植物的逆境生理讲义专家讲座.pptx

,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,*,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,*,一、逆境种类与植物抗逆性,（,1,）逆境概念及其种类,逆境：,指对植物生长和生存不利各种环境原因总和，又称胁迫。,植物抗逆性（简称抗性）,：植物对逆境适应和抵抗能力。,逆境种类：,生物胁迫：病虫害、杂草等,非生物（理化原因）：温度、水分、辐射、化学原因、天气等,植物的逆境生理讲义专家讲座,第1页,植物的逆境生理讲义专家讲座,第2页,（,2,）植物抵抗逆境方式,避逆性：,指植物经过各种方式避开或部分避开逆境影响。,如沙漠中植物,经过生育期调整来避开不良气候,；或经过,特殊形态结构（仙人掌肉质茎）贮存大量水分,；植物叶表覆盖茸毛、蜡质等,防止干旱伤害,；,强光下叶片卷缩等防止强光伤害,。,-,是物理过程,耐逆性：,指植物在不良环境中，经过,代谢改变,来阻止、降低甚至修复由逆境造成损失，从而确保正常生理活动。,如针叶数能够忍受,-40,-70,低温；而一些温泉细菌能在,70,-80,，甚至沸水中存活。,-,是化学过程,植物的逆境生理讲义专家讲座,第3页,二、逆境对植物伤害,1,、代谢失调,（,1,）水分代谢失调,干旱引发直接水分胁迫；低温、冰冻、盐、高温引发间接水分胁迫。,（,2,）,光合速率下降,任何逆境均引发光合速率下降,（,3,）,呼吸代谢发生改变,冻害、热害、盐渍、涝害引发呼吸速率下降；冷害、干旱时呼吸速率先升后降；病害、伤害呼吸速率显著增强，且,PPP,路径增强。,（,4,）大分子物质降解,各种逆境下，物质分解大于合成。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第4页,2,、活性氧伤害,指性质极为活泼、氧化能力很强含氧物总称。,如超氧物阴离子自由基（,O,2-.,），羟基自由基（,.,OH,），过氧化氢（,H,2,O,2,），脂质过氧化物（,ROO,-,）和单线态氧（,1,O,2,）。,（,1,）细胞结构和功效受损,活性氧易引发线粒体结构和功效破坏，使氧化磷酸化效率降低。,（,2,）生长受抑,活性氧显著抑制植物生长，且根比芽对高氧逆境更敏感。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第5页,（,3,）诱发膜脂过氧化作用,膜脂过氧化指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生过氧化反应。,膜脂由液晶态转变成凝胶态，引发膜流动性下降，质膜透性大大增加。,（,4,）损伤生物大分子,活性氧氧化能力很强，能破坏植物体内蛋白质、核酸等生物大分子。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第6页,3,、,质膜损伤,当植物受到逆境胁迫时，造成膜相变和膜结构破坏，质膜及各种细胞器内膜系统都会膨胀或破坏：,（,1,）膜透性增大，内含物渗漏；,（,2,）结合在膜上酶系统活性降低，有机物分解占优势；,（,3,）膜蛋白损伤，破坏蛋白质空间构象。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第7页,三、植物对逆境生理适应,（,1,）生物膜与抗逆性,旱害、寒害、盐害、大气污染、病害和氧化胁迫等逆境，会造成原生质膜破坏，生物膜结构和功效稳定性与植物抗逆性亲密相关。,膜脂中碳链相对短、不饱和脂肪酸多时，植物抗冷性强。,膜脂中饱和脂肪酸相对含量高（抗脱水能力强），植物抗旱、抗热性强。,膜蛋白稳定性强，植物抗逆性也强。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第8页,（,2,）逆境蛋白与抗逆性,逆境条件诱导植物产生蛋白质统称为,逆境蛋白,1,、,热激蛋白,植物在高于正常生长温度刺激下诱导合成新蛋白称热激蛋白,/,热休克蛋白。,热激蛋白功效：,预防蛋白质变性，使其恢复原有空间构象和生物活性，增强植物抗热性。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第9页,2,、,低温诱导蛋白,植物经过低温处理后重新合成一些特异性蛋白质，称为,低温诱导蛋白,/,冷响应蛋白,/,冷激蛋白,冷激蛋白功效：,降低细胞失水和预防细胞脱水作用，有利于提升植物对冰冻逆境抗性。,3,、,渗调蛋白,植物在干旱或盐渍条件下合成参加渗透调整蛋白质，称为,渗透蛋白,。,渗透蛋白功效：,降低细胞渗透势和预防细胞脱水，有利于提升植物对盐和干旱胁迫抗性。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第10页,4,、,病程相关蛋白,病程相关蛋白是植物受到病原菌侵染后合成一类参加抗病作用蛋白质。,如几丁酶和,-1,3-,葡聚糖酶活性，能够抑制病原真菌孢子萌发，降解病原菌细胞壁，抑制菌丝生长。,-1,3-,葡聚糖酶分解细胞壁产物还能诱导与其它防卫系统相关酶系，从而提升植物抗病能力。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第11页,（,3,）抗氧化防御系统,1,、,保护酶体系,超氧化物歧化酶（,SOD,）,-,使,O,2-,发生歧化反应，生成,O,2,和,H,2,O,2,；,过氧化物酶（,POD,）,-,催化过氧化物分解；,过氧化氢酶（,CAT,）,-,催化,H,2,O,2,分解为,H,2,O,和,O,2,植物的逆境生理讲义专家讲座,第12页,2,、,抗氧化物质（非酶促体系）,如抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、维生素、类胡萝卜素、巯基乙醇、甘露醇等，是植物体内,1,O,2,猝灭剂。,其中类胡萝卜素是最主要,1,O,2,猝灭剂，可使叶绿素免受光氧化损害。,植物体内一些次生代谢物如多酚、单宁、黄酮类物质也能有效地去除,O,2-,。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第13页,（,4,）渗透调整与抗逆性,水分胁迫时植物体内主动积累各种有机和无机物质来提升细胞液浓度，降低渗透势，提升细胞保水力，从而适应水分胁迫环境，这种现象称为,渗透调整,。,渗透调整是在细胞水平上经过代谢来维持细胞正常彭压。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第14页,渗透调整物质种类与作用：,一是无机离子：,K,、,Na,、,Ca,、,Mg,、,Cl,、,NO,3,-,、,SO,4,2-,等。,二是有机溶质：,主要是脯氨酸、甜菜碱、蔗糖、甘露醇、山梨醇等。,全部逆境（尤其是干旱）引发脯氨酸和甜菜碱累积，且主要存在于细胞质中。,脯氨酸、甜菜碱都是细胞质渗透物质。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第15页,（,5,）脱落酸与抗逆性,各种逆境尤其是水分胁迫引发,ABA,含量大增，增强植物抗逆性，,ABA,又称逆境激素,。,ABA,或生长延缓剂能提升植物对各种逆境抗性。,植物的逆境生理讲义专家讲座,第16页,四、寒害生理和抗寒性（冷害和冻害）,冷害：,指,零度以上,低温对植物所造成危害；,冻害：,指,零度以下,低温使植物组织内结冰引发伤害,五、热害生理和抗热性,六、旱害生理和抗旱性,七、涝害生理和抗涝性,八、盐害生理和抗盐性,九、病害生理和抗病性,十、虫害生理和抗虫性,植物的逆境生理讲义专家讲座,第17页,