植物生理学课件：第十二章 植物的抗性生理
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耐逆性(stress tolerance)：是指植物在不良环境中，通 过代谢的变化来阻止、降低甚至修复由逆境造成的损伤， 从而保证正常的生理活动。-----与原生质特性和生理机制 有关，如生理上形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质和脱落 酸含量。
活性氧 (active oxygen)
具有很强氧化能力、性质活泼的含氧物：如 通过各种途径产生的
§12-1 抗性生理通论
12.1.1 逆境的种类及对植物的伤害
病害
生物胁迫
害虫
逆 (Biotic stress)
杂草
境
水分的（干旱；淹涝）
的
温度的（低温：冷害和冻害；高温:热害）
种 非生物胁迫
类
化学的（除草剂和化肥的副作用；
(Abiotic stress)
盐碱土；大气、水体、土壤污染）
辐射的（紫外光；离子辐射：α β γ χ）
H2O2
抗坏血酸red
谷光甘肽ox
NADPH
抗坏血酸 过氧化氢酶
抗坏血酸 还原酶
谷光甘肽 还原酶
H2O
抗坏血酸OX
谷光甘肽red
NADP+
图12.1 除去H2O2 的Halliwell途径
Leabharlann Baidu
维生素E、谷胱甘肽、抗坏血酸、类胡萝 卜素都是天然的非酶自由基清除剂。
在正常条件下，细胞内自由基的产生和清 除处于动态平衡状态，自由基低。
脱落酸
在逆境条件下，脱落酸含量增加，故称脱落酸 为胁迫激素（stress hormone),又称应急激素，它 调节植物对胁迫环境的适应。 1、逆境时，脱落酸的变化 无论在何种逆境条件下，植物体内脱落酸的含量 都会增加，以提高抗逆性。同一作物不同品种， 抗逆性强的品种，脱落酸的含量高于不抗逆品种。 2、外施脱落酸对抗逆性的影响----外施脱落酸（106---10-4 mol.L-1)可提高作物的抗寒、抗冷、抗盐和 抗旱能力。
逆境（Stress):对植物生长发育和生存不利的 环境的总称叫逆境，又叫胁迫。
逆境生理：研究植物在逆境下的反应叫逆境生理。
植物的抗（逆）性（stress resistance; hardiness)：植物在长期的系统进化中逐渐形 成了对逆境的适应和抵抗能力，称为植物的抗 （逆）性。
抗性锻炼（hardening):植物对环境适应性逐 渐形成的过程，叫抗性锻炼。
的烃酰链（hydrocarbon acyl chain)的流动性； 也有人认为脱落酸使极性脂类脂肪酸去饱和作用。
（2）减少自由基对膜的伤害，延缓SOD和过氧 化物酶等活性的下降，降低丙二醛等有毒物质的 积累。
(3) 改变体内代谢，使脯氨酸、可溶性糖、可 溶性蛋白质等的含量增加。
12.1.3 提高作物抗性的生理措施
在逆境下，平衡被打破，自由基积累过多， 就会伤害细胞。自由基破坏膜结构，损伤 大分子生命物质，引起一系列生理生化紊 乱，导致植物死亡。
渗透调节
渗透势变化 0.2-0.8MPa 人们把胁迫条件下，细胞主动形成渗透调节物
质，提高溶质浓度，从外界吸水，适应逆境胁迫 的现象称为渗透调节（osmoregulation)。 渗透调节物质有：糖、有机酸、一些无机离子（特 别是K+)。 脯氨酸（proline):是最有效的渗透调节物质。 甜菜碱（betaine):在水分亏缺或氯化钠胁迫下，小 麦大麦作物积累甜菜碱。
植物生理学 Plant physiology
芒果树 2006年2月16日摄于海南
第十二章 植物的抗性生理
§12-1 抗性生理通论 §12-2 植物的抗冷性 §12-3 植物的抗冻性 §12-4 植物的抗热性 §12-5 植物的抗旱性 §12-6 植物的抗涝性 §12-7 植物的抗盐性 §12-8 植物的抗病性
逆境对植物的伤害
1、逆境时植物细胞脱水，膜系统破坏，一切 位于膜上的酶活性发生紊乱，各种代谢活动 无序进行，透性加大.
