细胞膜系统的通透性,参与调节植物的水分吸收和运输。
盐害引起渗透胁迫、离子毒害、活性氧胁迫,影响植物生长;水通道蛋白通过多种调控方式,全程参与植物的盐胁迫应答[2]。
植物逆境生理生态学研究进展
植物逆境生理生态学研究进展植物作为一种生物体,在它发育生长的过程中,会受到各种外界的逆境因素的影响,如干旱、高盐、低温等。
这些逆境因素在严重的情况下会导致植物的死亡,而适应这些逆境因素的植物则能够在充满挑战的环境中生存和繁衍。
因此,研究植物逆境生理生态学是关系到生命科学、农业科学等众多领域的一个重要课题。
本文将对植物逆境生理生态学的研究进展进行探讨。
一、研究内容植物逆境生理生态学主要研究植物受到外界逆境因素的影响时,其生理、生态与分子水平的响应机制及其适应性策略。
例如,对于干旱逆境,研究植物的减水适应、机制及分子调节因子,发掘新型的抗旱素材等。
对于高盐逆境,研究植物吸收盐分的生理机制,如细胞离子平衡和NaCl转运,以及抗盐素材的发掘。
对于低温逆境,研究植物的冷适应机制及其分子生物学水平的了解等。
二、研究方法植物逆境生理生态学的研究方法主要包括分子生物学技术、生物化学技术及生理学技术等。
其中,分子生物学技术应用较为广泛,如PCR技术、蛋白质组学技术、基因芯片技术等,能够发现新型的适应策略和基因调控机制。
生物化学技术,如液相色谱技术、气相色谱技术等,能够定量研究生物化学指标的变化。
生理学技术如体液采集、测定指标等在逆境研究中也不可缺少。
此外,生态学中的大量样品和对环境的大量观测也是植物逆境生理生态学研究的重点内容。
三、研究进展1、分子机制近年来,研究人员发掘出大量在逆境条件下表达的调节蛋白,如CBL (calcineurinB-like protein)、MIP/MIPK。
同时,分子调控机制研究也在不断深入,如ABRE(ABA响应元件)的结构和作用机制很大程度上催化了ABA(abscisic acid, 脱落酸)的研究,并且对未来发掘新的抗旱素材起到了指导意义。
2、植物适应性对策根据以往的研究结果以及新的实验数据,植物的适应性对策可以分为内源性和外源性两种。
其中,内源性对策主要体现在植物调节物质的合成,如ABA、木糖醇及多糖等;而外源性对策主要体现在孢粉、蜡质及气孔等结构层面上,如更密集的气孔和更厚密的表皮层等。
植物逆境胁迫下的生理生化响应研究
植物逆境胁迫下的生理生化响应研究植物生长发育受到许多环境因素的影响,其中逆境胁迫是指外界环境因素对植物生长发育的不利影响,如干旱、高温、低温、盐碱、重金属污染等。
这些逆境因素一旦出现,植物的生长发育、物质代谢、生理反应等都会遭到不同程度的损害。
为了适应和应对逆境环境,植物进化出了一套完备的逆境胁迫响应机制,以保证自身生存和繁衍。
本文将围绕植物逆境胁迫下的生理生化响应研究,分别从逆境胁迫的信号识别与传递、抗逆调节物质的合成与调控、逆境诱导基因组学及蛋白质组学等几个方面展开论述。
逆境胁迫的信号识别与传递在植物逆境胁迫情况下,植物酶类和植物激素等信号分子会发生变化,从而诱导出许多生理生化响应。
如干旱环境下,植物会通过根系和叶片的水分状态来感知干旱,从而逐渐开启整个植物的干旱应答途径,通过逆境胁迫信号识别和传递,激活一系列胁迫反应途径。
其中,胁迫信号的识别与传递是逆境胁迫响应的起始阶段。
欧洲黑杨(Populus tremula)与奶油杨(Populus euphratica)是地球上广泛分布的极端条件下生长的阔叶树种,因其对盐碱、低温等逆境条件具有高度适应性而备受关注。
研究表明,这两种杨树在逆境胁迫下的生理生化响应有很大的区别,其中逆境信号的感知、传递及下游调控机制可能起到重要的作用。
Salinity-Induced Protein Phosphorylation Changes in the Halophyte Populus euphratica and the Related Glycophyte Populus tremula,该研究结果显示,盐碱胁迫下欧洲黑杨的蛋白质磷酸化水平增加并与逆境信号识别与传递相关蛋白出现不同程度的调控,而奶油杨则显示出不同的信号转导途径,特别是腺苷酸调节蛋白家族的调控可能在干旱逆境中发挥了重要的作用。
抗逆调节物质的合成与调控为了应对逆境环境,植物通常合成出一系列抗逆调节物质。
DNA甲基化与植物抗逆性研究进展
DNA甲基化与植物抗逆性研究进展一、本文概述随着生物学研究的深入,DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰方式,其在植物抗逆性中的作用日益受到关注。
本文旨在综述DNA 甲基化与植物抗逆性之间的研究进展,通过深入分析二者之间的关系,揭示DNA甲基化在植物适应环境压力、提高抗逆性方面的重要作用。
