第十章逆境生理
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第十章 植物 的逆境生理
第十章逆境生理
对植物正常生长发育产生不良影响或伤害的环 境称为逆境（stress），如旱、涝、冷、冻、盐渍、 病害、虫害以及环境污染等；研究植物在逆境下的 生理反应称为逆境生理；植物对逆境的适应或抵抗 能力称为抗逆性（stress resistance）。
植物的抗逆性可分为两类：
在所有的逆境中，水分逆境—干旱是 农林业生产中所遇到的频率最高、范围最 广、危害最严重的一种逆境。全世界总耕 地面积中干旱、半干旱地区约占43%，由 此造成产量的减少超过所有其它自然灾害 的总和。因此世界各国对干旱农业给予了 极大的重视。
第十章逆境生理
干旱是植物经常遭受的一种逆境，我国约有 48%土地面积处于干旱、半干旱地区。
第十章逆境生理
2、植物的抗冷性
冷害引的初期是引起膜脂相变（Phase transition of membrane lipids），即导致生物 膜由液晶相变为凝胶相；当冷害达到膜脂发生 降解时，组织就会爱害死亡。
植物的抗冷性与膜脂和脂肪酸组分有关， 包括磷脂的种类、脂肪酸碳链长度和不饱和程 度等，这些因素都影响到膜脂的相变温度。
第十章逆境生理
二、干旱的类型
避逆性：植物通过各种方式避开逆境的影响， 主要是通过形态和结构特点来适应或抵抗逆境。
耐逆性：植物通过生理代谢变化来适应或抵
抗逆境。
第十章逆境生理
植物所遇到的逆境可分为四大类：
1、由于气候的严峻所生造成的逆境，如干 旱、高温、寒冷等；
2、由于地理位置或海拔高度而造成的逆境， 如盐碱、强光、高山逆境等；
第十章逆境生理
一、冷害生理
1、冷害对植物生理过程的影响
吸收机能减弱，水分平衡失调； 叶绿素合成受阻，光合作用降低； 呼吸作用大起大落，氧化磷酸化解偶联； 活性氧积累，导致细胞结构和功能的损伤； 刺激乙烯、ABA和多胺产生，增强植物适应性；
第十章逆境生理
活性氧（active oxygen ）：
是指性质活泼、氧化能力很强的含氧物的总称， 主要是一些含氧的自由基和过氧物，如：超氧阴离 子自由基（O2·—）、羟自由基（·OH）、单线态氧 （1O2）、过氧化氢（H2O2）及脂质过氧物自由基 （RO·、ROO·）等，由于它们都含有氧，并且具有 比氧活泼的化学反应性，所以统称为活性氧。
我国干湿气候区域的划分主要是根据降雨量 这一决定干旱的主要气候因子，结合植被景观 特点而确定的：
干旱区： 年降雨量在200毫米以下； 半干旱区：年降雨量在200 ~ 400毫米之间； 半湿润区：年降雨量在450 ~ 650毫米之间； 湿润区： 年降雨量在650毫米以上。
第十章逆境生理
水分胁迫：指干旱、缺水所引起的结植物正
3、病害、虫害等生物因素造成的逆境； 4、天然或人为的有毒物质造成的逆境—— 环境污染；
第十章逆境生理
第一节 植物的抗寒性
低温是植物经常遇到的逆境，根据低温的 程度，可将低温逆境分为冷害（chiling injury） 和冻害（freezing injury）两种类型：
冷害：冰点以上的低温对植物的伤害； 冻害：冰点以下低温对植物的伤害；
第十章逆境生理
抗寒锻炼过程中，植物的适应性变化主要有：
含水量降低，束缚水/自由水比值增大； 呼吸减弱：代谢强度降低，抗性增强； ABA含量增多，生长停止，进入休眠；
保护物质积累：可溶性糖、氨基酸（特别 是脯氨酸）含量增加，细胞浓度增大，冰点降 低。
第十章逆境生理
第二节 植物的抗旱性
一、干旱的概念
干旱是一种气候状况，其基本特征是土壤缺水， 大气干燥，导致植物耗水大于吸水，体内水分亏缺， 这种导植物体内水分严重亏缺的气候状况称为干旱 （drought）。
无雨或雨水稀少造成土壤含水量下降，植物因得 不到所需水分而受害，称为旱害。农业上干旱的含义 是引起作物水分亏缺的一组复合气候条件
第十章逆境生理
常生理过程的干扰，水分胁迫的程度常用w 和
RWC等水分状况指标来划分。
与正常供水、蒸腾缓和条件下相比
轻度胁迫： 植物w 略低0.1~0.5 MPa；
RWC 降低8~10%