2、光合速率下降。原因：缺水气孔关闭；叶绿 体破坏；酶失活。
3、呼吸速率发生变化 4、糖类、蛋白质降解加速，可溶性物质增加。
12.1.2 植物对逆境的适应
避逆性 (stress avoidance)：植物通过各种方式（时间 或空间上）避开或部分避开逆境的影响。如沙漠中的植物 只在雨季生长。植物有各种本领来适应环境：有形态、解 剖学的特点;以根系发达，叶小来适应干旱；玉米根中形成 通气组织适应淹水。
12.2 植物的抗冷性
低温对植物的伤害又两种：
冷害：喜温作物不能忍受0-10℃的低温。把0 ℃ 以上低温对植物的伤害叫冷害 （chilling injury)
冻害：冰点以下低温对植物组织内结冰引起的 伤害叫冻害（freezing injury ,winter injury)
一、冷害过程中的生理生化变化 胞质环流减慢或停止
超氧阴离子自由基 O2.-
羟基自由基
·OH
过氧化氢 单线态 氧
H2O2 1O2
活性氧对许多生物功能分子有破坏作用，包括对膜的过氧化作 用
植物体内的防御系统------降低和消除活性氧 对膜脂的攻击能力
超氧物歧化酶（superoxidae
dismutase,SOD) 可消除O2.- 产生H2O2
O2.- + O2.- +2H
SODH2O2+O2
过氧化氢酶（catalase,CAT)分解H2O2为水
抗坏血酸过氧化物酶（peroxidase,POD)可将
H2O2分解为水。
SOD,CAT,POD等统称为保护酶系统
具体是抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽 还原酶等共同作用把过氧化氢除去---halliwell-Asada途径
（一）萌发种子及幼苗的锻炼 播种前对萌动种子或萌发小苗进行干旱锻炼或
盐溶液处理，可提高抗旱或抗盐性。 （二）巧施肥 少施N,多施P,K使生长缓慢，提高抗
性 （三）施用植物生长调节物质。如植物生长延缓剂：
ccc,pp333,植物生长抑制：茉莉酸、三典苯甲酸 等可使植物生长健壮，提高ABA含量。提高抗性。
3、脱落酸在交叉适应中的作用----植物处于
零上低温、高温、干旱、盐渍条件下，能提高植 物对另外一种逆境的抵抗能力，这种对不良环境 反应之间的相互适应作用，称为植物中的交叉适 应（cross adaption).其中交叉适应的物质为脱落 酸。
外施脱落酸提高抗逆性的原因：
（1）减少膜的伤害。有人认为脱落酸可提高膜
活性氧 (active oxygen)
具有很强氧化能力、性质活泼的含氧物：如 通过各种途径产生的
§12-1 抗性生理通论
12.1.1 逆境的种类及对植物的伤害
病害
生物胁迫
害虫
逆 (Biotic stress)
杂草
境
水分的（干旱；淹涝）
的
温度的（低温：冷害和冻害；高温:热害）
种 非生物胁迫
类
化学的（除草剂和化肥的副作用；
(Abiotic stress)
盐碱土；大气、水体、土壤污染）
辐射的（紫外光；离子辐射：α β γ χ）
H2O2
抗坏血酸red
谷光甘肽ox
NADPH
抗坏血酸 过氧化氢酶
抗坏血酸 还原酶
谷光甘肽 还原酶
H2O
抗坏血酸OX
谷光甘肽red
NADP+
图12.1 除去H2O2 的Halliwell途径
Leabharlann Baidu
维生素E、谷胱甘肽、抗坏血酸、类胡萝 卜素都是天然的非酶自由基清除剂。
在正常条件下，细胞内自由基的产生和清 除处于动态平衡状态，自由基低。
脱落酸
在逆境条件下，脱落酸含量增加，故称脱落酸 为胁迫激素（stress hormone),又称应急激素，它 调节植物对胁迫环境的适应。 1、逆境时，脱落酸的变化 无论在何种逆境条件下，植物体内脱落酸的含量 都会增加，以提高抗逆性。同一作物不同品种， 抗逆性强的品种，脱落酸的含量高于不抗逆品种。 2、外施脱落酸对抗逆性的影响----外施脱落酸（106---10-4 mol.L-1)可提高作物的抗寒、抗冷、抗盐和 抗旱能力。
逆境（Stress):对植物生长发育和生存不利的 环境的总称叫逆境，又叫胁迫。
逆境生理：研究植物在逆境下的反应叫逆境生理。