文章将从DNA甲基化的基本概念、调控机制入手,探讨其在植物抗逆性中的具体作用,以及如何通过调控DNA甲基化来增强植物的抗逆能力。
本文还将总结当前研究中存在的问题和挑战,展望未来的研究方向,以期为植物抗逆性的研究和实践提供有益的参考。
二、DNA甲基化的基本知识与机制DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰方式,主要发生在CpG二核苷酸上,其中C(胞嘧啶)被甲基化形成5-甲基胞嘧啶(5mC)。
在植物中,DNA甲基化主要发生在基因组的CG、CHG和CHH三种序列上下文中,其中H代表A、C或T。
这种修饰过程由DNA甲基转移酶(DNMTs)催化,它们能够识别特定的DNA序列,并将S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的甲基基团转移到C上。
在植物中,已经鉴定出多种DNMTs,包括METCMTs(如CMT2和CMT3)、DRMs(如DRM1和DRM2)等。
它们各自具有不同的功能域和底物特异性,从而实现对不同DNA序列上下文的甲基化修饰。
例如,MET1主要负责维持CG位点的甲基化,而CMTs则主要作用于CHG位点,DRMs则主要参与从头甲基化过程,即在没有甲基化的DNA上建立新的甲基化模式。
DNA甲基化在植物发育和逆境胁迫响应中发挥着重要作用。
一方面,DNA甲基化可以影响基因的表达,通过改变染色质的结构和转录因子的结合能力来调控基因转录。
另一方面,DNA甲基化也可以作为一种适应性机制,帮助植物应对各种逆境胁迫,如干旱、盐碱、冷害等。
在这些胁迫条件下,植物会通过改变DNA甲基化模式来调整基因表达,从而适应环境变化。
近年来,随着高通量测序技术的发展,越来越多的研究开始关注DNA甲基化在植物抗逆性中的作用。
植物农学中的抗逆性机制研究
植物农学中的抗逆性机制研究植物农学是研究植物生长、发育和产量形成的科学。
在不同的环境条件下,植物需要抵御各种逆境(如干旱、高温、盐碱等),以保证其生长和繁殖的顺利进行。
植物的抗逆性机制成为科学家们关注的焦点之一,研究植物抗逆机制有助于开发对抗逆境的农业技术和策略。
本文将探讨植物农学中的抗逆性机制研究的重要性以及相关的研究进展。
一、抗逆性机制研究的重要性环境逆境对植物生长、发育和产量形成产生极大的影响。
逆境条件下,植物必须应对各种生物、物理和化学的压力,以适应恶劣环境的要求。
抗逆性机制的研究有助于我们理解植物如何感知环境刺激并做出相应的反应。
了解植物的抗逆性机制不仅有助于培育抗逆性强的新品种,还可以指导农业生产中的抗逆措施和管理策略的制定。
二、植物抗逆性机制的研究进展1. 能量代谢和调控:植物在逆境条件下需要增加能量供应以维持生理机能的正常运转。
研究表明,植物通过调节光合作用和细胞呼吸等能量代谢途径来应对逆境。
此外,激素水平的调节以及DNA修复和蛋白质修复等机制也与植物的抗逆性密切相关。
2. 抗氧化系统:逆境条件下,植物会产生过多的活性氧自由基,导致细胞氧化损伤。
植物通过一系列抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、过氧化物酶)来清除自由基,维持细胞的氧化还原平衡。
研究人员还发现某些植物具有特殊的抗氧化系统和抗氧化物质,这些物质可以帮助植物在逆境条件下更好地适应。
3. 基因表达调控:逆境条件下,植物通过调控一系列基因的表达来适应环境的变化。
研究人员通过转录组学和蛋白质组学等技术手段,分析植物在逆境条件下的基因表达谱,并发现许多与逆境相关的基因和信号通路。
这些基因的调控对于植物的抗逆性具有重要意义。
4. 细胞膜的稳定性:细胞膜是植物细胞与环境之间的重要界面,也是植物对逆境的第一道防线。
研究发现,植物在逆境条件下通过调节细胞膜的脂质组成和蛋白质的表达来增强细胞膜的稳定性,从而有效减轻逆境带来的损伤。
5. 根系结构和功能:根系是植物吸收水分和养分的主要器官,也是植物与环境之间相互作用的重要界面。
激素与植物抗逆性论文
激素与植物抗逆性论文植物生理学研究与进展论文激素与植物抗逆性全文:随着现代生物技术的发展,人们对植物抗性的研究步入更深的层次,特别是在植物激素这一方面研究存有注重的贡献,例如脱落酸、乙烯、细胞分裂素、多胺等激素在激素抗御研究中倍受高度关注,这些激素在抵抗逆境(水分威逼、温度威逼、盐威逼等)方面的生理反应机制,目的就是为化往下压技术在生产上的运用提供更多理论基础,而且可以为培育甄选抗旱、抗寒、抗盐等植物优良品种提供更多参照和依据。
关键词:植物;植物激素;抗逆性一、植物的抗逆性植物受威逼后,一些被危害丧命,另一些的生理活动虽然受相同程度的影响,但它们可以存活下来。
如果长期生活在这种威逼环境中,通过自然选择,不利性状被留存下来,并不断加强,有利性状不断被出局。
