第23讲植讲义物的抗性生理
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《植物的抗性生理》PPT课件
叶绿体、线粒体和内膜系统。
• 目前已发现几十种热激蛋白，属于5个蛋白质家族。
近来发现其中很大一部分为监护蛋白(Chaperone， Cpn)，是一种辅助蛋白分子，主要参与生物体内 新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白 的复性和降解。
13
Heat Shock Cognate Protein
除热激外,正常生活的细胞中也有HSPs , 这类HSPs 是组成型表达的,称为HSC (heat shock cognate protein) 。HSC 和诱导型HSP 在结构和功能上都很难区分, 统称HSP。
36
抗冻蛋白的分离和特性鉴定
自1992 年加拿大Griffith第一次从冬黑麦中获得植物AFP 以 来, 已先后从冬大麦、小麦、燕麦、沙冬青和胡萝卜等质 外体中获得AFP (antifreeze proteins,AFPs) 。
• AFP 在体外水溶液中均表现出典型的热滞效应(降低冰点) 和重结晶抑制活性。AFP 主要通过重结晶抑制作用来避免 冰晶体对细胞组织的伤害。
33
• BiP 在所有植物中含量丰富,受热激诱导不明 显,主要受营养(葡萄糖饥饿) 调节,和内质网 上的束缚核糖体合成蛋白质有密切关系,可 能参与种子贮藏蛋白的合成。
34
4）在植物减数中的作用
• 玉米受精时对热敏感,高温时导致减产,部分 原因可能是成熟花粉不能合成HSPs。
• 玉米花粉的热敏感性可能是从单核到双核 花粉粒的转变开始,合成HSPs 的能力逐渐下 降,花粉成熟时完全丧失。从单核到双核花 粉粒的转变是花粉发育的一个重要阶段,其 特征是“早期”花粉基因表达关闭,“晚期” 花粉基因开始表达。
39
植物抗冻蛋白的 基因工程
1998 年10 月英国York 大学的Dawn Worrall 等发表了胡萝卜AFP 及其基因的
• 目前已发现几十种热激蛋白，属于5个蛋白质家族。
近来发现其中很大一部分为监护蛋白(Chaperone， Cpn)，是一种辅助蛋白分子，主要参与生物体内 新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白 的复性和降解。
13
Heat Shock Cognate Protein
除热激外,正常生活的细胞中也有HSPs , 这类HSPs 是组成型表达的,称为HSC (heat shock cognate protein) 。HSC 和诱导型HSP 在结构和功能上都很难区分, 统称HSP。
36
抗冻蛋白的分离和特性鉴定
自1992 年加拿大Griffith第一次从冬黑麦中获得植物AFP 以 来, 已先后从冬大麦、小麦、燕麦、沙冬青和胡萝卜等质 外体中获得AFP (antifreeze proteins,AFPs) 。
• AFP 在体外水溶液中均表现出典型的热滞效应(降低冰点) 和重结晶抑制活性。AFP 主要通过重结晶抑制作用来避免 冰晶体对细胞组织的伤害。
33
• BiP 在所有植物中含量丰富,受热激诱导不明 显,主要受营养(葡萄糖饥饿) 调节,和内质网 上的束缚核糖体合成蛋白质有密切关系,可 能参与种子贮藏蛋白的合成。
34
4）在植物减数中的作用
• 玉米受精时对热敏感,高温时导致减产,部分 原因可能是成熟花粉不能合成HSPs。
• 玉米花粉的热敏感性可能是从单核到双核 花粉粒的转变开始,合成HSPs 的能力逐渐下 降,花粉成熟时完全丧失。从单核到双核花 粉粒的转变是花粉发育的一个重要阶段,其 特征是“早期”花粉基因表达关闭,“晚期” 花粉基因开始表达。
39
植物抗冻蛋白的 基因工程
1998 年10 月英国York 大学的Dawn Worrall 等发表了胡萝卜AFP 及其基因的
植物的抗性生理
（六）锻炼、交叉适应与ABA
植物的抗逆性是植物对不良环境 的一种适应性反应, 所以任何植 物所表现的抗逆性都不是突然形 成的, 而是对不良环境逐步适应 的结果。植物对其生长发育不良 环境的逐步适应过程称为锻炼 (hardening)。
植物处于一种逆境锻炼下，能提 高植物对另外一些逆境的抵抗能 力，植物这种与不良环境反应之 间的相互适应作用，叫做植物中 的交叉适应。
由于植物不能改变施加于 它的环境胁迫, 而只能通过在环 境胁迫和它们所要作用的活体 之间在时间或空间上建立某种 屏障以阻止或减少胁迫进入植 物体内, 最终减轻植物所实际承 受的胁迫强度而减轻其伤害, 这 种抗逆性称之为避逆性。