植物的抗（逆）性（stress resistance; hardiness)：植物在长期的系统进化中逐渐形 成了对逆境的适应和抵抗能力，称为植物的抗 （逆）性。
抗性锻炼（hardening):植物对环境适应性逐 渐形成的过程，叫抗性锻炼。
的烃酰链（hydrocarbon acyl chain)的流动性； 也有人认为脱落酸使极性脂类脂肪酸去饱和作用。
（2）减少自由基对膜的伤害，延缓SOD和过氧 化物酶等活性的下降，降低丙二醛等有毒物质的 积累。
(3) 改变体内代谢，使脯氨酸、可溶性糖、可 溶性蛋白质等的含量增加。
12.1.3 提高作物抗性的生理措施
在逆境下，平衡被打破，自由基积累过多， 就会伤害细胞。自由基破坏膜结构，损伤 大分子生命物质，引起一系列生理生化紊 乱，导致植物死亡。
渗透调节
渗透势变化 0.2-0.8MPa 人们把胁迫条件下，细胞主动形成渗透调节物
质，提高溶质浓度，从外界吸水，适应逆境胁迫 的现象称为渗透调节（osmoregulation)。 渗透调节物质有：糖、有机酸、一些无机离子（特 别是K+)。 脯氨酸（proline):是最有效的渗透调节物质。 甜菜碱（betaine):在水分亏缺或氯化钠胁迫下，小 麦大麦作物积累甜菜碱。
植物生理学 Plant physiology
芒果树 2006年2月16日摄于海南
第十二章 植物的抗性生理
§12-1 抗性生理通论 §12-2 植物的抗冷性 §12-3 植物的抗冻性 §12-4 植物的抗热性 §12-5 植物的抗旱性 §12-6 植物的抗涝性 §12-7 植物的抗盐性 §12-8 植物的抗病性
逆境对植物的伤害
1、逆境时植物细胞脱水，膜系统破坏，一切 位于膜上的酶活性发生紊乱，各种代谢活动 无序进行，透性加大.
2、光合速率下降。原因：缺水气孔关闭；叶绿 体破坏；酶失活。
3、呼吸速率发生变化 4、糖类、蛋白质降解加速，可溶性物质增加。
12.1.2 植物对逆境的适应
避逆性 (stress avoidance)：植物通过各种方式（时间 或空间上）避开或部分避开逆境的影响。如沙漠中的植物 只在雨季生长。植物有各种本领来适应环境：有形态、解 剖学的特点;以根系发达，叶小来适应干旱；玉米根中形成 通气组织适应淹水。
12.2 植物的抗冷性
低温对植物的伤害又两种：
冷害：喜温作物不能忍受0-10℃的低温。把0 ℃ 以上低温对植物的伤害叫冷害 （chilling injury)
冻害：冰点以下低温对植物组织内结冰引起的 伤害叫冻害（freezing injury ,winter injury)
一、冷害过程中的生理生化变化 胞质环流减慢或停止
超氧阴离子自由基 O2.-
羟基自由基
·OH
过氧化氢 单线态 氧
H2O2 1O2
活性氧对许多生物功能分子有破坏作用，包括对膜的过氧化作 用
植物体内的防御系统------降低和消除活性氧 对膜脂的攻击能力
超氧物歧化酶（superoxidae
dismutase,SOD) 可消除O2.- 产生H2O2
O2.- + O2.- +2H
SODH2O2+O2
过氧化氢酶（catalase,CAT)分解H2O2为水
抗坏血酸过氧化物酶（peroxidase,POD)可将
H2O2分解为水。
SOD,CAT,POD等统称为保护酶系统
具体是抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽 还原酶等共同作用把过氧化氢除去---halliwell-Asada途径
（一）萌发种子及幼苗的锻炼 播种前对萌动种子或萌发小苗进行干旱锻炼或
盐溶液处理，可提高抗旱或抗盐性。 （二）巧施肥 少施N,多施P,K使生长缓慢，提高抗
性 （三）施用植物生长调节物质。如植物生长延缓剂：
ccc,pp333,植物生长抑制：茉莉酸、三典苯甲酸 等可使植物生长健壮，提高ABA含量。提高抗性。
3、脱落酸在交叉适应中的作用----植物处于
零上低温、高温、干旱、盐渍条件下，能提高植 物对另外一种逆境的抵抗能力，这种对不良环境 反应之间的相互适应作用，称为植物中的交叉适 应（cross adaption).其中交叉适应的物质为脱落 酸。
外施脱落酸提高抗逆性的原因：
（1）减少膜的伤害。有人认为脱落酸可提高膜