植物抗逆生理特征与机理
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PPP途径增强 ②先升后降（冷害、旱害）
③增高（病害）
4. 物质代谢的变化
合成＜分解
5. 原生质膜的变化 膜脂双分子层→星状排列，
膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。
6. 蛋白质的变化 新蛋白质 逆境蛋白：热击蛋白(HSP)
植物的抗逆生理特征和机理
干旱
冰冻→胞间结冰 盐渍→土壤水势下降 高温→蒸腾强烈
(四)植物的适应： 1.增加膜不饱和脂肪酸数量，提高不饱和脂肪酸指 数，降低膜相变温度； 2.改变某些蛋白(酶)的组分。
植物的抗逆生理特征和机理
冷害机理
骤冷 膜破裂
冷害
膜脂相变 液相→固相
渐冷 膜紧缩
不饱和脂肪酸含量越 高，膜脂相变温度越 低，越耐低温。
膜结合酶失活
膜透性增加 膜透性降低(根) 抑制光合与呼吸
逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化被打破，原生 质的性质改变，叶绿体、线粒体等细胞器结构遭到破坏。
植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相一致的。
植物的抗逆生理特征和机理
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
3. 呼吸作用的变化 ①降低（冻害、热害）
氧化磷酸化解偶联，ATP含量减少
②呼吸代谢失调： ③光合作用受阻： ④原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加 ⑤吸收机能减弱：
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
(三)冷害机理： 1.膜发生相变，由液晶态变为疑胶态； 2.膜透性改变，甚至造成破损； 3.代谢紊乱，光合与呼吸变化，吸收机能衰退。 4.运输受阻，酶促反应失调。
逆境忍耐(stress tolerance): 指植物组织虽经受逆 境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复 由逆境造成的伤害，使其仍保持正常的生理活动。
植物的抗逆生理特征和机理
三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点 (一)形态结构变化
逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会导致叶片和嫩 茎萎蔫，气孔开度减小甚至关；淹水使叶片黄化，枯干，根 系褐变甚至腐烂；高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂； 病原菌侵染叶片出现病斑。
植物的抗逆生理特征和 机理
植物的抗逆生理特征和机理
重点和难点
寒冷、干旱条件下生理生化变化 冷害、冻害和旱害机理 提高抗寒性途径 抗旱植物形态生理特征
植物的抗逆生理特征和机理
第一节 植物抗逆的生理基础
一、 逆境(stress)是指对植物生存生长不利的各种环境因
素的总称。
逆境种类
生物因素 病害、虫害、杂草
植物的抗逆生理特征和机理
植物的抗逆生理特征和机理
五. 植物激素在抗逆性中的作用
1. ABA
减少膜的伤害 增加Pro含量 减少水分丧失
2. ETH与其他激素
ETH: 增加几倍或几十倍, 直接或间接地参与
植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程
内源GA活性迅速下降 CTK含量的减少
植物的抗逆生理特征和机理
于枯死。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性 （三）冻害伤害的机理： 1.胞间结冰使原生质严重脱水，蛋白质变性，原生质不 可逆凝胶化； 2.胞内结冰对膜与细胞器产生直接破坏；解冻时温度 回升快，原生质失水，组织干枯；破坏蛋白质空间 结构(-SH假说)(Levitt (1962) 认为结冰对细胞的伤害 主要是低温下破坏了蛋白质空间结构，使分子中的SH暴露，氧化形成-S-S-键，破坏了蛋白质活性。) ； 机械损伤；膜破坏(膜对结冰最为敏感 ①膜透性加大， 电解质外渗 ②膜脂相变，膜结合酶游离而失活。) 。
胞内溶质外渗 阻碍吸水
代谢破坏
直接损害
派生干旱损害
间接损害
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
二、冻害 （一）概念：
冰点(0℃)以下低温对植物的伤害叫冻害。 植物对冰点以下低温的适应叫抗冻性。常与霜害伴随 发生。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
二、冻害 （二）冻害伤害症状与类型： 类型：胞内结冰与胞间结冰。 冻害伤害症状：叶出现烫伤样，组织柔软叶色变褐，终至