耐逆性 (stress tolerance)
在另外一些情形下, 尽管胁迫能进入植物体 内, 但植物能通过某些 生理生化机制来减轻或 消除胁迫引起的伤害, 最终形成对环境胁迫的 抵抗能力，这种抗逆性 称为耐逆性。
巨天轮柱
腺牧豆树
黑云杉
植物在逆境胁迫与适应过程中的共有事件
生物膜 胁迫蛋白 活性氧 (ROS) 渗透调节 脱落酸 锻炼与交叉适应
（一）生物膜作为环境胁迫信号的主要感受部位 1、膜受体作为直接的感受器
受体的类型：
G蛋白连接受体
类受体蛋白激酶 离子通道连接受体
2、膜的动力学特性（流动性）作为环境信号 感受的一个重要机制
（一）胞质环流的减慢和停止
当一个正在进行原生质环流的冷敏植物细胞或 组织被转移到零上低温时，在几分钟内，就可 观察到原生质环流速度的急剧下降或停止，这 是所观察到的低温对植物细胞最早期的影响之 一。
低温对原生质环流的抑制是由于低温导致 细胞膜脱极化，使Ca2+开放，胞外Ca2+进入胞 内而导致Ca2+浓度上升，最终使微管和微丝解 聚，造成原生质环流的停止。另外，冷胁迫对 原生质流的影响可能还与呼吸失调相关，因为 原生质的流动依赖于呼吸能量的利用。
植物生理学：植物的抗性生理
usually reed level of
resistance acquired by a process of selection over many
generations. Unfortunately, the term adaptation is
The concept of stress is intimately associated with that of stress tolerance, which is the plant’s fitness to cope with an unfavorable environment. In the literature the term
干旱 盐碱化
洪涝 沙漠化
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
（一）几个概念
逆境（stress） ：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。 如：干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污 染、病虫害等。
抗性（hardiness）：对不良环境的适应性和抵抗力。 抗性生理（hardiness physiology）：就是研究不良 环境对植物生命活 动的影响，以及植物对不良环境的 抗御能力。
If tolerance increases as a result of exposure to prior stress, the plant is said to be acclimated (or hardened). Acclimation can be distinguished from adaptation, which
may not be stressful for another. For example, pea (Pisum sativum) and soybean (Glycine max) grow best at about
resistance acquired by a process of selection over many
generations. Unfortunately, the term adaptation is
The concept of stress is intimately associated with that of stress tolerance, which is the plant’s fitness to cope with an unfavorable environment. In the literature the term
干旱 盐碱化
洪涝 沙漠化
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
（一）几个概念
逆境（stress） ：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。 如：干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污 染、病虫害等。
