植物的抗旱机理及提高抗旱性的途径.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,植物的抗旱机理及提高抗旱性的途径,班级：硕士九班,学号：,3060103,在全世界，干旱和半干旱地区的总面积约占陆地面积的,30%,以上；在中国，干旱和半干旱地区约占国土面积的,50%,左右，大部分分布在北方，西北地区，因此，干旱是制约这一地区农业生产的主要限制因素。如果再加上其它非干旱地区的地区季节性干旱的影响，干旱对农业生产的影响就更加严重。因此，从植物角度，如何提高植物的抗旱性，就成为未来发展旱地农业的一个重要研究课题。,旱害：由于干旱导致植物水分亏缺所造成的伤害。,干旱是一种因长期缺雨或少雨使土壤水分缺乏，空气干燥的气候现象。,在抗旱生理上，干旱就是土壤可用水缺乏或空气干燥的土壤或气候现象。,干旱在气象学上有两种含义，一是干旱气候，即干旱和半干旱地区气候的基本情况；二是气候异常，某段时间降水量大大少于多年平均值。,作物的水分状况取决于吸收和蒸腾两个方面，吸水减少或蒸腾过多都可引起水分亏缺。因此，在抗旱生理研究中，根据干旱发生的场所和产生的原因，可将干旱胁迫为三种类型：,土壤干旱,大气干旱,生理干旱：由于不利的土壤环境条件使植物吸水困难，导致体内缺水的现象。,一、旱害的机理,Mechanisms for drought injury,在重度水分亏缺下，干旱抑制生长和干旱致死都与膜损伤有关，特别是在快速脱水或突然复水时，会导致植物体死亡，干旱致死的机制有三种学说：,1.,机械伤害学说,当细胞吸水或失水时，细胞原生质体和细胞壁都会发生收缩和膨胀，但两者收缩或膨胀的程度和速度不同，当细胞过度失水时，原生质收缩超过细胞壁的收缩能力，原生质收缩，由于原生质与胞壁某些部分具有粘连，原生质体可能被撕破，即使原生质体与细胞壁没有粘连，原生质体收缩程度大于细胞壁，原生质体质膜外侧由于缺乏亲水物质的保护而使膜破裂。,当细胞过度失水后，突然复水，由于细胞壁的吸水膨胀速度大于原生质体，胞壁膨胀时可能会将原生质体拉破。,2.,膜构形变化,与细胞膜紧密结合的水分子层细胞膜稳定的重要因素，因此，当干旱引起极度脱水时，细胞膜失去水层，使膜脂分子的排列发生改变，从双层结构改变为六方品型，或微团结构，使膜上出现亲水腔道和裂缝，使内含物向外渗漏，同时由于细胞膜失水和膜脂分子排列的改变，使膜在膜上的位置和构形发生改变，丧失生物活性,。,3,、自由基伤害,自由基伤害学说认为，失水胁迫会打破活性氧原有的代谢平衡，诱发氧化胁迫，致使细胞生理代谢紊乱。,其中，,O,2-,与植物干旱胁迫耐性密切相关，是引起植物耐性极限崩溃的主要原因。而超氧化物歧化酶（,superoxide,dismutase,，,SOD,）是迄今为止发现的惟一以,O,2-,为底物的酶。,在该酶作用下，,O,2-,发生岐化反应：,2 O,2-,+2,+,H,2,O,2,+O,2,将,O,2-,歧化为过氧化氢（,H,2,O,2,）和氧气（,O,2,），其中的,H,2,O,2,又被,APX,和,CAT,分解为,H,2,O,和,O,2,，从而解除,O,2-,造成的氧化胁迫。作为植物抗氧化系统的第一道防线，,SOD,在维持植物体内,O,2-,的动态代谢平衡中起着极其重要的作用。,二、植物的抗旱及提高抗旱性的途径,抗旱植物应具有下列特征：,（,1,）发达的根系：如根深，可吸收土壤深层的水分，在干旱时保证充足的水分供应。,（,2,）灵敏的气孔调节能力和特殊的气孔结构，如气孔内陷，发达的角质层，减少蒸腾失水。,（,3,）在干旱时，叶片卷曲或脱落，降低蒸腾面积，减少蒸腾损失。叶片脱落对植物度过干旱期有利，但对生物产量和经济产量将会产生不利影响。,一种沙漠植物，主要依靠叶片从雾中吸收水分,（,4,）渗透调节能力强，增大细胞保水或吸水能力。,（,5,）细胞体积小，减轻脱水时的机械损伤。,（,6,）细胞原生质含有较多的保护性物质。如活性氧清除能力等。,提高植物抗旱的途径,提高植物抗旱根本途径是进行抗旱育种，培育抗旱品种。但从能量守恒定律来看，不可能育出在正常条件下高产，在干旱条件下抗旱而且具有较高产量的品种。所以干旱发生时间的预测非常重要。,对于难于预测的干旱，应用采用其它措施来提高抗旱性，措施有：,（,1,）抗旱锻炼 人为创造不同程度的干旱条件，提高植物的抗旱性，对干旱的适应能力。促进根系发育，提高渗透调节能力，积累保护性物质，增强抗脱水能力。,（,2,）蹲苗 在苗期时适当干旱，促进根系向深处发展。,（,3,）搁苗 移栽前将幼苗放置一段时间，增强渗透调节能力和吸氧能力。,（,4,）播前种子抗旱锻炼 种子萌动露出胚根时，在阴凉处风干，再吸水，再风干，反复数次，然后播种，增强原生质的亲水性。,（,5,）合理施肥 多施,P,、,K,肥。,P,素促进蛋白质的合成，增大原生质的水合度，,K,做为渗透物质和促进碳水化合物运输，降低渗透势。,（,6,）化学调控 植物生长调节剂,ABA,、,PP,333,、,S,3307,。抗蒸腾剂 黄腐酸，高岭土等,甜菜碱在植物的渗透调节中具有重要作用,它有很强的溶解度,与脯氨酸一样称为细胞质渗透物质。,因此在研究植物抗旱时,经常将在干旱胁迫下,植物的,有机溶质脯氨酸,、,可溶性糖,、,无机离子,K+,、,Na+,、,甜菜碱,的含量作为衡量抗旱性强弱的生化指标。,水资源短缺是中国乃至整个世界普遍关注的问题,研究植物的抗旱机理与筛选，培育抗旱性强的优良植物品种,一直以来是中外学者共同努力的方向。到目前为止,植物的抗旱机理已经在分子水平上取得了较大的进展,并能够被认可与接受，在抗旱指标鉴定上研究的也相当多。,谢谢！,