緊急救援小組第十章逆境生理

1、第十章 逆境生理,第一節(jié) 抗性生理通論,第二節(jié) 植物的抗寒性,第三節(jié) 植物的抗旱性,第四節(jié) 植物的抗病性,第一節(jié) 抗性生理通論,一、逆境與抗逆性,抗性分為兩種：避逆性和耐逆性 避逆性植物能夠創(chuàng)造一種內(nèi)部環(huán)境，避免逆境對其內(nèi)部的影響。 耐逆性植物處于不良環(huán)境中，通過代謝的變化來阻止、降低、甚至修復(fù)由逆境造成的傷害，從而保證正常的生理活動,試驗證實， 膜脂碳鏈越短，不飽和脂肪酸越多，固化溫度越低，抗冷性越強。 磷脂與抗凍性有關(guān)。楊樹、蘋果等進入越冬期間，樹皮抗凍性增強時，膜脂中磷脂（磷脂酰膽堿等）含量顯著增高,二）逆境蛋白與抗逆性,在逆境條件下，植物的基因表達發(fā)生改變，關(guān)閉一些正常表達的基因，啟動

2、一些與逆境相適應(yīng)的基因，誘導(dǎo)新蛋白質(zhì)和酶的形成，這些誘導(dǎo)產(chǎn)生的蛋白統(tǒng)稱為逆境蛋白。 1、熱激蛋白（heat shock protein ，HSP）： 在高于植物正常生長溫度（1015）刺激下誘導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)。 HSP家族中很大一部分屬于侶伴蛋白,第二節(jié) 植物的抗寒性,低溫對植物的危害，按低溫程度和受害情況可分為凍害和冷害。 凍害：零下低溫對植物造成的傷害。 冷害：零上低溫對植物造成的傷害。 一、凍害的生理 （一）凍害的類型： 細胞間結(jié)冰與細胞內(nèi)結(jié)冰,1、細胞間隙結(jié)冰傷害 溫度緩慢下降 胞間結(jié)冰對植物傷害的原因： （1）原生質(zhì)過度脫水、蛋白質(zhì)分子破壞、原生質(zhì)凝固變性. （2）機械損傷 （3）融冰

3、傷害,二、冷害的生理,一）冷害引起的生理生化變化 1、光合作用減弱Chl合成受阻，各種光合酶活性受抑。 2、呼吸代謝失調(diào) 大起大落 3、細胞膜系統(tǒng)受損代謝失調(diào) 4、根系吸水能力下降根生長慢，呼吸弱，供能不足，失水大于吸水植株干枯。 5、物質(zhì)代謝失調(diào)分解大于合成,二）冷害的機制 冷害對植物的傷害大致分為兩步： 第一步是膜脂相變 第二步是由于膜損壞而引起代謝紊亂，嚴重時導(dǎo)致死亡,第三節(jié) 植物的抗旱性,一、干旱的類型 旱害：土壤缺水或大氣相對濕度過低對植物的危害。 1、大氣干旱 高溫、強光、大氣相對濕度過低 2、土壤干旱 土壤缺乏可利用水 3、生理干旱 土壤溫度過低、溶液濃度過高、土壤缺氧、有毒物質(zhì)

4、存在,暫時萎蔫(temporary wilting)：降低蒸騰即能消除水分虧缺以恢復(fù)原狀的萎蔫。 永久萎蔫(permanent wilting)：土壤中無可利用的水，降低蒸騰不能消除水分虧缺以恢復(fù)原狀的萎蔫。 永久萎蔫造成原生質(zhì)嚴重脫水，植物死亡,二、干旱對植物的傷害,7、核酸代謝受到破壞,8、植物體內(nèi)水分重新分配 9、酶系統(tǒng)的變化 合成酶類活性下降，水解酶類及某些氧化還原酶類活性增高 10、細胞原生質(zhì)損傷,三、植物抗旱類型和特征,一）植物的抗旱類型 植物對水分的需求不同： 水生植物、中生植物、旱生植物 旱生植物對干旱的適應(yīng)和抵抗方式： 1、逃旱性 通過縮短生育期以逃避干旱缺水的季節(jié),2、御旱