抗性（hardiness）：对不良环境的适应性和抵抗力。 抗性生理（hardiness physiology）：就是研究不良 环境对植物生命活 动的影响，以及植物对不良环境的 抗御能力。
If tolerance increases as a result of exposure to prior stress, the plant is said to be acclimated (or hardened). Acclimation can be distinguished from adaptation, which
may not be stressful for another. For example, pea (Pisum sativum) and soybean (Glycine max) grow best at about
植物的抗性生理
境条件(逆境)的抗御能力。 植物的抗性生理是研究植物在逆 境胁迫下的伤害机制及其抗逆性的学 科。
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
原生质环流
光合作用 呼吸作用 膜损伤：细胞内物质的渗漏 细胞内有毒物质的积累 蛋白质和碳水化合物分解 激素水平的变化
生化代谢过程扰乱
二、植物对逆境的适应（抗逆性）
3、ROS的清除
植物活性氧的清除机制：
酶促系统：抗氧化酶：SOD, CAT, APX, DHR, GR等
非酶促系统：抗氧化剂：ASA, GSH, VE等
2.O2- + 2H+ 2 H2O2
SOD CAT
O2 O2
+ +
H2O2 2H2O
物
细胞中活性氧（ROS)的产生与清除之间的动态平衡
4、逆境胁迫使活性氧（ROS)的产生与清除之间的平衡 破坏→ROS积累→氧化胁迫→细胞损伤
胞内结冰造成的直接冰冻伤害（机械伤害）
细胞内结冰直接破坏了原生质结
构使细胞死亡。当温度下降到冰 点以下时液泡及原生质中的水分 都会结冰，胞内冰晶引起原生质 的机械伤害死亡。随着温度的下
降细胞外部形成的冰晶不断扩大
，体积可增加10%，因此会使原 生质受到机械挤压发生原生质膜
的撕破。
二、植物对低温的生理适应及抗冻性的形成
原生质的流动依赖于呼吸能量的利用。
（二）水分平衡失调
许多植物遭受冷害的最初症状是叶片的卷曲和萎蔫，这意 味着低温能诱发植物的水分亏缺，而后者本身就能对植物造 成严重的损伤而导致次级水分胁迫伤害。低温造成植物水分 胁迫的只要原因是：
1、低温造成根细胞膜的水导性下降，使根系吸水不足而对植 物地上部造成水分胁迫。 2、低温下植物气孔关闭较慢或甚至不关闭。
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
原生质环流
光合作用 呼吸作用 膜损伤：细胞内物质的渗漏 细胞内有毒物质的积累 蛋白质和碳水化合物分解 激素水平的变化
生化代谢过程扰乱
二、植物对逆境的适应（抗逆性）
3、ROS的清除
植物活性氧的清除机制：
酶促系统：抗氧化酶：SOD, CAT, APX, DHR, GR等
非酶促系统：抗氧化剂：ASA, GSH, VE等
2.O2- + 2H+ 2 H2O2
SOD CAT
O2 O2
+ +
H2O2 2H2O
物
细胞中活性氧（ROS)的产生与清除之间的动态平衡
4、逆境胁迫使活性氧（ROS)的产生与清除之间的平衡 破坏→ROS积累→氧化胁迫→细胞损伤
胞内结冰造成的直接冰冻伤害（机械伤害）
细胞内结冰直接破坏了原生质结
构使细胞死亡。当温度下降到冰 点以下时液泡及原生质中的水分 都会结冰，胞内冰晶引起原生质 的机械伤害死亡。随着温度的下
降细胞外部形成的冰晶不断扩大
，体积可增加10%，因此会使原 生质受到机械挤压发生原生质膜
的撕破。
二、植物对低温的生理适应及抗冻性的形成
原生质的流动依赖于呼吸能量的利用。
（二）水分平衡失调
许多植物遭受冷害的最初症状是叶片的卷曲和萎蔫，这意 味着低温能诱发植物的水分亏缺，而后者本身就能对植物造 成严重的损伤而导致次级水分胁迫伤害。低温造成植物水分 胁迫的只要原因是：
1、低温造成根细胞膜的水导性下降，使根系吸水不足而对植 物地上部造成水分胁迫。 2、低温下植物气孔关闭较慢或甚至不关闭。
植物的抗性生理 逆境(stress)： 对植物产生伤害的环境称为逆境,又称胁迫
在淹水缺氧条件下，玉米苗产生 新的蛋白质，称厌氧多肽（ anaerobic polypeptide）。
2.渗透调节 渗透调节（osmoregulation） 植物通过提高渗调物质含量来提高 细胞液浓度，降低其渗透势，从而适应 水分胁迫环境的现象。 渗调物质主要包括：糖、有机酸 （包括氨基酸）、离子等。