中度胁迫: 植物w 降 低0.5 ~1.5MPa;
RWC 降低10~20%
重度胁迫： 植物w 降 略低1.5 MPa以上；
RWC 降低20%发上
第十章逆境生理
磷脂种类与相变温度： 磷脂酰甘油(PG) >磷脂酰乙醇胺(PE)
>磷脂酰胆碱(PC) 脂肪碳链的长度： 碳链越长固化温度越高。 脂肪酸的不饱和程度： 碳链中不饱和键数越多，相变温度越低，抗寒 性越强。
第十章逆境生理
二、冻害生理
1、冻害的类型
冻害对植物的伤害主要是结冰伤害。由于温 度下降的速度和程度不同，植物体内结冰的方式 也不同：
活性氧有很强的氧化能力，对生物体内大分子 和许多其它功能分子具有破坏性，因此活性氧的积 累必然会导致对细胞的伤害。
第十章逆境生理
膜脂过氧化作用（membrane lipid peroxidation）
是指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发 下发生的过氧化反应，其结果不仅使膜中不饱 和脂肪酸含量降低，引起膜流动性下降以致膜 相分离和膜透性增大，膜的正常功能破坏，而 且 膜 脂 过 氧 化 产 物 丙 二 醛 （ MDA ） 等 也 能 直 接对细胞起毒害作用。
第十来自百度文库逆境生理
2、冻害机理
膜伤害假说： 硫氢基假说：
—SH HS—
—S-S—
第十章逆境生理
第十章逆境生理
3、植物的抗寒性
任何植物的抗逆性都不是骤然形成的，而是通 过相应的适应性变化过程才能形成，这种适应性的 变化过程称为锻炼（hardening）。
在冬季低温来临之前，植物体内发生了一系 列适应低温的生理变化，从而提高了抗寒性，这种 逐步提高植物抗寒性的适应过程称为抗寒锻炼 （cold hardening）。
胞间结冰：当温度缓慢降低到冰点以下时，细 胞间隙的水分结冰。
原生质脱水； 胞间结冰对植物的伤害 机械损伤；
融冰伤害；
第十章逆境生理
胞内结冰： 当温度骤然降低到冰点以下时，细胞内 外都会结冰。 胞内结冰会对生物膜、细胞器和衬质的 精细结构造成不可逆的机械损伤。自然条件 下一般不发生胸内结冰，一旦发生植物就很 难存活。
第十章逆境生理
对植物正常生长发育产生不良影响或伤害的环 境称为逆境（stress），如旱、涝、冷、冻、盐渍、 病害、虫害以及环境污染等；研究植物在逆境下的 生理反应称为逆境生理；植物对逆境的适应或抵抗 能力称为抗逆性（stress resistance）。
植物的抗逆性可分为两类：
在所有的逆境中，水分逆境—干旱是 农林业生产中所遇到的频率最高、范围最 广、危害最严重的一种逆境。全世界总耕 地面积中干旱、半干旱地区约占43%，由 此造成产量的减少超过所有其它自然灾害 的总和。因此世界各国对干旱农业给予了 极大的重视。
第十章逆境生理
干旱是植物经常遭受的一种逆境，我国约有 48%土地面积处于干旱、半干旱地区。
第十章逆境生理
2、植物的抗冷性
冷害引的初期是引起膜脂相变（Phase transition of membrane lipids），即导致生物 膜由液晶相变为凝胶相；当冷害达到膜脂发生 降解时，组织就会爱害死亡。
植物的抗冷性与膜脂和脂肪酸组分有关， 包括磷脂的种类、脂肪酸碳链长度和不饱和程 度等，这些因素都影响到膜脂的相变温度。
第十章逆境生理
二、干旱的类型
避逆性：植物通过各种方式避开逆境的影响， 主要是通过形态和结构特点来适应或抵抗逆境。
耐逆性：植物通过生理代谢变化来适应或抵
抗逆境。
第十章逆境生理
植物所遇到的逆境可分为四大类：
1、由于气候的严峻所生造成的逆境，如干 旱、高温、寒冷等；
2、由于地理位置或海拔高度而造成的逆境， 如盐碱、强光、高山逆境等；
第十章逆境生理
一、冷害生理
1、冷害对植物生理过程的影响
吸收机能减弱，水分平衡失调； 叶绿素合成受阻，光合作用降低； 呼吸作用大起大落，氧化磷酸化解偶联； 活性氧积累，导致细胞结构和功能的损伤； 刺激乙烯、ABA和多胺产生，增强植物适应性；
第十章逆境生理
活性氧（active oxygen ）：