这样,在植物长期的演化和适应环境过程中相同环境条件下生长的植物就可以构成对某些环境因子的适应能力,即为能够实行相同的方式回去抵抗各种威逼因子。
植物对各种威逼(或表示逆境)因子的抵御能力,称作抗逆性(stressresistance)。
主要包含抗寒,抗旱,抗盐,抗炎病虫害等。
古代时,我国的劳动人民在农业上就开始认识和利用植物的优良的抗逆性。
《齐民要术》中记载要把作物的抗旱性,抗涝性和抗虫性等作为评价和选择种子品种优劣的标准。
并对八十六种物粟的抗逆性特点进行了明确的指出。
成为我国传统农业在品种选育上的一个重要标准。
现代社会,科研工作者从多方面例如营养元素、基因工程、物理技术、植物激素等对植物的抗逆性惊醒了研究,并取得了辉煌的成果。
二、植物激素与抗逆性关系(一)、脱落酸(aba)与植物抗逆性关系脱落酸(aba)就是20世纪60年代最初指出它就是一种生长遏制物质.对种子(果实)的发育、明朗,植物和种子休眠,器官开裂等起关键促进作用。
随着研究的不断深入.辨认出aba在植物旱情、低盐、低温和病虫害等逆境威逼反应巾起至关键促进作用。
逆境下,植物启动脱落酸制备系统,制备大量的脱落酸,推动气孔停用,遏制气孔对外开放。
00植物抗逆境的分子生物学研究进展_综述_
安徽农业大学学报,2000,27(2):204~208Journal of A nhui A gricultural U niversity植物抗逆境的分子生物学研究进展(综述)①韦朝领,袁家明(安徽农业大学农学系,合肥230036)摘 要:本文就国内外有关植物抗逆境的分子生物学研究作一概述。
主要介绍植物在温度、水分和盐逆境下产生的诱导物质(如蛋白等),以及控制其基因的特征、表达和调控的研究现状。
并提出和讨论了有关该领域有待进一步探讨的问题。
关键词:植物抗逆境;诱导蛋白;基因 中图分类号:Q945文献标识码:A文章编号:100022197(2000)022*******自然界中,植物生长在开放的系统中,经常遇到恶劣环境的影响,主要有强光、高温、干旱、水涝和高盐等逆境的胁迫。
人们就逆境对植物影响的认识和研究,首先是从表观生理指标的一般性描述开始的,其次为植物在各种逆境下产生的生理生化、生态变化和生理调节机制,最后发展到分子水平,进一步探讨植物对不同逆境的感应、信号传导、基因表达与调控、蛋白质组装和细胞膜功能获得。
这些为更深入了解植物对不同逆境响应的分子机理和研究人工调控的生物技术等方面展示出良好的前景。
为了对其有个基础、全面的认识,本文针对植物逆境诱导蛋白、基因及其表达调控作一综述。
1 植物逆境诱导蛋白111 温度诱导蛋白11111 抗冻蛋白 抗冻蛋白(autifreeze p ro teins,A FP s)是一种抑制冰晶生长的蛋白质,能以非依数形式降低水溶液的冰点。
它是直接和冰晶的形式相互作用的蛋白质。
A FP s从本世纪60年代被发现以后,先后引起许多研究者的兴趣。
最早,A FP s是从两极冰河中的鱼类血液中发现的。
它从结构上可分成四种类型:即抗冻糖蛋白(A FGP3), 型抗冻蛋白(A FP ), 型抗冻蛋白(A FP ), 型抗冻蛋白(A FP )。
A FGP s主要由三肽糖单体串联重复而成,分子量一般在215~3317KD之间。
植物对逆境的响应机制研究进展
下, 根皮层细胞常发生程序性死亡 , 并生成通气组织 , 空
气由叶片气孔或茎部皮孔进入, 沿着通气组织输送到根 部 。另外, 根皮层细胞液泡化 、 细胞壁微纤丝断裂 重
张亚军等 : 物对逆境 的响应机制研究进展 植
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的总叶面积以保证单位叶面积的光合作用维持在一定的
水平 , 是植物适应土壤水分减少的一种重要方式” 。徐
干旱条件下, 植株 自身累积 A A的能力与其生物产量呈 B 显著相关 , 说明植物 自身积累的 A A在一定程度上 B
呈祥等研究发现 : 长期的盐胁迫会使芦荟 的叶片长、 、 宽 厚( 特别是贮水组织 的厚度) 和质量显著减小 。也有
接, 使中皮层细胞中央贯通而形成大的通气腔, 从而缓解 低氧的危害; 同时周围仍有细胞质流, 不影响离子 的吸收
和运 输 。
态 Pt u 能提高小麦抗渗透胁迫的能力 。在盐胁迫条 件下, 植物也通过积累较高含量的多胺来响应这种渗透
胁迫 。迅速积累的多胺增强 了叶片抗氧化酶的活性 , 促进 了植物在盐胁迫下的光合作用 , 对玉米盐 害起到了
氧化酶 系统 、 离子等生理 生化反应, 钙 以及蛋 白及基因方面对逆境响应的研究进展 。提 出今后 应集 中于植 物对 多种 逆境 的交
叉 适 应研 究 。
关键词 : 逆境; 形态结构 ; 生理生化反应 ; 白; 因 蛋 基 中图分类号 :31 文献标识码 : 文章编号:0 1— 5 12 1 )9一 OO一 6 s1 A 10 88 (0 1 0 O6 0
