植物的抗性生理第1頁，課件共29頁，創作于2023年2月

第十三章植物的抗性生理第一節抗性生理通論第二節植物的抗冷性第三節植物的抗凍性第四節植物的抗熱性第五節植物的抗旱性第六節植物的抗澇性第七節植物的抗鹽性第八節植物的抗病性第2頁，課件共29頁，創作于2023年2月

第十三章植物的抗性生理逆境(脅迫):對植物產生傷害的環境有生理的和非生理:生物和非生物脅迫抗性生理:指不良環境對植物生命活動的影響,以及植物對不良環境的抗御能力.

第一節抗性生理通論一,逆境對植物的傷害細胞,透性,酶紊亂.光合作用,同化物,呼吸速率,代謝無序,氣孔關閉,第3頁，課件共29頁，創作于2023年2月二,植物對逆境的適應避免(避逆性):植物能創造一個內環境,在時間上或空間上躲避開,沙漠上的植物,雨季生長.陰生植物—樹蔭下葉片,光照下—旺盛蒸騰作用仙人掌-貯藏水分忍受(耐逆性):在內外環境都不利時,植物仍能存活,進行正常生理活動,苔蘚---極度干旱形態上:根系,發達的通氣組織,生長停止生理上:脅迫蛋白,滲透調節物質,脫落酸,第4頁，課件共29頁，創作于2023年2月逆境下細胞變化（1）逆境感受（2）信號轉導（3）基因表達（4）蛋白合成第5頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈠生物膜生物膜-----流動相鑲嵌液晶相-------凝膠相離子平衡㈡脅迫蛋白關閉正常基因,啟動新的基因高溫---熱激蛋白,低溫---抗凍蛋白㈢活性氧超氧化物陰離子自由基,羥基自由基,過氧化氫,單線態氧,---強氧化能力超氧物歧化酶,過氧化氫酶,抗壞血酸過氧化物酶,脫氫抗壞血酸還原酶,谷胱甘肽還原酶,第6頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈣滲透調節細胞主動形成滲透調節物質,提高溶質濃度,從外界吸水,適應逆境脅迫的現象.糖,有機酸,無機離子脯氨酸高梁,甜菜堿小麥,大麥㈤脫落酸脫落酸—脅迫激素,應激激素⑴逆境時脫落酸的變化低,高溫,干旱,鹽漬和水澇脫落酸都增加第7頁，課件共29頁，創作于2023年2月⑵外施脫落酸對抗逆性的影響濃度(10-6----10-4mol.L-1)提高抗逆性①減少膜的傷害脫落酸可以提高膜的烴酰鏈的流動性,或阻止還原態谷胱甘肽的減少,或使極性脂類脂肪去飽和作用②減少自由基對膜的破壞③改變體內代謝,增加有機物.⑶脫落酸在交叉適應中的作用交叉適應:植物處在某些逆境下,能提高植株對成第8頁，課件共29頁，創作于2023年2月另外一些逆境的抵抗力,這種與不良環境反應之間的相互適應作用水稻干旱,NaCL;低溫-------抗低溫脫落酸三,提高作物抗性的生理措施㈠種子鍛煉㈡巧施水肥㈢施用植物激素第9頁，課件共29頁，創作于2023年2月第二節植物的抗冷性冷害:零上低溫引起喜溫植物的生理障礙,甚至死亡的現象.熱帶和亞熱帶的植物一,冷害過程的生理生化變化㈠胞質環流減慢或停止受冷害后,氧化磷酸化解耦聯,胞質環流減緩或停止.玉米,西瓜,番茄.㈡水分平衡失調根部活力下降,葉尖和葉片干枯.㈢脂肪光合速率減弱第10頁，課件共29頁，創作于2023年2月影響葉綠素的合成.㈣呼吸速率大起大落低溫破壞線粒體結構,氧化磷酸化解偶聯.㈤有機物分解占優勢蛋白質水解酶加強,可溶性氮,游離氨基酸增多.

