植物抗性生理

植物抗性生理

第一节抗性生理通论 • 逆境对植物代谢的伤害： • 植物对逆境的适应： • 提高作物抗逆性的生理措施

一、逆境 (stress) 对植物代谢的伤害： • 逆境：使植物产生伤害的环境，又叫胁迫。包括冷、热、旱、涝等。 • 逆境对代谢的影响：（1）破坏细胞膜结构完整性。（2）影响酶活性。（3）大分子物质分解失活（4）内源ABA水平↑ • 代谢强度与抗逆 ( hardiness ) 能力：代谢强度越弱，抗性越强，如休眠种子、休眠芽。代谢强度越强，抗性越弱，如幼苗。

二、植物对逆境的适应： • 植物对逆境的适应：避逆性（stress avoidance）耐逆性（stress tolerance） • 生物膜 • 胁迫蛋白 • 活性氧 • 渗透调节 • 脱落酸

（一）生物膜与抗性 • 膜脂与抗冷（1）膜脂相变：生物膜的膜脂在温度低到一定程度时，由液晶态变成凝胶态的现象。相变结果使原生质流动↓，透性↑，生理生化反应受伤。（2）影响膜流动性的因素。 A、不饱和脂肪酸：含量越高，膜流动性越强，抗冷性也越强 B、磷脂：含量高，流动性好，抗冷性强

（一）生物膜与抗性 • 膜脂与抗盐：膜脂中的MGDG（单半乳糖二甘油脂）与盐分进入植物体有关。 MGDG↑→吸收矿质多，运输快，不抗盐 MGDG↓→吸收矿质少，运输慢，抗盐 • 膜脂与抗旱：饱和脂肪酸含量越高，抗旱力越强

（二）胁迫蛋白 • 逆境条件下，植物体内会诱导合成部分新蛋白，这些蛋白对于植物细胞耐受逆境刺激，平稳度过不良环境具有重要作用。 • 这些蛋白包括： 1、热激蛋白：heat shock protein 2、冷调节蛋白：cold regulated protein 3、渗压素：osmotin 4、厌氧多肽：anaerobic polypeptide

（三）活性氧 • 自由基：氧化能力极强，可破坏许多生物大分子。逆境使自由基大量积累，主要危害：（1）膜脂过氧化，膜完整性被破坏。（2）膜脂产生脱脂化作用，磷脂游离，膜结构破坏。 • 自由基的消除： SOD（超氧化物歧化酶），H2O2酶可有效清除自由基，消除危害。

（四）渗透调节 • 渗透调节：水分胁迫时植物体内积累某些有机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，使植物得以保存体内水分，适应缺水环境的现象。 • 渗透调节物质：（1）脯氨酸（Pro） A．作为渗调物质，维持胞内渗透压，防止水分丧失。 B．保持膜完整性，增强膜蛋白分子之间的水和作用。（2）甜菜碱：（3）K+

（五）脱落酸 • 逆境时ABA的变化：逆境促进胞内ABA水平升高，提高植物的抗性。（1）减少膜伤害（2）减少自由基对膜的破坏（3）促进渗透物质积累（4）减少水分丢失 • 交叉适应：cross adaptation 植物与不良环境反应之间的相互适应作用。交叉适应引起物质： ABA

第二节植物的抗寒性 • 冻害生理 • 冷害的生理

一、冻害生理 • 冻害机理：细胞间结冰、细胞内结冰、 • 植物对抗寒的生理适应： 1．适应方式：（1）形成干种子、埋于土中的延存器官（鳞茎、块茎）。（2）抗寒锻炼： 2．抗寒锻炼中发生的生理生化反应：（1）植物含水量下降（2）呼吸减弱（3）ABA含量上升（4）生长停止，进入休眠（5）保护物质增多

（三）内外条件对抗寒性的影响 • 外界条件：（1）温度：逐渐降温促使植物进入休眠，抗寒力提高。（2）日照：短日↑ABA↑→休眠，抗性↑ （3）光强（4）土壤含水（5）土壤中元素

二、冷害的生理 • 冷害过程的生理生化变化： 1．原生质流动减缓或停止；2．水分平衡失调： 3．光合速率减弱； 4．呼吸速率大起大落： • 冷害机理：低温→膜相改变→膜损坏，透性↑，膜联酶活性↓，氧化磷酸化解偶联，膜酶与游离酶系之间协调被破坏→供能不足，有害物质积累→死亡

第三节植物的抗热性 • 高温对植物的危害：间接危害( 饥饿、氨中毒、蛋白质破坏）直接伤害（Pr变性、膜脂液化） • 内外条件对耐热性的影响：（1）内部因素：喜冷植物：0-15℃最适生长。中生植物：10-30℃最适生长。喜温植物：30-65℃喜温植物：45℃以上受害极度喜温植物：65-100℃受害（2）外部条件：温度、湿度。

第四节植物的抗旱性 • 干旱对植物的伤害： • 作物抗旱性及提高的途径：（一）作物抗旱的形态，生理特征： 1．形态特征：根须发达，根冠比大，叶片细胞小，单位面积气孔多。 2．生理特征：细胞渗透势低，气孔关闭晚，代谢能力强。（二）提高作物抗旱性的生理措施： 1．干旱锻炼：蹲苗 2．合理使用矿质元素： 3．施用生长延缓剂：

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