2）外施ABA对抗逆性的影响
有实验表明，外施适当浓度（ 10-6 － 10-4mol/L）的ABA可提高作物抗冷、抗旱 和抗盐能力。 植物生长延缓剂可提高内源 ABA的含 量，因此可提高抗逆性，目前被广泛应用 于生产中。
植物有各种各样抵抗或适应逆境的本领。 形态上：以根系发达、叶小以适应干旱条件；
结构上：有扩大根部通气组织以适应淹水 条件；
生理上：生长停止，进入休眠，以迎接冬 季低温来临，等等。 生化上：以形成胁迫蛋白、增加渗透调节 物质和脱落酸含量的方式，提高细胞对 各种逆境的抵抗能力。
逆境时细胞发生序列变化： ①逆境感受：土壤干旱时，根系感受 ②信号转到：根系合成ABA上运 ③基因表达：抗冻基因、热激基因等 ④蛋白质合成：抗冻蛋白、热激蛋白等 ⑤酶活性增强，产生胁迫相关物质，抵御或适应 逆境，生存下去。
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
逆境会伤害植物，严重时会导致死亡。
植物在各种逆境下的生理代谢变化 具相似性，有共性； 但具体到某一种逆境又各有不同，有个性。
植物在逆境下的生理生化变化 ①细胞脱水，膜系统破坏，膜上酶活性紊 乱。 ②任何逆境都导致光合速率下降，同化产 物形成减少。 ③呼吸速率发生变化。 但不同逆境变化情况不同。 患病后：呼吸速率显著↑ 冰冻、高温、盐渍和淹水时：呼吸逐渐↓ 冷害、干旱时：呼吸是先↑后↓。
植物的抗性生理
植物生理学：植物的抗性生理
Stress is usually defined as an external factor that exerts a disadvantageous influence on the plant.
This chapter will concern itself with environmental or abiotic factors that produce stress in plants, although biotic factors such as weeds, pathogens, and insect predation can also produce stress. In most cases, stress is measured in relation to plant survival, crop yield, growth (biomass accumulation), or the primary assimilation processes (CO2 and mineral uptake), which are related to overall growth.
干旱 盐碱化
洪涝 沙漠化
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
（一）几个概念
逆境（stress） ：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。 如：干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污 染、病虫害等。
抗性（hardiness）：对不良环境的适应性和抵抗力。 抗性生理（hardiness physiology）：就是研究不良 环境对植物生命活 动的影响，以及植物对不良环境的 抗御能力。
生理生化变化：形成胁迫蛋白 增加渗透调节物质 增加脱落酸含量
氧气缺乏时玉米（Zea mayL.）根皮层中通气组织的发育。
This chapter will concern itself with environmental or abiotic factors that produce stress in plants, although biotic factors such as weeds, pathogens, and insect predation can also produce stress. In most cases, stress is measured in relation to plant survival, crop yield, growth (biomass accumulation), or the primary assimilation processes (CO2 and mineral uptake), which are related to overall growth.