膜透性變化可能是根本的,原生質,葉綠體,線粒體膜的破壞,引起代謝上的損傷,整株植物發生代謝上的紊亂.二,冷害的機制1,膜上脂類相變在低溫下,構成膜的脂類由液相轉變為固相,脂類第11頁，課件共29頁，創作于2023年2月固化而引起與膜結合的酶解離或者使酶亞基分解,因而失活.增加膜脂中的不飽和脂肪酸的含量和不飽和程度,能有效地降低膜脂的相變溫度,維持流動性,使植物不受傷害.2,改變了膜的透性由于膜脂的不對稱性,在寒流突來臨時,膜體的緊縮不勻而出現斷裂,降低了膜對水分與水溶質的透性,造成了膜的破損滲漏,胞內溶質外流,引起代謝失調.鑒定植物耐冷或不耐冷的指標:細胞內的電解質的濃度.第12頁，課件共29頁，創作于2023年2月3,對光合和呼吸的影響膜的固化,呼吸大于光合,饑餓,同時積累有毒物質—乙醇.三,影響冷害的內外條件㈠內部條件不同物種,品種,不同的生長期.㈡外界環境低溫鍛煉,25℃番茄---12.5℃生長黃瓜,香蕉的果實和甘薯塊根生長速率與抗寒強弱呈負相關.施磷鉀肥,少或不施氮肥,不宜灌水.第13頁，課件共29頁，創作于2023年2月第三節植物的抗凍性凍害:冰點以下的溫度對植物的傷害現象.溫帶植物,非常普遍.北方地區一,植物對凍害的生理適應形態:種子越冬;延存器官過冬;芽鱗片,木栓層和落葉.生理生化:㈠植株含水量下降束縛水提高自由水減少.㈡呼吸減弱呼吸隨溫度的下降而減弱第14頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈢脫落酸含量增多樺樹—秋季日照變短,脫落酸增加.脫落酸的量與抗寒性呈正相關.㈣生長停止進入休眠分生組織的有絲分裂減少,生長速度變慢.生長緩慢和代謝減弱是植物對不良環境的適應反應.㈤保護物質的增多可溶性的糖含量多,脂類也增多,脂類集中在細胞質表層.第15頁，課件共29頁，創作于2023年2月（六）抗凍基因和抗凍蛋白1，抗凍基因2，抗凍蛋白二,內外條件對植物抗凍性的影響第16頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈠細胞間結冰傷害㈡細胞內結冰傷害四,抗凍基因和抗凍蛋白㈠抗凍基因100多種抗凍基因---產生多肽組成膜結構或附著于膜表面,保護和穩定膜㈡抗凍蛋白是在細胞和細胞間隙周圍形成的特殊蛋白,與水晶表面結合,抑制或緩慢水晶進一步向內生長第17頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈠內部因素原產地,北方樺樹,黑松-30℃-40℃熱帶,亞熱帶的植物本身的生理狀態㈡外界條件溫度—降溫,抗寒性提高光照長短:短日照提高抗寒性.光照強度,光強抗寒強土壤水量土壤元素充足三,凍害的機制第18頁，課件共29頁，創作于2023年2月五,凍害損傷的二種假說⑴膜傷害結冰溫度主要是促使組成膜的脂類與蛋白質結構發生變化,使膜失去了半流動鑲嵌狀態,(失去選擇透性),甚至膜出現了大的裂痕,破壞了膜與酶的結合,喪失了對溶質的控制能力,最后引起死亡菠菜細胞,ATP酶,偶聯因子(CF1)⑵硫氫假說

J.Levitt主要是在低溫下破壞了蛋白質空間結構,蛋白質分子伸展,分子中的-SH基暴露后而通過-SH第19頁，課件共29頁，創作于2023年2月基氧化形成-S-S-鍵,鄰近分子-S-S-密集,蛋白質分子發生凝集,當解凍再度吸水時,肽鍵松散,氫鍵斷裂,雙硫鍵還保存,蛋白質空間結構改變,引起細胞傷害和死亡.受凍細胞組織蛋白質中-S-S-增多.第20頁，課件共29頁，創作于2023年2月第四節植物的抗熱性熱害:一,高溫對植物的危害㈠間接傷害1,饑餓溫度補償點2,氨毒害3,蛋白質破壞㈡直接傷害1,生物膜破壞與冷害相似2,蛋白質變性第21頁，課件共29頁，創作于2023年2月自然狀態變性凝聚狀態二,內外條件對耐熱性的影響㈠內部因素生長習性含油量高,耐熱強,含水量高(肉質植物除外),耐熱差㈡外部條件1,溫度2,濕度高溫正常溫度高溫第22頁，課件共29頁，創作于2023年2月三,熱激蛋白果蠅熱激蛋白(HSP)分子量15×103---104×103錯折疊得到合適的折疊，有利于轉運過膜，有交叉保護作用它是由熱激因子（ＨＳＦ）介導的．在熱脅迫下，該單體在核內組裝成三聚體，于是與ＤＮＡ的熱激元件（ＨＳＥ）結合，刺激熱激蛋白mRNA轉錄，翻譯成為熱激蛋白．ｌ第23頁，課件共29頁，創作于2023年2月第五節植物的抗旱性干旱:當植物耗水大于吸水時,使組織內水分虧缺,過度水分虧缺的現象.大氣干旱土壤干旱一,干旱對植物的傷害萎蔫暫時萎蔫永久萎蔫㈠各部位間水分重新分配㈡膜受損傷第24頁，課件共29頁，創作于2023年2月㈢光合作用減弱氣孔關閉,葉綠體結構受損㈣滲透調節溶質累積,滲透勢下降.無機離子,細胞內合成的有機物:脯氨酸,甜菜堿脯氨酸:用于保持胞質溶膠與環境的滲透平衡,防止水分散失,保持膜結構的完整性,增強蛋白質和蛋白質間的水合作用.富集蛋白(LEA):干燥胚中發現二,作物抗旱性的形態,生理特征形態特征:根系發達而深扎,根/冠比大,葉片蠟面沉積,葉片小,單位面積氣孔多.第25頁，課件共29頁，創作于2023年2月生理特征:滲透勢低,酶的合成占優勢三,提高作物抗旱性的途徑㈠抗旱鍛煉蹲苗㈡合理施肥磷,鉀,氮,鈣㈢施用抗蒸騰劑降低蒸騰的化學藥劑四,干旱致死的原因㈠機械損傷學說原生質結構破壞,收縮,折疊,撕裂.第26頁，課件共29頁，