植物逆境生理专家讲座.pptx

干渴大地受旱稻田受旱麦田秦岭受旱严重作物焦枯洪水无情受涝农田遭受冻害麦苗霜冻突降冻害麦苗令人痛心遭受冷害油菜受干热风危害麦穗本章重点：1、环境胁迫及其对植物伤害机理2、植物抗寒性、抗热性、抗旱性、抗涝性和抗盐性第一节逆境生理概论Generalintroductiontostressphysiology一、逆境概念和种类植物逆境生理专家讲座二、逆境对植物伤害种类三、植物抗逆性与逆境生理学避逆性(stressescape)：指植物经过对生育周期调整来避开逆境干扰，在相对适宜环境中完成其生活史。如：沙漠中短命植物。御逆性(stressavoidance)：植物在生理上或结构上与逆境之间形成某种屏障，从而防止逆境伤害。这类植物通常含有根系发达，吸水、吸肥能力强，物质运输阻力小，结构特化，角质层较厚，有机物质合成快等特点。如仙人掌耐逆性(stresstolerance)：植物可经过代谢反应阻止、降低或修复逆境造成伤害，维持正常生理活动。如：渗透调整、活性氧去除、逆境蛋白诱导。忍耐干旱植物种类-肉质汁光合茎仙人掌；避旱种类植物-深根系甜豆科植物和湿季沙漠之星（Monoptilonbellioides）。植物体改变适应机制包含植物渗透调整诸如菠菜和忍耐冻害寒带植物黑云杉。研究逆境对植物伤害机理，以及植物对不良环境抵抗和适应能力科学，即植物逆境生理学或植物抗性生理学。研究目标：◆了解植物抗逆机理◆提升植物抗逆能力四、植物抗逆生理基础●膜脂饱和脂肪酸和抗旱性呈亲密正相关●膜脂不饱和脂肪酸直接增大膜流动性，提升抗冷性●膜脂中磷脂含量和抗冻性呈亲密正相关（二）逆境蛋白表示（三）抗氧化防御系统增加植物体细胞内活性氧浓度环境原因活性氧与植物膜伤害机制植物体内防御系统能降低或消除活性氧攻击能力。●酶促防御系统SOD、CAT、POD三者活性协调一致，使活性氧维持在一个低水平，这三种酶称为保护酶。●非酶促防御系统（抗氧化剂）VitC、VitE、GSH、Car等。（四）内源激素改变脱落酸能提升植物抗逆性，因为：植物逆境生理专家讲座2、乙烯与植物抗性植物在淹水、干旱、低温、高温等逆境条件下，体内乙烯含量会快速增加，增加这部分乙烯称为逆境乙烯。(stressethylene)（五）渗透调整作用植物在水分胁迫下，经过代谢活动增加溶质，提升细胞液浓度，降低渗透势，从而降低水势，维持吸水能力，确保正常代谢与生长现象，称为渗透调整(osmoregulationorosmoticadjustment)植物逆境生理专家讲座决定细胞渗透势可溶性物质分为两类：●由外界环境进入细胞内各种无机离子，如K+、Cl-等；●细胞本身合成有机物，主要是脯氨酸和甜菜碱（1）脯氨酸在抗逆中作用1.作为渗透物质，保持原生质与环境渗透平衡，预防失水；2.与蛋白质结合增强蛋白质水合作用，增加蛋白质可溶性和降低可溶性蛋白质沉淀，保护生物大分子结构和功效稳定。逆境下积累脯氨酸主要集中在细胞质，使细胞渗透势显著降低，大大提升吸水能力。故脯氨酸是细胞质渗透物质。（2）甜菜碱与植物抗逆性甜菜碱生理作用：◎作为细胞质解毒剂◎作为酶稳定剂◎作为生物合成中甲基供体◎参加磷脂生物合成（3）可溶性糖和游离氨基酸第二节植物抗寒性ColdResistanceofPlant一、冷害与植物抗冷性遭受冷害黄瓜苗直接伤害：植物受低温影响几小时，最多在一天之内即出现伤斑及坏死；间接伤害：植物受到低温伤害后，在最少几天之后出现组织柔软、萎蔫●细胞膜系统受损●根系吸水能力下降●光合作用减弱●呼吸代谢失调●物质代谢失调3、冷害机理在冰点温度植物体会因为水分伴随水势梯度流动，穿过质体膜进入细胞壁和细胞间空隙，而造成细胞内水分匮乏。阻止细胞质结晶冰形成，造成细胞死亡。◆选取抗冷性强作物品种◆低温锻炼◆化学诱导◆合理施肥冻害普通症状：叶片如同烫伤，细胞失去膨压，组织变软，叶色变褐，严重时死亡。植物逆境生理专家讲座①细胞间隙结冰伤害：细胞间隙结冰造成原生质脱水；机械损伤；融冰伤害。②细胞内结冰伤害：细胞内结冰会对生物膜、细胞器和基质结结构成不可逆机械伤害。①膜伤害假说：②巯基假说：◆一年生植物以干燥种子度过低温；◆大多数多年生草本植物地上部死亡，而以埋藏在土壤中地下茎、根等度过低温；◆落叶木本以休眠芽度过低温。①含水量降低植物逆境生理专家讲座抗寒锻炼(coldhardening)：伴随气温下降，植物体内发生一系列适应低温生理生化改变，提升植物抗寒能力过程。3、提升植物抗冻性路径第三节热害与抗热性Heatinjuryandheatresistance植物逆境生理专家讲座依据不一样植物对温度反应，可分为以下几类：喜冷植物：比如一些藻类、细菌和真菌，生长温度为在零上低温(0～20℃)，当温度在15～20℃以上即受高温伤害。中生植物：比如水生和阴生高等植物