干旱 盐碱化
洪涝 沙漠化
第一节 抗性生理通论
一、逆境对植物的伤害
（一）几个概念
逆境（stress） ：对植物产生伤害的环境，又称胁迫。 如：干旱、涝害、盐渍、冷害、冻害、高辐射、大气污 染、病虫害等。
抗性（hardiness）：对不良环境的适应性和抵抗力。 抗性生理（hardiness physiology）：就是研究不良 环境对植物生命活 动的影响，以及植物对不良环境的 抗御能力。
生理生化变化：形成胁迫蛋白 增加渗透调节物质 增加脱落酸含量
氧气缺乏时玉米（Zea mayL.）根皮层中通气组织的发育。
植物的抗性生理
点；防止脱水），脂类化合物在细胞质表层集 中（水分不易透过）。
（四）提高植物抗冻性的措施 1.抗冻锻炼 2.化学调控 3.农业措施
低温锻 炼时光 合、生 长与
贮藏物 的变化
第四节 抗热性
一、热害 高温引起植物伤害的现象
1.喜冷植物：生长温度0~20℃ 2.中生植物：生长温度10~30℃ 3.喜温植物 适度喜温植物—在45℃ 以上就受伤 极度喜温植物—65~100℃ 受害 热害后叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，
四、植物激素在抗逆性中的作用
（一）脱落酸
在低温、高温、干旱和盐害的胁迫下， 体内的ABA含量大量升高。
在逆境条件下，多种植物增加的ABA与 抗性能力呈正相关。
原因：减少对膜的伤害；减少自由基对 膜的破坏；改变体内代谢
（二）乙烯与其他激素
逆境乙烯的产生可使植物克服或减少因 环境胁迫所带来的伤害，促进器官衰老、 枝叶脱落，减少蒸腾面积，保持水分平 衡；提高与酚类代谢有关的酶类的活性， 并影响植物呼吸代谢，直接或间接参与 植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程。
（2）冰晶体对细胞的机械损伤 （3）解冻过快对细胞的损伤（壁易恢复
但原生质不易恢复，细胞膜有可能被撕 破）
（三）植物对冻害的适应性 1.含水量下降 自由水与束缚水相对比例减小。 2.呼吸减弱 细胞呼吸弱，糖分消耗少。 3.激素变化 ABA含量增加 4.生长停止，进入休眠 5.保护物质增多 可溶性糖含量增加（提高细胞液浓度，降低冰
（二）冷害时植物体内的生理生化变化 1.膜透性增加（物质穿膜受影响） 2.原生质流动减慢或停止（ATP减少） 3.水分代谢失调（蒸腾大于吸水） 4.光合速率减弱 5.呼吸速率大起大落
（三）冷害的机理
1.膜脂发生相变 低温下，生物膜的脂类出现相分离和相变，使液 晶态变为凝胶态。骤冷，膜脂的不对称性，膜体 紧缩不均匀，造成膜的破损，胞内溶质外流。
（四）提高植物抗冻性的措施 1.抗冻锻炼 2.化学调控 3.农业措施
低温锻 炼时光 合、生 长与
贮藏物 的变化
第四节 抗热性
一、热害 高温引起植物伤害的现象
1.喜冷植物：生长温度0~20℃ 2.中生植物：生长温度10~30℃ 3.喜温植物 适度喜温植物—在45℃ 以上就受伤 极度喜温植物—65~100℃ 受害 热害后叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，
四、植物激素在抗逆性中的作用
（一）脱落酸
在低温、高温、干旱和盐害的胁迫下， 体内的ABA含量大量升高。
在逆境条件下，多种植物增加的ABA与 抗性能力呈正相关。
原因：减少对膜的伤害；减少自由基对 膜的破坏；改变体内代谢
（二）乙烯与其他激素