比例达 整株 的 9% 。 0
12871460_忍冬属植物抗逆性及园林应用研究进展
全世界的忍冬属(Lonicera Linn.)植物约有200种,分布于欧洲、北美洲、亚洲和非洲的温带和亚热带地区。
我国有98种,广泛分布于全国各地,以西南部种类最多[1]。
该属多为落叶(或常绿)灌木或藤本植物,少有乔木,大多花色迷人,叶色秀丽,气味清香,是花、果、叶俱优的观赏植物。
此外,该属植物根系发达,耐旱、耐瘠薄并有一定的耐盐碱能力,部分种还具有富集重金属离子、滞尘抑菌的作用,极具开发利用价值[2,3]。
目前,已有很多人进行了相应研究。
作者通过查阅大量文献和实地调查,对忍冬属植物抗逆性和园林应用方面的研究进展进行综述,旨在为该属植物种质创新和更广泛的园林应用提供参考依据。
1忍冬属植物的抗逆性忍冬属植物资源丰富,分布范围广,具有众多抗逆特性,对其抗性生理的研究多集中于抗旱、耐瘠薄、抗寒、耐盐等方面,抗重金属毒害方面也有相关研究。
1.1抗旱性在影响植物生长发育的诸多生态因子中,水分亏缺影响最为重要,超过其他胁迫因子之和[4]。
当植物长期受到水分胁迫时,叶片的形态结构会发生一定的变化。
王建伟等[5]研究表明,随着土壤含水量的降低,金银花的叶面积降低,而叶绿素a 、叶绿素b 、类胡萝卜素、叶绿素总量、比叶重都升高,金银花通过减小叶面积,增加叶绿素含量、加大比叶重来保持一定的碳积累以便适应土壤干旱胁迫。
彭素琴等[6]采用土胡爱双1,王文成1*,孙宇1,郭艳超1,李海山2,杨雅华1(1.河北省农林科学院滨海农业研究所,唐山市植物耐盐研究重点实验室,河北唐山063299;2.河北省农林科学院,河北石家庄050051)摘要:忍冬属植物花、果、叶俱优,观赏价值高,具有多种抗逆特性。
详述了忍冬属植物在抗旱、耐瘠薄、抗寒、耐盐及抗重金属方面的研究进展,总结了提高其抗逆性的途径和方法,探讨了其观赏特性及园林应用方式,可为其种质创新和园林应用提供参考。
关键词:忍冬属;抗逆性;园林应用;研究进展中图分类号:S688文献标识码:A 文章编号:1008-1631(2016)05-0031-05收稿日期:2016-04-14基金项目:唐山市社会发展科研计划项目(16130203A )作者简介:胡爱双(1986-),女,河北饶阳人,研究实习员,硕士,主要从事园林植物逆境生理生态及育种研究。
植物抗逆性研究进展
在 少 雨地 区 , 植物 经 常经 历干 旱环 境 的胁迫 , 它 对干 旱 信 号 的最 先 反应是 调整 气 孔开 度 , 防 止水 分散 失 。 在干 旱 情 况下 , 植物会主动积累一些渗透调节物质 , 来 维 持 渗 透 平 衡, 保 护细 胞 结 构阍 。 脯 氨 酸 在 干旱 胁 迫 条件 下也发 挥 重 要 作用 , 其 疏 水 端 可与 蛋 白质 结合 , 亲 水端 与 水 分 子结 合 , 从 而 使 蛋 白 质束 缚 更 多 的水 , 防 止细 胞 脱 水变 性 【 圳 。 甜 菜 碱 等 小 分 子 有机 化 合 物 也具 有 良好 的亲 水性 , 由于 具 有较 强 的
Abs t r a c t I n t h e e v o l u t i o n a r y p r o c e s s, p l a n t wo u l d p r o d uc e a c e r t a i n d e f e i r s e me c h a n i s m f o r t h e e x t e r na l a d v e r s e e n v i r o nme n t .Th e p l a n t r e s i s t a n c e me c h a n i s m or f s a l t , dr o u g h t a n d c o l d wa s r e p r e s e n t e d, t h e r o l e o f p r li a n e a n d s a l i c y l i c a c i d i n p l a n t r e s i s t a n c e we r e i n t r o d uc e d, a n d t h e
植物抗逆性
植物抗逆性姓名:班级:学号:摘要:随着现代生物技术和基因工程的发展,人们对植物抗性的研究逐渐转入基因层面,现在已能够将多种抗植物病虫害的基因转入目的植物中,但日益引起关注的生物安全性问题也是不容忽视的。
在这种情况下,发掘植物自身抗性资源便显得越来越重要。
关键词:植物;抗逆性;基因根据达尔文“适者生存”的进化规律。
凡是地球上现存的植物都是长期自然选择的结果,不同环境条件下生长的植物有利性状被保留下来,并不断加强,不利性状不断被淘汰,就会形成对某些环境胁迫因子的抵御能力,表现为抗逆性。
