植物的抗性生理

ROS production under stress
ห้องสมุดไป่ตู้
II 非酶类： 胡萝卜素 Vit E Vit C GSH Mannitol et al.,
2.植物的渗透调节(osmotic adjustment)
植物处于干旱和盐渍等逆境下，细胞内积累渗透 调节物质，以降低细胞的渗透势和水势，从而使 植物继续吸水的过程叫渗透调节。
• ABA-dependent gene regulations
–交叉抗性是指当植物遭受了零上低温、 高温、干旱、盐渍、病虫害等逆境的胁 迫后，对另一种逆境的抗性会得到增强， 这称为cross adaptation。
交叉适应的主要作用物质是ABA等。
2.逆境蛋白(stress proteins) 逆境条件下诱导产生的蛋白质叫逆境蛋白。
abundant proteins) 产生在多种胁迫下。
11.2 寒害与植物的抗寒性
• 寒害：温度低于最低温度产生的伤害，包括冷害和冻害。 • 零上低温对植物的伤害称为冷害chilling injury，
植物对零上低温的适应能力叫做抗冷性（chilling resistance）。 • 零下低温对植物的伤害称为冻害freezing injury， 植物对0℃以下低温的适应能力叫抗冻性（freezing resistance）。
6.驯化（acclimation）是指植物个体在生理生化方面获得 不可遗传的改变。如把烟草的愈伤组织逐步转接到NaCl 浓度增加的培养基上，经过几十代继代培养后，可以在 1%以上的NaCl培养基上生长，而由此愈伤组织获得植株 的种子发育成的植株还是不抗盐。
7.抗性锻炼（hardening）植物对某一逆境的驯化过程。
植物的各种适应性
Power of Plants
• Craterostigma plantagineum
骆驼蓬
沙枣
胡杨
5.适应（adaptation）适应是指植物在形态结构和功能方 面获得了可遗传的改变，从而增加了对逆境的抗性，如冰 叶日中花经过一定时间盐碱处理后，由C3途径变成CAM 途径，并产生囊泡等结构。
3. ABA的产生与植物的交叉适应
– 植物在遭受低温、干旱、盐渍、高温等各种胁 迫时，植物体内的ABA含量都会升高，对植物 具有保护作用，故ABA称为逆境激素(stress hormone)或应激素。
– 外施ABA可： • 维持膜的稳定性 • 减少自由基对膜的伤害 • 促进渗透调节物质的形成 • 减少水分损失，促进对水的吸收
高温：热激蛋白HSPs(Heat shock proteins) 低温：冷调节蛋白CRP(Cold regulated proteins) 盐渍：盐胁迫蛋白: 渗压素osmotin: MW 26kD的盐胁
迫蛋白。 水淹：厌氧多肽(anaerobic peptides) 胚胎发育晚期丰富蛋白：LEAs(late embryogenensis
enzymatic Antioxidants: I 酶类：
植物体内的防御系统能降低 或消除活性氧的攻击能力。 SOD、CAT、POD三者的活性协 调一致，使活性氧维持在一个 低水平，这三种酶称为保护酶
植物细胞活性氧的形成
电子自旋配对激活了基态氧，随后的电子吸收是放能过程。左下角 示基态氧(O2)、单线态氧(1O2)和超氧阴离子自由基(O2·-)的分子轨 道和电子构象。羟自由基(OH·)和水(H O)由进一步吸收电子和质子
冷害 各酶之间活性差异 膜脂变相
常见的渗透调节物质有：
无机离子：如K+、Na+ 有机物质：可溶性糖、AA、多醇、季胺化合物等
表1-2 植物中主要的有机渗透调节分子
1）脯氨酸与植物抗性
在干旱和盐渍条件下，植物 体内脯氨酸含量可增加十倍甚 至上百倍。原因是脯氨酸的合 成受激而氧化受抑制，蛋白质 的合成受阻而水解加强
变性的蛋白质 未受损的蛋白质
第十三章 植物的逆境生理
11.1植物逆境生理通论
11.1.1逆境与植物的抗逆性
1.逆境（environmental stress）指对植物 生长和发育不利的各种环境因素的总称，又 简称胁迫(stress)。逆境的种类是多种多样 的，根据环境的种类，逆境可分为生物逆境 (biotic stress)和理化因素逆境又称非生物 逆境(abiotic stress).
2）甜菜碱与植物抗性 甜菜碱是一种含氮化合物，具
有很高的溶解度，在生理pH范围 不带净电荷，无毒，在逆境条件 下细胞原生质中的积累量高于液 泡，可作为细胞质渗透物质
3）可溶性糖和游离氨基酸 逆境下植物体内可溶性糖和游
离氨基酸增加的原因：大分子糖 类和蛋白质分解加强而合成受抑 制；光合产物形成过程中直接转 向低分子量的物质蔗糖等；从植 物其它部分输入
11.1.2 逆境对植物的伤害
• 水分代谢 • 生物膜的破坏：膜相的变化；透性的变化 • 光合作用的变化 • 呼吸作用的变化 • 激素水平的变化 • 物质代谢 • 产生活性氧：O2•- •OH 1O2 H2O2 • 生长及形态
11.1.3 植物对逆境的生理适应
1. 生物膜、活性氧平衡与抗逆性 2. 渗透调节与抗逆性 3. 植物激素与抗逆性 4. 逆境蛋白与抗逆性
1.活性氧平衡与抗逆性
活性氧（reactive oxygen species, ROS）是指 性质极为活泼、氧化能力很强的含氧物的总称， 如超氧化物阴离子自由基（O2·-），羟基自由 基（OH·）, 过氧化氢（H2O2），脂质过氧化 物（ROO-）和单线态氧（1O2）。
活性氧清除系统包括enzymatic and non-
干旱 盐碱化
洪涝 沙漠化
2.适应性（adaptability）植物自身对逆境的适应能力叫 做植物的适应性，植物对逆境的适应方式是多种多样的。
3.避逆性（stress escape）是指植物整个生长发育过程不 与逆境相遇，而是在逆境到来之前已完成其生活史，如沙 漠中短命植物只在雨季生长。
4.抗逆性（stress resistance）是指植物对逆境的抵抗能力 或耐受能力，简称抗性，包括御逆性和耐逆性。