逆境乙烯的产生可使植物克服或减少因 环境胁迫所带来的伤害，促进器官衰老、 枝叶脱落，减少蒸腾面积，保持水分平 衡；提高与酚类代谢有关的酶类的活性， 并影响植物呼吸代谢，直接或间接参与 植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程。
（2）冰晶体对细胞的机械损伤 （3）解冻过快对细胞的损伤（壁易恢复
但原生质不易恢复，细胞膜有可能被撕 破）
（三）植物对冻害的适应性 1.含水量下降 自由水与束缚水相对比例减小。 2.呼吸减弱 细胞呼吸弱，糖分消耗少。 3.激素变化 ABA含量增加 4.生长停止，进入休眠 5.保护物质增多 可溶性糖含量增加（提高细胞液浓度，降低冰
（二）冷害时植物体内的生理生化变化 1.膜透性增加（物质穿膜受影响） 2.原生质流动减慢或停止（ATP减少） 3.水分代谢失调（蒸腾大于吸水） 4.光合速率减弱 5.呼吸速率大起大落
（三）冷害的机理
1.膜脂发生相变 低温下，生物膜的脂类出现相分离和相变，使液 晶态变为凝胶态。骤冷，膜脂的不对称性，膜体 紧缩不均匀，造成膜的破损，胞内溶质外流。
《植物的抗性生理》课件
总结词
植物的抗病性生理机制包括物理屏障、化学 防御和免疫反应等方面。
详细描述
植物的表皮蜡质、角质层等物理屏障可以阻 止病原菌的附着和侵入。植物产生的次生代 谢产物如植保素、木质素等可以抑制病原菌 的生长和繁殖。植物的免疫反应包括产生过 敏性反应和系统获得抗性等，能够快速识别 和清除病原菌。
抗病性的遗传与分子机制
采取适当的农业技术措施，如合理施肥、灌溉和覆盖等，以增强植物的抗寒能力。
04
植物的抗盐性
抗盐性的定义与特点
总结词
抗盐性是指植物在盐胁迫环境下能够正常生长和发育的能力。
详细描述
抗盐性是植物在盐渍化土壤中生存和繁衍的关键特性。具有抗盐性的植物能够在高盐环境中保持正常 的生理功能，生长不受限制，且能更好地适应和抵御盐胁迫的危害。
抗病性的提高方法
总结词
通过遗传改良、生物技术手段和栽培措施等方法可以 提高植物的抗病性。
详细描述
通过选择和培育具有优良抗病性状的种质资源，可以 获得抗病性较强的品种。此外，基因工程和分子育种 等生物技术手段也被广泛应用于抗病性的遗传改良。 合理的栽培措施如轮作、间作、施肥等也可以提高植 物的抗病性。
抗盐性的生理机制
总结词
植物通过多种生理机制来应对盐胁迫，包括离子平衡调节、渗透调节、抗氧化防御等。
详细描述
植物通过选择性吸收和排泄离子来维持体内的离子平衡，避免过多的盐离子积累对细胞 造成伤害。同时，植物还会通过积累一些有机物如糖、氨基酸和醇类等来调节细胞的渗 透压，保持细胞的正常形态和功能。此外，植物还会启动抗氧化防御系统，清除盐胁迫
抗寒性的遗传与分子机制
基因组学研究
通过基因组学手段，研究植物抗寒基 因的分布、结构和功能，揭示抗寒性 的遗传基础。
植物的抗性生理
第29页，共31页。
第七节 植物的抗盐性 盐害: 一,盐胁迫对植物的伤害 ㈠吸水困难 ㈡生物膜破坏 ㈢生理紊乱 二,植物对盐胁迫的适应 泌盐 稀盐 拒盐
第30页，共31页。
盐生植物和甜土植物----钠离子 钠离子的排出,质膜 上有钠离子/质子反向运输蛋
白.在质膜上的H+-ATP酶水解ATP,把质子输入 细胞质后,钠离子/质子反向运输蛋白就把钠离 子排出体外 钠离子在液泡内的区域化,液泡膜上也有钠离子/ 质子反向运输蛋白,作用相反,当质子从液泡送 出时,细胞质的钠离子就进入液泡,区域化并贮 藏在液泡中,从而降低细胞质钠离子浓度.