如植物的抗虫性,抗旱性等。
一.植物抗逆性的利用1. 植物抗逆性与农业生产早在中国的古代,农耕工作者们就开始认识和利用植物的优良的抗逆性。
《齐民要术》中记载要把作物的抗旱性,抗涝性和抗虫性等作为评价和选择种子品种优劣的标准。
并对八十六种物粟的抗逆性特点进行了明确的指出。
成为我国传统农业在品种选育上的一个重要标准。
时至今日,研究和利用植物的抗逆性意义更是重大之至。
化肥、杀虫剂等大量化学试剂的使用,造成了环境的污染破坏,人们利用生物工程技术选择性利用植物自身的抗虫品种而得到优质高产的品系。
减少或杜绝了杀虫剂的使用,降低了生产成本和减少了环境污染,对虫害获得持久的仿效,而且不需要入则的技术即可达到防治目的。
这是抗性研究而以长期坚持并取得实质性进展的关键所在。
如利用植物的次生性物质在植物抗性中起着非常重要的作用,可作为毒素而直接作用于昆虫,如生氰糖苷,作为阻食剂会影响昆虫对食物的利用;又如酚类物质能阻碍昆虫的消化;作为生长调节剂能影响昆虫的变态发育。
通过转基因技术,将编码这些抗性的特异基因进行克隆转移到其它植物细胞中,转录出相应的蛋白产物。
起到抗性的作用。
2.植物抗逆性与环境在对佛山市不同污染点30种绿化植物的叶面积、FV/Fm、叶片细胞膜渗漏率及光和色素含量相对清洁对照点华南植物园的差异。
结果显示,大气污染条件下,绿化植物叶片的生长收到限制。
独脚金内酯合成路径及抗逆性研究进展
独脚金内酯合成路径及抗逆性研究进展独脚金内酯(abscisic acid, ABA)是植物体内一种重要的激素,对植物的生长、发育、抗逆等起到重要调控作用。
独脚金内酯的合成路径及其抗逆性研究是植物生理学中的重要研究方向,本文将对其合成路径及抗逆性研究进展进行总结和介绍。
独脚金内酯的合成路径可以分为两个主要步骤:脱氧脱酸和羟化。
脱氧脱酸是独脚金合成的关键步骤,该过程主要由二位不饱和脱氧脱酸酶(xanthoxin dehydrogenase, ABA2)催化,将尾羟基细胞酸(xanthoxin)转化为脱氧脱酸。
而羟化则是由独脚金醇羟化酶(abscisic acid aldehyde oxidase, AAO)在脱氧脱酸的基础上将其转化为独脚金内酯。
目前已经在分子水平上研究了这两个步骤的相关基因和酶,从而揭示了独脚金内酯的合成机制。
独脚金内酯的抗逆性研究也是当前热点领域之一。
独脚金内酯可以调控植物对干旱、高温和盐碱等逆境的响应,从而提高植物的逆境适应能力。
研究表明,独脚金内酯可以通过调节植物的气孔开闭以及调控抗氧化酶的活性等多种途径来提高植物的抗逆能力。
研究还发现,独脚金内酯还可以通过与其他激素的相互作用来调控植物的抗逆性,如与生长素(auxin)、赤霉素(gibberellin)等的相互作用。
近年来研究者还通过转基因技术等手段来提高植物中独脚金内酯的含量,从而增强植物的抗逆能力。
独脚金内酯的合成路径及抗逆性研究进展已经取得了很大的进展。
研究发现了独脚金内酯合成的关键酶和基因,揭示了其合成的分子机制。
独脚金内酯的抗逆性研究不仅拓展了我们对于植物逆境适应的认识,也为提高植物的抗逆能力提供了新的思路和方法。
目前对于独脚金内酯合成的详细机制以及其与其他激素的相互作用等方面还存在许多未解之谜,这也为未来的研究提供了巨大的潜力。
植物逆境适应与抗逆基因的研究
植物逆境适应与抗逆基因的研究植物作为生态系统的基础,常常面临各种逆境环境的挑战,如干旱、高温、盐碱等。
为了适应这些逆境,植物通过进化形成了一系列的适应机制,并逐渐产生了抗逆基因来应对外界环境的改变。
本文将就植物逆境适应与抗逆基因的研究进行探讨。
一、植物逆境适应的机制1. 渗透调节在干旱和高盐环境下,植物常常会经历细胞内外水势的失衡。
为了维持细胞内稳定的渗透压,植物通过调节内外水分的含量,维持细胞内正常水势。
同时,植物还可以合成并积累一些有利于渗透调节的物质,如脯氨酸、脑酰胺等。
2. 抗氧化防御逆境环境常常会引起植物内源性和外源性氧化反应的增加,导致细胞膜结构的破坏和氧化物的积累。
为了应对氧化应激,植物通过合成和积累一系列的抗氧化酶酶系统,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等,来清除细胞内过多的活性氧。
3. 能量再分配在逆境环境下,植物常常需要在生长和抗逆之间进行平衡。
植物通过能源的再分配来实现这一平衡,如减少对光合产物的消耗,将更多的能量和物质分配到抗逆相关的生理过程上,如合成和积累耐逆蛋白、有机酸等。
二、抗逆基因研究的现状为了更好地了解植物抗逆的机制,研究人员对抗逆基因进行了深入的研究。
通过对不同植物品种、转基因植物和突变体的分析,已经鉴定出了大量的抗逆基因。
这些基因主要参与了渗透调节、抗氧化防御、能量再分配等逆境适应机制。
1. 渗透调节相关基因进化研究表明,植物在逆境环境下的渗透调节能力与其适应性密切相关。
