第十一章植物的抗逆生理
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第十一章植物的抗逆生理学习指南
名词解释
1.逆境:亦称为环境胁迫,对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。根据不同的分类方法可分为生物逆境和理化逆境,或自然逆境和污染逆境等。
2.植物抗逆性:植物对逆境的忍耐和抵抗能力,简称抗性。植物抗性可分为避逆性、御逆性和耐逆性三种方式。避逆性指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的影响,在相对适宜的环境中完成其生活史。御逆性指植物通过形态结构和某些生理上的变化,营造了适宜逆境的生存条件,可不受或少受逆境的影响。耐逆性指植物组织虽然经受逆境的影响,但可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的损伤,使其仍保持正常的生理活动的抗性方式。3.逆境逃避:指植物通过各种方式避开逆境的影响,为避逆性和御逆性总称为逆境逃避。由于选种方式是避开逆境的影响,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。在这种抗性方式下,不利因素并未进入组织,植物通常无需直接产生相应的反应。4.逆境忍耐:耐逆性又被称为逆境忍耐,植物虽经受逆境影响,但它通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的损伤,使其仍保持正常的生理活动的抗性方式。当然如果超过可忍范围,超出植物自身修复能力,损伤将变成不可逆的,植物将受害甚至死亡。
5.胁变:植物体受到胁迫后产生的相应变化,这种变化可表现在形态上和生理生化变化两个方面。据胁变的程度大小可分为弹性胁变和塑性胁变,前者指解除胁迫后又能复原,而后者则不能。
6.渗透调节:通过主动增加溶质,提高细胞液浓度、降低渗透势,以有效地增强吸水和保水能力,这种调节作用称为渗透调节。
7.脯氨酸:植物体内一种氨基酸,是十分有效的细胞质渗透调节物质。几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的累积,尤其干旱胁迫时。脯氨酸在抗逆中能起到保持原生质与环境的渗透平衡,以防止水分散失;还能增强蛋白质的水合作用,从而保持膜结构的完整性。8.甜菜碱:一类季铵化合物,化学名称为N-甲基代氨基酸,通式为R4·N·X。也是一类细胞质渗透调节物质,植物中的甜菜碱主要有甘氨酸甜菜碱、丙氨酸甜菜碱和脯氨酸甜菜碱等,在干旱、盐渍条件下会发生甜菜碱的累积,主要分布于细胞质中。
9.逆境蛋白:由逆境因素如低温、高温、干旱、盐害、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等所诱导植物体形成的新的蛋白质(酶),统称为逆境蛋白。如:低温诱导蛋白、热击蛋白、干旱逆境蛋白、盐逆境蛋白、病原相关蛋白、化学试剂诱导蛋白、厌氧蛋白、紫外线诱导蛋白等。
10.冷击蛋白:亦称冷响应蛋白、低温诱导蛋白,由低温诱导植物形成的一类逆境蛋白。它的产生与植物抗寒性的提高有关。
11.热击蛋白( HSPs):亦称热休克蛋白,由高温诱导植物形成的一类逆境蛋白。它的产生能提高植物的抗热性。
12.盐逆境蛋白:由盐胁迫诱导植物形成的一类逆境蛋白。
13.渗调蛋白:由干旱和盐渍诱导植物形成的一类逆境蛋白。这些蛋白的产生能提高细胞渗透势的作用。
14.病原相关蛋白(PRs):亦称病程相关蛋白,指植物被病原菌感染后形成的与抗病性有关的一类逆境蛋白。一些PRs具有水解酶功能,能抑制病原菌的生长。