线态氧,---强氧化能力 超氧物歧化酶,过氧化氢酶,抗坏血酸过氧化物酶,
脱氢抗坏血酸还原酶,谷胱甘肽还原酶,
第6页，共31页。
㈣渗透调节 细胞主动形成渗透调节物质,提高溶质浓度,从外
界吸水,适应逆境胁迫的现象. 糖,有机酸,无机离子 脯氨酸 高梁, 甜菜碱 小麦,大麦 ㈤脱落酸 脱落酸—胁迫激素,应激激素 ⑴逆境时脱落酸的变化 低,高温,干旱,盐渍和水涝 脱落酸都增加
菠菜细胞,ATP酶,偶联因子(CF1) ⑵硫氢假说
J.Levitt 主要是在低温下破坏了蛋白质空间结构,蛋白质分
子伸展,分子中的-SH基暴露后而通过-SH
第19页，共31页。
基氧化形成-S-S-键,邻近分子-S-S-密集,蛋白质分 子发生凝集,当解冻再度吸水时,肽键松散,氢键 断裂,双硫键还保存,蛋白质空间结构改变,引起 细胞伤害和死亡.
受冻细胞组织蛋白质中-S-S-增多.
第20页，共31页。
第四节 植物的抗热性 热害: 一,高温对植物的危害 ㈠间接伤害 1,饥饿 温度补偿点 2,氨毒害 3,蛋白质破坏 ㈡直接伤害 1,生物膜破坏 与冷害相似 2,蛋白质变性
第七节 植物的抗盐性 盐害: 一,盐胁迫对植物的伤害 ㈠吸水困难 ㈡生物膜破坏 ㈢生理紊乱 二,植物对盐胁迫的适应 泌盐 稀盐 拒盐
第30页，共31页。
盐生植物和甜土植物----钠离子 钠离子的排出,质膜 上有钠离子/质子反向运输蛋
白.在质膜上的H+-ATP酶水解ATP,把质子输入 细胞质后,钠离子/质子反向运输蛋白就把钠离 子排出体外 钠离子在液泡内的区域化,液泡膜上也有钠离子/ 质子反向运输蛋白,作用相反,当质子从液泡送 出时,细胞质的钠离子就进入液泡,区域化并贮 藏在液泡中,从而降低细胞质钠离子浓度.
线态氧,---强氧化能力 超氧物歧化酶,过氧化氢酶,抗坏血酸过氧化物酶,
脱氢抗坏血酸还原酶,谷胱甘肽还原酶,
第6页，共31页。
㈣渗透调节 细胞主动形成渗透调节物质,提高溶质浓度,从外
界吸水,适应逆境胁迫的现象. 糖,有机酸,无机离子 脯氨酸 高梁, 甜菜碱 小麦,大麦 ㈤脱落酸 脱落酸—胁迫激素,应激激素 ⑴逆境时脱落酸的变化 低,高温,干旱,盐渍和水涝 脱落酸都增加
菠菜细胞,ATP酶,偶联因子(CF1) ⑵硫氢假说
J.Levitt 主要是在低温下破坏了蛋白质空间结构,蛋白质分
子伸展,分子中的-SH基暴露后而通过-SH
第19页，共31页。
基氧化形成-S-S-键,邻近分子-S-S-密集,蛋白质分 子发生凝集,当解冻再度吸水时,肽键松散,氢键 断裂,双硫键还保存,蛋白质空间结构改变,引起 细胞伤害和死亡.
受冻细胞组织蛋白质中-S-S-增多.