一些渗透调节相关基因的突变体研究发现,这些基因在植物的逆境适应过程中起到了重要的作用。
例如,SOS1基因参与了植物对高盐逆境的适应。
2. 抗氧化防御相关基因植物的抗氧化防御系统在逆境环境中起到了至关重要的作用。
研究发现,一些抗氧化相关基因的表达量在逆境胁迫下显著增加。
其中,抗氧化酶相关基因CAT、POD、SOD等被广泛研究,并发现它们在逆境下的表达量的增加可以提高植物的抗逆能力。
3. 能量再分配相关基因能量再分配在植物的逆境适应过程中起到了重要的调节作用。
植物抗逆基因与抗逆性状的研究
植物抗逆基因与抗逆性状的研究植物的抗逆性状是指植物在环境压力下的稳定生长和发育能力。
这些环境压力可以是气候变化、干旱、盐碱、病虫害、重金属等。
对于植物来说,这些压力因素都会给生长和发育带来影响和破坏。
因此,研究植物的抗逆基因和抗逆性状,对于提高农作物的生产力和防治环境污染具有重要意义。
一、植物抗逆基因的研究抗逆基因是指在环境压力下,植物受到诱导而表达的基因。
在植物体内,这些抗逆基因可以调控一系列的信号转导通路,以达到抵御外界环境压力的作用。
通过研究这些抗逆基因的功能和调控机制,有利于深入了解植物抗逆性状的形成与调控。
目前,许多研究团队正在通过基因突变、转基因和RNA干扰等技术手段来研究植物的抗逆基因。
例如,针对植物对于干旱胁迫的适应性,研究人员发现了许多基因与其相关。
如DREB/CBF基因家族调节植物对寒冷和干旱的胁迫反应。
另外,利用直接测序、表达谱分析等技术方法,可以得到植物在不同环境胁迫下的基因表达模式,从而筛选出关键抗逆基因,为植物育种提供有力支持。
二、植物抗逆性状的研究植物抗逆性状是综合性的性状,包括植株生长、发育、形态和亲和力等方面。
特别是在极端环境条件下,例如水分、盐分等因素的极端胁迫,植物必须具备一定的生理与生态适应能力,才能维持其生长发育。
植物抗逆性状与环境适应性息息相关,通过优化植物的形态、生理、代谢等方面进行反应和适应。
例如,在干旱区域,植物通过调节根系生长和分布,以提高植株吸水能力。
在盐碱地区,植物则通过提高叶片中离子调控有效性,以增加盐分的转换和排泄效率。
因此,研究抗逆性状不仅包括单个基因的研究,还需要综合考虑多个环节的协作作用。
综合利用分子遗传学、细胞生物学、生态学、生理学等技术,可以深入了解植物的抗逆性状调控机制,为植物遗传育种提供新思路并优化农业生产。
三、植物抗逆基因和抗逆性状的应用前景研究抗逆性状和抗逆基因的意义不仅在于深入了解植物的生命活动过程,更为重要的是,应用前景广泛。
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膜脂碳链越短,不饱和脂肪酸越多 固化温度越低 抗冷性越强。 膜脂碳链越短 不饱和脂肪酸越多,固化温度越低 抗冷性越强。 不饱和脂肪酸越多 固化温度越低,抗冷性越强 杨树、苹果等进入越冬期,树皮抗冻性增强时 树皮抗冻性增强时, 磷脂与抗冻性 杨树、苹果等进入越冬期 树皮抗冻性增强时 膜脂中磷脂(磷脂酰胆碱等)含量显著增高。 膜脂中磷脂(磷脂酰胆碱等)含量显著增高。 糖脂(单半乳糖二甘油脂等)含量低, 糖脂与抗盐性 糖脂(单半乳糖二甘油脂等)含量低,抗盐 性增强。 性增强。 小麦抗旱性强的品种在灌浆期干旱时, 饱和脂肪酸与抗旱力 小麦抗旱性强的品种在灌浆期干旱时, 叶表皮细胞的饱和脂肪酸较多。 叶表皮细胞的饱和脂肪酸较多。 低温下,膜蛋白与磷脂结合能力下降, 膜蛋白与抗寒性 低温下,膜蛋白与磷脂结合能力下降,磷 脂游离,膜解体,组织死亡。 脂游离,膜解体,组织死亡。
高温 低温
膜脂相变: 膜脂相变:
液相
液晶相
凝胶相
导致原生质流动停止, 膜结合酶活性降低,透性增大, 导致原生质流动停止 , 膜结合酶活性降低 , 透性增大 , 物质交换平衡破坏,代谢紊乱 有毒物质积累,细胞受损。 物质交换平衡破坏 代谢紊乱,有毒物质积累,细胞受损。 代谢紊乱 有毒物质积累
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24植物抗逆生理研究进展
逆境种类
理 化 因 素
3
24植物抗逆生理研究进展
物理胁迫 干旱 温度 辐射 水淹 机械 电磁 风
化学胁迫 有机异构化学药品 无机营养物 大气污染 杀虫剂 毒素 盐 土壤溶液pH 土壤溶液pH
生物胁迫 竞 争 异株克生 缺乏共生 病 害
昆 虫 人类活动
(引自Hale Ocutt,1987) 物抗逆生理研究进展
内容
• • • 植物遭受逆境类型 逆境对植物的伤害 植物对逆境的适应
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24植物抗逆生理研究进展
一、逆境的概念及类型 逆境的概念及类型