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
一、冷害 (二) 伤害症状与类型： 1类型：直接伤害与间接伤害。 2伤害症状： （1）出现伤斑、凹陷； （2）死苗或僵苗不发； （3）组织柔软、萎蔫； （5）木本芽枯顶枯、破皮流胶； （6）花芽分化受破坏，结实率降低。
植物的抗逆生理特征和机理
(三). 冷害引起的生理生化变化 ①生化反应失调： 水解酶类活性＞合成酶类
一、冷害 (一) 概念：
冰点(0℃)以上低温对植物的伤害 叫冷害。
植物对冰点以上低温的适应叫抗 冷性。热带、亚热带植物易受害。
植物的抗逆生理特征和机理
冷害的类型 延迟型冷害：作物在营养生长期遇到低
温，使生育期延迟的一种冷害。 障碍型冷害：作物在生殖生长期间，遭
受短时间的异常低温，使生殖器官 的生理功能受到破坏，造成完全不 育或部分不育而减产的冷害。 混合型冷害：在同一年度里同时发生延 迟型冷害与障碍型冷害，导致产量 大幅度下降。
水分胁迫 膜损伤
植物的抗逆生理特征和机理
四、 (一)
多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分 胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提 高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压 力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水 分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 (osmoregulation)。 (二)
1.无机离子 2.脯氨酸 3.甜菜碱 4.可溶性糖
理化因素
物理的 辐射性的
化学的 温度的 水分的
植物的抗逆生理特征和机理
植物的抗逆生理特征和机理
二、抗逆性及方式 抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和忍耐能力。简
称抗性
逆境逃避(stress avoidance):指由于植物通过各种 方式摒拒逆境的影响，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。
六.逆境胁迫下活性氧伤害
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
植物生长对温度的反应有三基点，即最低 温度、最适温度和最高温度。超过最高温 度，植物就会遭受热害。低于最低温度， 植物将会受到寒害(包括冷害和冻害)。温度 胁迫即是指温度过低或过高对植物的影响。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
PPP途径增强 ②先升后降（冷害、旱害）
③增高（病害）
4. 物质代谢的变化
合成＜分解
5. 原生质膜的变化 膜脂双分子层→星状排列，
膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。
6. 蛋白质的变化 新蛋白质 逆境蛋白：热击蛋白(HSP)
植物的抗逆生理特征和机理
干旱
冰冻→胞间结冰 盐渍→土壤水势下降 高温→蒸腾强烈
(四)植物的适应： 1.增加膜不饱和脂肪酸数量，提高不饱和脂肪酸指 数，降低膜相变温度； 2.改变某些蛋白(酶)的组分。
植物的抗逆生理特征和机理
冷害机理
骤冷 膜破裂
冷害
膜脂相变 液相→固相
渐冷 膜紧缩
不饱和脂肪酸含量越 高，膜脂相变温度越 低，越耐低温。
膜结合酶失活
膜透性增加 膜透性降低(根) 抑制光合与呼吸
逆境往往使细胞膜变性、龟裂，细胞的区域化被打破，原生 质的性质改变，叶绿体、线粒体等细胞器结构遭到破坏。
植物形态结构的变化与代谢和功能的变化是相一致的。
植物的抗逆生理特征和机理
(二). 逆境协迫下植物的一般生理变化
1. 逆境与植物的水分代谢 Levitt(1980) 2. 光合速率下降
3. 呼吸作用的变化 ①降低（冻害、热害）
氧化磷酸化解偶联，ATP含量减少
②呼吸代谢失调： ③光合作用受阻： ④原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加 ⑤吸收机能减弱：
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
(三)冷害机理： 1.膜发生相变，由液晶态变为疑胶态； 2.膜透性改变，甚至造成破损； 3.代谢紊乱，光合与呼吸变化，吸收机能衰退。 4.运输受阻，酶促反应失调。
逆境忍耐(stress tolerance): 指植物组织虽经受逆 境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复 由逆境造成的伤害，使其仍保持正常的生理活动。
植物的抗逆生理特征和机理
三、植物在逆境下的形态变化与代谢特点 (一)形态结构变化
逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会导致叶片和嫩 茎萎蔫，气孔开度减小甚至关；淹水使叶片黄化，枯干，根 系褐变甚至腐烂；高温下叶片变褐，出现死斑，树皮开裂； 病原菌侵染叶片出现病斑。
植物的抗逆生理特征和 机理
植物的抗逆生理特征和机理
重点和难点
寒冷、干旱条件下生理生化变化 冷害、冻害和旱害机理 提高抗寒性途径 抗旱植物形态生理特征
植物的抗逆生理特征和机理
第一节 植物抗逆的生理基础
一、 逆境(stress)是指对植物生存生长不利的各种环境因
素的总称。
逆境种类
生物因素 病害、虫害、杂草
植物的抗逆生理特征和机理
植物的抗逆生理特征和机理
五. 植物激素在抗逆性中的作用
1. ABA
减少膜的伤害 增加Pro含量 减少水分丧失
2. ETH与其他激素
ETH: 增加几倍或几十倍, 直接或间接地参与
植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程
内源GA活性迅速下降 CTK含量的减少
植物的抗逆生理特征和机理
于枯死。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性 （三）冻害伤害的机理： 1.胞间结冰使原生质严重脱水，蛋白质变性，原生质不 可逆凝胶化； 2.胞内结冰对膜与细胞器产生直接破坏；解冻时温度 回升快，原生质失水，组织干枯；破坏蛋白质空间 结构(-SH假说)(Levitt (1962) 认为结冰对细胞的伤害 主要是低温下破坏了蛋白质空间结构，使分子中的SH暴露，氧化形成-S-S-键，破坏了蛋白质活性。) ； 机械损伤；膜破坏(膜对结冰最为敏感 ①膜透性加大， 电解质外渗 ②膜脂相变，膜结合酶游离而失活。) 。
胞内溶质外渗 阻碍吸水
代谢破坏
直接损害
派生干旱损害
间接损害
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
二、冻害 （一）概念：
冰点(0℃)以下低温对植物的伤害叫冻害。 植物对冰点以下低温的适应叫抗冻性。常与霜害伴随 发生。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
二、冻害 （二）冻害伤害症状与类型： 类型：胞内结冰与胞间结冰。 冻害伤害症状：叶出现烫伤样，组织柔软叶色变褐，终至
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
一、冷害 (二) 伤害症状与类型： 1类型：直接伤害与间接伤害。 2伤害症状： （1）出现伤斑、凹陷； （2）死苗或僵苗不发； （3）组织柔软、萎蔫； （5）木本芽枯顶枯、破皮流胶； （6）花芽分化受破坏，结实率降低。
植物的抗逆生理特征和机理
(三). 冷害引起的生理生化变化 ①生化反应失调： 水解酶类活性＞合成酶类
一、冷害 (一) 概念：
冰点(0℃)以上低温对植物的伤害 叫冷害。
植物对冰点以上低温的适应叫抗 冷性。热带、亚热带植物易受害。
植物的抗逆生理特征和机理
冷害的类型 延迟型冷害：作物在营养生长期遇到低
温，使生育期延迟的一种冷害。 障碍型冷害：作物在生殖生长期间，遭
受短时间的异常低温，使生殖器官 的生理功能受到破坏，造成完全不 育或部分不育而减产的冷害。 混合型冷害：在同一年度里同时发生延 迟型冷害与障碍型冷害，导致产量 大幅度下降。
水分胁迫 膜损伤
植物的抗逆生理特征和机理
四、 (一)
多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分 胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提 高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压 力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水 分胁迫环境，这种现象称为渗透调节 (osmoregulation)。 (二)
1.无机离子 2.脯氨酸 3.甜菜碱 4.可溶性糖
理化因素
物理的 辐射性的
化学的 温度的 水分的
植物的抗逆生理特征和机理
植物的抗逆生理特征和机理
二、抗逆性及方式 抗逆性(hardiness):植物对逆境抵抗和忍耐能力。简
称抗性
逆境逃避(stress avoidance):指由于植物通过各种 方式摒拒逆境的影响，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。
六.逆境胁迫下活性氧伤害
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性
植物生长对温度的反应有三基点，即最低 温度、最适温度和最高温度。超过最高温 度，植物就会遭受热害。低于最低温度， 植物将会受到寒害(包括冷害和冻害)。温度 胁迫即是指温度过低或过高对植物的影响。
植物的抗逆生理特征和机理
第二节 植物的抗寒性