植物的抗旱性..
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生理干旱
有时土壤水分并不缺乏,只是因为土温过 低、土壤溶液离子浓度过高、土壤缺氧或 土壤积累有毒物质等原因,使根系正常的 生理活动受到阻碍,不能吸水而使植物受 旱,这种干旱称为生理干旱。
水分胁迫
水分胁迫(water stress)包括干旱胁迫和 淹水胁迫,但通常是指由于干旱缺水所引起 的对植物正常生理功能的干扰。实际应用中 常将水分胁迫与水分亏缺(water deficite) 或干旱胁迫混同。 (水分胁迫是环境对植物的作用,结果造成植 物水分亏缺)
植物水分亏缺的程度可用水势(water potential)或相对含水量(relative water content,RWC)来表示。Hsiao(1973)将 一般中生植物水分胁迫程度划分为如下三个 等级: 1.轻度胁迫 水势比处在缓和的蒸发条件下供 水良好时略降低零点几个MPa;或相对含 水量降低约8%~10%。
5.内源激素的变化 干旱可改变植物内源激素平衡,一般是促 进生长的激素减少,而延缓或抑制生长的 激素增多,主要表现为细胞分裂素合成受 抑,脱落酸含量大幅增加,乙烯合成加强。
6.水分重新分配Biblioteka 植物在水分亏缺时,不同器官或不同组织间 的水分按其水势大小重新分配。例如,干旱 时,幼叶从老叶夺取水分,促使老叶的枯萎 死亡,使光合面积下降;地上部分从根系夺 水,造成根毛死亡;叶片从花蕾或果实中吸 水,造成落花落果或果实发育不良等现象。
(三)对基本生理过程的影响
1.对光合作用的影响 干旱使植物的光合作 用受到抑制,其原因既有对C02同化的气孔 性限制,又有非气孔性限制。
前者指水分亏缺使气孔开度减小,气孔阻力 增大,甚至气孔完全关闭,明显抑制了对 CO2的吸收,因而光合作用减弱。
非气孔性限制指水分亏缺使叶绿体的片层结 构受损,希尔反应减弱,光系统Ⅱ活力下降, 电子传递和光合磷酸化受抑,RuBP羧化酶 和PEP羧化酶活力下降,叶绿素含量减少等, 总体表现为叶绿体的光合活性下降。 如番茄叶片水势低于﹣0.7MPa时,光合作 用开始下降,当水势达到﹣1.4MPa时,光 合作用几乎为零。
植物的抗旱性
植物的抗旱性
全世界14多亿公顷的耕地面积中,6亿公顷 位于干旱、半干旱地区,约占43%,由此造 成的产量减少超过其它自然灾害的总和。在 我国约有48%的土地面积处于干旱、半干旱 地带。 即使在通常非干旱缺水的地区,植物也是常 受到大气干旱的胁迫。生长在沙地、丘陵和 山地等水利条件较差的地方,干旱情况更为 常见。
2、对呼吸作用的影响
缺水条件下,呼吸作用在一段时间内加强, 这是因为细胞中酶的作用方向趋于水解,即 水解酶的活性加强,合成酶的活性降低,甚 至完全停止,从而增加了呼吸基质。在严重 干旱条件下会导致氧化磷酸化解偶联,P/O 比下降,因此呼吸产生的能量多半以热的形 式散失掉,ATP合成减少,从而影响多种代谢 过程和生物合成的进行。随着水分亏缺程度 加剧,呼吸作用逐渐降低到正常水平以下。
内容
一、干旱的相关概念 二、干旱胁迫对植物的伤害 三、园艺植物对干旱的适应性 四、提高园艺植物抗旱性的途径 五、树木抗旱基因与遗传的研究
一、干旱的相关概念
干旱(drought)是一种使植物产生 水分亏缺的环境状况,通常可分为大 气干旱和土壤干旱两种类型,这两种 干旱常结合在一起。这种情况下干旱 是一个气候概念。
暂时萎蔫只是叶肉细胞临时水分失调,而永 久萎蔫会造成原生质严重脱水,引起一系列 生理生化进程的紊乱,时间持续过久,就会 导致植物死亡。 除了萎蔫,有些园艺植物的旱害还有其它外 观症状,例如果树在不同阶段发生干旱时的 主要表现是:早春萌芽前发生干旱时,萌芽 不整齐或延迟萌发;落花落果,坐果率降低、 花期缩短;枝梢生长受到削弱;果实发育受 到抑制或落果严重等。
大气干旱
当大气温度高、光照强,空气中相对湿度低 (10%—20%),尽管土壤中有水,根系活 动也正常,但由于蒸腾强烈,失水量大于根 系吸水量而使植物受害的现象,称为大气干 旱。如我国西北等地就常有大气干旱出现。 大气干旱如果持续时间过久便会引起土壤干 旱。
土壤干旱
当土壤中缺乏可被植物吸收利用的水分,根 系吸水困难,植物体内水分平衡遭到破坏、 致使植物生长缓慢或完全停止生长的现象, 称为土壤干旱。受害情况比大气干旱严重, 我国的西北、华北、东北等地区均常有土壤 干旱发生。
2.中度胁迫 水势下降稍多一些,但一般不 超过1.2~1.5Mpa;或相对含水量降低大 于10%小于20%。 3.严重胁迫 水势下降超过1.5MPa或相对含 水量降低20%以上。 这种划分为衡量水分胁迫程度提供了一般性 的概念,在抗旱研究进行胁迫处理时可以参 考。
二、干旱胁迫对植物的伤害
(一) 旱害的症状 旱害是指土壤水分缺乏或大气相对湿度过 低对植物的危害。植物受到旱害后,细胞因 膨压下降而失去紧张度,叶片和幼茎下垂, 这种现象称为萎蔫 ,分为暂时萎蔫和永久 萎蔫两种类型 。
3.氮代谢
干旱时植物体内的蛋白质分解加速,合成减 少,这与蛋白质合成酶的钝化和能源(ATP) 的减少有关 。植物体内游离氨基酸特别是 脯氨酸含量增高,可增加达数十倍甚至上百 倍之多。因此脯氨酸含量常被用作衡量抗旱 性的生理指标,也有人提出可用于鉴定植物 遭受干旱的程度。
4.核酸代谢
干旱使RNA酶活性增加,RNA分解加快, 而DNA和RNA的合成代谢则减弱,因此 DNA和RNA含量减少。有人认为,干旱 之所以引起植物衰老甚至死亡,是同核酸 代谢受到破坏有直接关系的。
(二)对细胞膜结构的破坏
植物细胞脱水后,破坏了细胞膜的有序结 构 。正常状况下膜脂分子呈双分子排列, 这种排列靠磷脂极性头部与水分子相互连接, 所以膜内必须有一定的束缚水,才能保持这 种膜脂分子的双层排列。而干旱使细胞严重 失水,膜脂分子结构即呈无序的放射状排列, 膜上出现空隙和龟裂,透性增大,无机离子、 氨基酸和可溶性糖等向外渗漏。