逆境(stress)是自然界中作物(植物)所需要的某种物理的、化 是自然界中作物(植物)所需要的某种物理的、 逆境 是自然界中作物 学的或生物的环境因子发生亏缺或超过其本身所需的正常需 要水平而对植物的生理 对植物的生理、 要水平而 对植物的生理 、 生长发育及生物化学过程产生危害 的环境因子总称。 的环境因子总称。 生 物 因 素
24植物抗逆生理研究进展
植物对逆境的适应
• • • • • 生物膜与抗逆性 逆境蛋白与抗逆性 活性氧与抗逆性 渗透调节与抗逆性 内源激素与抗逆性
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24植物抗逆生理研究进展
生物膜与抗逆性
细胞膜在植物的逆境生理中起着重要作用。 细胞膜在植物的逆境生理中起着重要作用 。 外界环境 通过影响膜的组分、结构,使膜上电解质、 通过影响膜的组分、结构,使膜上电解质、电离梯度以及 载体的种类和作用都发生了变化, 载体的种类和作用都发生了变化,从而对细胞内部代谢也 产生极大影响。因此,多种植物抗逆性的基础, 产生极大影响。因此,多种植物抗逆性的基础,是与保护 膜的完整性、功能性分不开的。 膜的完整性、功能性分不开的。
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24植物抗逆生理研究进展
逆境蛋白与抗逆性
在逆境胁迫下,体内正常的蛋白质合成被抑制, 在逆境胁迫下,体内正常的蛋白质合成被抑制,但同时 也有若干新的蛋白产生。 也有若干新的蛋白产生。这些蛋白的生成往往提示新的功 能的产生。 能的产生。
热激蛋白Hsp 热激蛋白 低温诱导蛋白 渗调蛋白 病程相关蛋白( ) 病程相关蛋白(PR) 其它逆境蛋白
Fig. 1. Changes in diffusible IAA (A) and 3H-IAA transport capacity in stems (B) of pea plants grown in nutrient solution10 with (+B) or without (-B) boron supply. Symbols represent mean and error bars SD of 3 replicates.
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24植物抗逆生理研究进展
4. 病程相关蛋白(PRS) 病程相关蛋白( ) 植物受到病原菌侵染后合成的一种或多种蛋白质。 植物受到病原菌侵染后合成的一种或多种蛋白质。PRS在植 在植 物体内的积累与植物局部诱导抗性或系统诱导抗性有关。 物体内的积累与植物局部诱导抗性或系统诱导抗性有关。 5. 其它逆境蛋白 缺氧环境下产生厌氧蛋白 ; 紫外线照射会产生紫外线诱导 缺氧环境下产生 厌氧蛋白; 紫外线照射会产生 紫外线诱导 厌氧蛋白 化学试剂诱导蛋白。 蛋白;施用化学试剂会产生化学试剂诱导蛋白 蛋白 ; 施用化学试剂会产生 化学试剂诱导蛋白 。 如淹水产生的 厌氧蛋白中有一些是糖酵解酶或糖代谢酶,能催化产生ATP供 厌氧蛋白中有一些是糖酵解酶或糖代谢酶 , 能催化产生 供 植物需要,调节碳代谢,避免酸中毒。 重金属结合蛋白(MIT) 植物需要, 调节碳代谢, 避免酸中毒。 重金属结合蛋白 往往是某些植物具有较高重金属耐受力的原因。主要是与Cu + 往往是某些植物具有较高重金属耐受力的原因。主要是与 2+ + 结合。它们在结构上都具有丰富的半胱氨残基, 半胱氨残基 或Cd2+结合。它们在结构上都具有丰富的半胱氨残基,可能通 的巯基与金属离子螯合, 过Cys的巯基与金属离子螯合,降低细胞内可扩散的金属离子浓 的巯基与金属离子螯合 如在小黑麦中发现的分子量为3.1KD的镉结合蛋白等。 的镉结合蛋白等。 度。如在小黑麦中发现的分子量为 的镉结合蛋白等
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24植物抗逆生理研究进展
2. 低温诱导蛋白 植物经一段时间的低温处理后诱导合成的一些 特异性的新蛋白质。如同工蛋白、抗冻蛋白等。 特异性的新蛋白质。如同工蛋白、抗冻蛋白等。抗冻 蛋白(AFP)则被认为是存在于好多种植物的低温诱导 蛋白 则被认为是存在于好多种植物的低温诱导 蛋白。但深入研究可以发现, 蛋白。但深入研究可以发现,植物中还有很多特有蛋 具有某种特异性,不能完全归属某一类蛋白。 白,具有某种特异性,不能完全归属某一类蛋白。 这类蛋白多数是高度亲水的 其大量表达具有减 这类蛋白多数是高度亲水的,其大量表达 具有减 高度亲水 少细胞失水和防止细胞脱水的作用, 少细胞失水和防止细胞脱水的作用,减少冻溶过程对 类囊体膜的伤害等。 类囊体膜的伤害等。
生化的 抗性来自???? 抗性来自????