第20页，共31页。
第四节 植物的抗热性 热害: 一,高温对植物的危害 ㈠间接伤害 1,饥饿 温度补偿点 2,氨毒害 3,蛋白质破坏 ㈡直接伤害 1,生物膜破坏 与冷害相似 2,蛋白质变性
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• 依据出现冷害表征的速度，又分为直接伤 害与间接伤害。
• 冷害的生理表现： • 1、膜系统被破坏 • 2、水分平衡失调 • 3、光合速率减弱 • 4、呼吸速率大起大落 • 冷害的机理： • 膜脂发生相变；代谢出现紊乱。
二、冻害
• 1、是指冰点以下的低温对植物的危害。
• 植物对冻害的适应和抵抗能力称为抗冻性。 • 由细胞间隙和细胞内结冰引起伤害。 • 分为胞间结冰伤害和胞内结冰伤害两种。 • 2、冻害的机理
四、植物抗热性的机理
• 原产地生长环境的锻炼； • 不同部位、不同生育期的抗热性有差异。 • 1、光合作用基本正常，饥饿减轻 • 2、生化伤害减轻 • 3、膜结构稳定，功能正常
第三节 旱害与植物的抗旱性 • 一、旱害
• 由土壤水分缺乏或大气湿度相对过低造成的植 物危害。
• 分为土壤干旱和大气干旱两种。
第二节 热害与植物的抗热性
• 一、热害
• 由高温引起植物伤害的现象。 • 植物对高温胁迫的适应叫抗热性。 • 热害的指标：植物体温、土壤温度和空气温度。 • 形态变化：树干干燥、开裂，叶片变褐黄，出现死斑，
幼苗根系被灼伤等。 • 植物在高温下暴露的时间越短，可耐受的温度越高。
可分为： 喜冷植物、中生植物、喜温植物、极度喜温植物。
感谢聆听！
• （1）胞间结冰：冰晶造成原生质脱水，细胞变形 ห้องสมุดไป่ตู้ （2）胞内结冰：冰晶对细胞内部结构造成损伤
三、植物对低温的适应性变化
• 抗寒性强的植物一般都具有较强的耐脱水能 力，细胞内有较多的可溶性糖积累。
• 冬季来临时，植物会发生抗寒锻炼。
• 1、植株含水量下降 • 2、呼吸减弱 • 3、激素发生变化 • 4、生长停止，进入休眠 • 5、积累保护物质
四、提高抗寒性的途径
• 1、抗寒锻炼： • 低温、短日照的诱导 • 2、化学调控： • 使用ABA、B9、CCC等生长抑制物质 • 3、加强田间管理： • 适时播种、配方施肥、合理灌溉、熏烟防
霜、地膜覆盖等
五、抗寒植物的类型
• 1、不抗寒植物：生活环境10度以上，如香蕉 • 2、低度抗寒植物：-5度以上，如柑橘 • 3、中等抗寒植物：-10～-5度，如枇杷 • 4、高度抗寒植物：-20～-10度，如桃、梨 • 5、非常抗寒植物：-20度以下，如杨、松、柏
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第23讲植物的抗性生理
第十一章 植物的抗性生理
• 几个概念：
•
逆境：又叫胁迫；？
•
逆境生理：？
•
抗逆性：简称抗性；？
•
抗性生理：？
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避逆性和耐逆性：？
第一节 寒害与植物的抗寒性
• 低温对植物的伤害又分为冷害和冻害2种。 • 植物对低温的适应和抵抗能力就叫抗寒性。 • 一、冷害 • 是指冰点以上的低温对植物的危害。 • 植物对冷害的适应和抵抗能力称为抗冷性。 • 发生时期：早春的苗期和晚秋的果实成熟期。 • 形态表现：叶片失绿萎蔫、死苗或僵苗等。
二、干旱对植物的伤害
• 叶片和幼茎萎蔫；暂时和永久萎蔫。
三、抗旱植物的形态和生理特征
• 形态特征： • 根系发达、入土较深；根冠比大；叶脉致密，维
管束发达等。
四、提高植物抗旱性的途径
• 1、抗旱锻炼：蹲苗、饿苗、搁苗？ • 2、选育抗旱品种 • 3、化学诱导：氯化钠、硫酸锌溶液 • 4、合理施肥：磷肥、钾肥、硼肥等 • 5、使用生长延缓剂和抗蒸腾剂
二、高温伤害的机理
• 1、直接伤害 • 生物膜被破坏，蛋白质出现变性； • 2、间接伤害 • 植株饥饿，体内出现氨毒害，蛋白质被破坏，
代谢物质缺乏。
三、提高植物抗热性的途径
• 1、高温锻炼 • 2、选育抗热植物品种 • 3、采用适宜的栽培管理措施 • 遮荫、覆草保湿、供水降温等 • 4、化学药剂处理 • 叶面喷施氯化钙、硫酸锌等