是指性质活泼、氧化能力很强的含氧物的总称， 主要是一些含氧的自由基和过氧物，如：超氧阴离 子自由基（O2·—）、羟自由基（·OH）、单线态氧 （1O2）、过氧化氢（H2O2）及脂质过氧物自由基 （RO·、ROO·）等，由于它们都含有氧，并且具有 比氧活泼的化学反应性，所以统称为活性氧。
我国干湿气候区域的划分主要是根据降雨量 这一决定干旱的主要气候因子，结合植被景观 特点而确定的：
干旱区： 年降雨量在200毫米以下； 半干旱区：年降雨量在200 ~ 400毫米之间； 半湿润区：年降雨量在450 ~ 650毫米之间； 湿润区： 年降雨量在650毫米以上。
第十章逆境生理
水分胁迫：指干旱、缺水所引起的结植物正
3、病害、虫害等生物因素造成的逆境； 4、天然或人为的有毒物质造成的逆境—— 环境污染；
第十章逆境生理
第一节 植物的抗寒性
低温是植物经常遇到的逆境，根据低温的 程度，可将低温逆境分为冷害（chiling injury） 和冻害（freezing injury）两种类型：
冷害：冰点以上的低温对植物的伤害； 冻害：冰点以下低温对植物的伤害；
第十章逆境生理
抗寒锻炼过程中，植物的适应性变化主要有：
含水量降低，束缚水/自由水比值增大； 呼吸减弱：代谢强度降低，抗性增强； ABA含量增多，生长停止，进入休眠；
保护物质积累：可溶性糖、氨基酸（特别 是脯氨酸）含量增加，细胞浓度增大，冰点降 低。
第十章逆境生理
第二节 植物的抗旱性
一、干旱的概念
干旱是一种气候状况，其基本特征是土壤缺水， 大气干燥，导致植物耗水大于吸水，体内水分亏缺， 这种导植物体内水分严重亏缺的气候状况称为干旱 （drought）。
无雨或雨水稀少造成土壤含水量下降，植物因得 不到所需水分而受害，称为旱害。农业上干旱的含义 是引起作物水分亏缺的一组复合气候条件
第十章逆境生理
常生理过程的干扰，水分胁迫的程度常用w 和
RWC等水分状况指标来划分。
与正常供水、蒸腾缓和条件下相比
轻度胁迫： 植物w 略低0.1~0.5 MPa；
RWC 降低8~10%
中度胁迫: 植物w 降 低0.5 ~1.5MPa;
RWC 降低10~20%
重度胁迫： 植物w 降 略低1.5 MPa以上；
RWC 降低20%发上
第十章逆境生理
磷脂种类与相变温度： 磷脂酰甘油(PG) >磷脂酰乙醇胺(PE)
>磷脂酰胆碱(PC) 脂肪碳链的长度： 碳链越长固化温度越高。 脂肪酸的不饱和程度： 碳链中不饱和键数越多，相变温度越低，抗寒 性越强。
第十章逆境生理
二、冻害生理
1、冻害的类型
冻害对植物的伤害主要是结冰伤害。由于温 度下降的速度和程度不同，植物体内结冰的方式 也不同：
活性氧有很强的氧化能力，对生物体内大分子 和许多其它功能分子具有破坏性，因此活性氧的积 累必然会导致对细胞的伤害。
第十章逆境生理
膜脂过氧化作用（membrane lipid peroxidation）
是指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发 下发生的过氧化反应，其结果不仅使膜中不饱 和脂肪酸含量降低，引起膜流动性下降以致膜 相分离和膜透性增大，膜的正常功能破坏，而 且 膜 脂 过 氧 化 产 物 丙 二 醛 （ MDA ） 等 也 能 直 接对细胞起毒害作用。
第十来自百度文库逆境生理
2、冻害机理
膜伤害假说： 硫氢基假说：
—SH HS—
—S-S—
第十章逆境生理
第十章逆境生理
3、植物的抗寒性
任何植物的抗逆性都不是骤然形成的，而是通 过相应的适应性变化过程才能形成，这种适应性的 变化过程称为锻炼（hardening）。
在冬季低温来临之前，植物体内发生了一系 列适应低温的生理变化，从而提高了抗寒性，这种 逐步提高植物抗寒性的适应过程称为抗寒锻炼 （cold hardening）。
胞间结冰：当温度缓慢降低到冰点以下时，细 胞间隙的水分结冰。
原生质脱水； 胞间结冰对植物的伤害 机械损伤；
融冰伤害；
第十章逆境生理
胞内结冰： 当温度骤然降低到冰点以下时，细胞内 外都会结冰。 胞内结冰会对生物膜、细胞器和衬质的 精细结构造成不可逆的机械损伤。自然条件 下一般不发生胸内结冰，一旦发生植物就很 难存活。