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24植物抗逆生理研究进展
抗逆性
耐逆性
避逆性
耐胁变性
避胁变性
胁变可逆性
胁变修复性 性
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24植物抗逆生理研究进展
Table 1. Increase in length of lateral buds (mm) at the second node of pea plants after B starvation. Values represent mean SD of 15 replicates
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24植物抗逆生理研究进展
3. 渗调蛋白 干旱或盐渍下诱导的一些逆境蛋白。 干旱或盐渍下诱导的一些逆境蛋白 。 它的产生有 利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水, 利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水 , 有助于提高 植物对盐和干旱胁迫的抗性。 植物对盐和干旱胁迫的抗性。 耐盐蛋白己发现其在整体植株、 耐盐蛋白己发现其在整体植株 、 悬浮培养和愈伤 组织细胞中均有存在。Bresson把等电点 把等电点> 26KD KD耐 组织细胞中均有存在。Bresson把等电点>8.2的26KD耐 盐蛋白命名为渗透蛋白(osmotin) (osmotin)。 盐蛋白命名为渗透蛋白(osmotin)。因其积累总是伴随 渗透调节过程的开始。外源ABA也能诱导26KD耐盐蛋白 ABA也能诱导26KD 渗透调节过程的开始。外源ABA也能诱导26KD耐盐蛋白 的积累。 的积累。
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24植物抗逆生理研究进展
植物对逆境的适应
抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和忍耐能力。 :植物对逆境抵抗和忍耐能力。 抗逆性
抗性的方式
避逆性,也叫逆境逃避(stress avoidance):指由于植物通过 避逆性,也叫逆境逃避 逆境逃避 : 各种方式摒拒逆境的影响,不利因素并未进入组织, 各种方式摒拒逆境的影响 , 不利因素并未进入组织, 故组 织本身通常不会产生相应的反应。 物理的 织本身通常不会产生相应的反应。--物理的 耐逆性,也叫逆境忍耐(stress tolerance) :指植物组织虽经 耐逆性,也叫逆境忍耐 逆境忍耐 受逆境对它的影响,但它可通过代谢反应阻止、 受逆境对它的影响 , 但它可通过代谢反应阻止 、 降低或者 修复由逆境造成的伤害, 使其仍保持正常的生理活动。 修复由逆境造成的伤害 , 使其仍保持正常的生理活动 。 --
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(二) 逆境对植物生理代谢的影响
1.细胞膜透性增大膜系统破坏,内含物外渗;膜结合酶活性 细胞膜透性增大膜系统破坏,内含物外渗; 膜系统破坏 紊乱,各种代谢无序。 紊乱,各种代谢无序。 2.水分平衡丧失:植物的吸水量降低,蒸腾量减少,但蒸腾 水分平衡丧失:植物的吸水量降低,蒸腾量减少, 仍大于吸水,植物萎蔫。 仍大于吸水,植物萎蔫。 3.光合速率下降:气孔关闭,叶绿体受伤,光合酶失活、变性。 光合速率下降:气孔关闭,叶绿体受伤,光合酶失活、变性。 4.呼吸速率变化:呼吸下降 — 冻、热、盐、涝害 呼吸速率变化: 呼吸先上升再下降 — 冷、旱害 病害、 呼吸明显升高 — 病害、伤害 5.物质代谢变化:合成酶活性下降,水解酶活性增强。淀粉、蛋白质 物质代谢变化:合成酶活性下降,水解酶活性增强。淀粉、 等大分子化合物降解为可溶性糖、肽及氨基酸等。 等大分子化合物降解为可溶性糖、肽及氨基酸等。
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活性氧与抗逆性
活性氧:指性质极为活泼、 活性氧 : 指性质极为活泼 、 氧化能力很强 的含氧物的总称。如超氧阴离子自由基 羟基自由基( (O2·-)、羟基自由基(·OH)、过氧化氢 ) 脂过氧化物( ( H2O2 ) 、 脂过氧化物 ( ROO·) 和单线 ) 态(1O2)。 ) Molecules like hydrogen peroxide Ions like hypochlorite ions Radicals like hydroxyl radical-Most radicalreactive The superoxide anion which is both radical as well as ion