15.抗性锻炼:植物的抗逆遗传特性需要特定的环境因子的诱导下才能表现出来,这种诱导过程称为抗性锻炼。如在植物遭遇低温冻害之前,逐步降低温度,使植物提高抗冻的能力,这种措施叫抗冻锻炼。
16.寒害:低温导致对植物受伤或死亡的现象。寒害包括冷害和冻害。植物对寒冷的适应能力叫抗寒性。
17.冷害:冰点以上低温对植物的危害。冷害主要由低温引起生物膜的膜脂相由液晶态变为凝胶态,膜透性改变以及新陈代谢发生紊乱引起的。植物对冰点以上低温的适应能力叫抗冷性(chilling resistance)。
18.冻害:冰点以下低温对植物的危害。冻害主要由低温引起细胞间或细胞内发生结冰、生物膜和蛋白质结构被破坏引起的。植物对冰点以下低温的适应能力叫抗冻性(freezing resistance)。
19.过冷作用:当持续、缓慢降温时,植物体温降到冰点以下而没有冰晶形成的现象。20.不饱和脂肪酸指数(UFAI):生物膜中的不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的相对比值,可作为衡量植物抗寒性的生理指标。UFAI高,反映抗冷性强。
21.巯基(-SH)假说:莱维特(Levitt)1962年提出植物细胞结冰引起蛋白质损伤的假说。他认为组织结冰脱水时,蛋白质分子逐渐相互接近,邻近蛋白质分子通过-SH氧化形成-S-S-键,蛋白质分子凝聚失去活性,当解冻再度吸水时,肽链松散,氢键断裂,但-S-S-键还保存,肽链的空间位置发生变化,破坏了蛋白质分子的空间构型,进而引起细胞的伤害和死亡。22.温度补偿点:呼吸速率和光合速率相等时的温度。植物呼吸作用的最适温度通常高于光合作用的最适温度,当温度高于补偿点时,呼吸作用大于光合作用,即消耗多于合成,时间长了,植物体就会出现饥饿甚至死亡。
23.旱害: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)。
24.大气干旱:空气过度干燥,相对湿度过低,使植物的蒸腾作用过强,根系吸水补偿不了失水,使植物体发生水分亏缺的现象。
25.土壤干旱:因土壤中缺乏可供植物吸收利用的水,使植物体内水分亏缺,发生永久萎焉的现象。
26.生理干旱:由于土温过低、土壤溶液浓度过高或土壤缺氧等原因,妨碍根系吸水,造成植物体内水分亏缺的现象。
27.水合补偿点:缺水导致光合速率降低,当植物因水分缺乏而使其光合速率与呼吸速率相等,即净光合速率为零时,植物叶片的水势称为水合补偿点。水合补偿点在一定程度上表示了植物的抗旱能力,水合补偿点越低,植物抗旱能力越强。28.水生植物(hydrophytes) 需在水中才能完成生活史的植物。
29.中生植物:在陆生植物中适应于不干不湿环境的植物。
30.旱生植物:适应于干旱环境中生活的植物。
31.涝害:水分过多对植物的危害。植物对积水或土壤过湿的适应力和抵抗力称植物的抗涝性。
32.湿害:土壤过湿、水分处于饱和状态,土壤含水量超过了田间最大持水量,根系生长在沼泽化的泥浆中,这种涝害叫湿害。
33.盐害:土壤中可溶性盐过多对植物的不利影响。植物对盐分过多的适应能力称为抗盐性。34.盐碱土:土壤中含盐类以氯化钠(NaCl)和硫酸钠(Na2SO4)为主时,则称其为盐土;以碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)为主时,则称为碱土。盐土中如含有一定量的碱土,则称为盐碱土。
35.盐生植物:盐渍生境中的天然植物类群,这类植物在形态上常表现为肉质化,吸收的盐分主要积累在叶肉细胞的液泡中,通过在细胞质中合成有机溶质来维持与液泡的渗透平衡。36.甜土植物:亦称嫌盐植物、淡土植物,指在受到盐胁迫时易发生危害的植物,如只有在氯化钠的含量低于0.5%时才能生长,绝大多数农作物属甜土植物。
37.抗病性:植物抵抗病菌侵袭的能力。
38.植保素:寄主被病原菌侵入后产生的一类对病原菌有毒的物质。植保素大多是一些异类