5、性 利用形態(tài)結(jié)構(gòu)上的特點，保持良好的水分內(nèi)環(huán)境,3、耐旱性 這類植物具有忍受脫水而不受永久性傷害的能力 （二）抗旱植物的一般特征 1、形態(tài)特征 根系發(fā)達、深扎、根冠比大 有效地吸收利用土壤深層水分,葉脈致密，單位面積氣孔數(shù)目多，角質(zhì)化程度高 有利于水分的貯存與供應(yīng)，減少水分散失,2、生理特征 細胞滲透勢較低 吸水保水能力強 原生質(zhì)具較高的親水性、黏性、彈性 抗過度脫水和減輕脫水時的機械損傷 缺水時正常代謝活動受到的影響小,第四節(jié) 植物的抗病性,一、病原物對植物的侵染 病原物分為：死體營養(yǎng)型、活體營養(yǎng)型 病原物的致病方式有： （1）產(chǎn)生破壞寄主的降解E （2）產(chǎn)生破壞寄主細胞膜和正常代謝的毒素

6、（3）產(chǎn)生阻塞寄主導(dǎo)管的物質(zhì),4）產(chǎn)生破壞寄主抗菌物質(zhì)的E,5）利用寄主核酸和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng) （6）產(chǎn)生植物激素，破壞寄主原有激素平衡，造成寄主生長異常 （7）將自己的一段DNA插入寄主基因組，迫使寄主為其提供營養(yǎng)物質(zhì),二、植物感病后的生理反應(yīng),1、水分平衡破壞 2、呼吸速率明顯升高 3、光合作用下降 4、激素發(fā)生變化 5、同化物正常運輸受阻,三、植物抗病機制,1、植物形態(tài)結(jié)構(gòu)屏障 蠟被、葉毛、角質(zhì)層 2、氧化E活性增強 3、植物體內(nèi)原有的抗病物質(zhì) （1）植物凝聚素 能與多糖結(jié)合或使細胞凝聚的蛋白質(zhì)；它能識別病原菌并以細胞凝聚殺死病原菌,2）酚類化合物,健康植物體內(nèi)含有大量的酚類化合物，對病原

7、菌具一定的毒性；感病后氧化成毒性更強的醌類物質(zhì)。 4、寄主細胞壁的強化 植物感病后，細胞壁木質(zhì)化（PAL活性與抗病反應(yīng)直接相關(guān)）、富含羥脯氨酸糖蛋白的增加及胼胝質(zhì)的累積,5、侵染部位組織局部發(fā)生壞死,6、植保素的產(chǎn)生 植保素局限在受侵染細胞周圍累積，起屏障隔離作用，防止病菌進一步侵染。 7、細胞壁水解E活性增強 幾丁E、-1,3葡聚糖E 8、產(chǎn)生病程相關(guān)蛋白 降解病原菌的細胞壁,復(fù)習,細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),分子途徑：胞外刺激信號傳遞 膜上信號轉(zhuǎn)換 胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（第二信使） 細胞全能性,呼吸作用,呼吸作用 有氧呼吸（CO2*、H2O * ） 無氧呼吸（乳酸發(fā)酵,呼吸代謝的多樣性： 呼吸途徑（EMP、TC

8、A、PPP、GAC、乙醇酸氧化途徑） 電子傳遞途徑（主路、3支路、交替） 末端氧化E（細胞色素、交替、酚、抗壞血酸、乙醇酸,呼吸作用的指標,呼吸速率 呼吸商（糖類、脂肪和蛋白質(zhì)、有機酸） 呼吸作用與種子、果蔬的貯藏,光合作用,光合色素（種類、吸收光譜、熒光與磷光） 光合作用的機制： 原初反應(yīng)（光能電能、DPA） 電子傳遞與光合磷酸化（電能 ATP和NADPH、紅降及雙光增益 兩個PS、水的光解和放氧、電子傳遞（3種）、光合磷酸化,碳同化（ATP和NADPH糖,C3途徑（受體、產(chǎn)物、E 羧化、還原、再生 受光調(diào)節(jié)的E） C4途徑（受體、產(chǎn)物、E 特點） CAM途徑（受體、產(chǎn)物、E 特點） 光呼吸

9、（細胞器、功能） 光合產(chǎn)物的運輸及分配（運輸形式、機制（3種學說）、分配特點、影響同化物分配的三要素,影響光合作用的因素（光照、CO2、溫度、水分,光能利用率低的原因及提高提高作物產(chǎn)量的途徑和措施,水分代謝,植物細胞對水分的吸收（水勢、滲透性吸水（水勢組分、細胞吸水與水勢的關(guān)系）、吸脹吸水、代謝性吸水） 根系對水分的吸收（方式及動力） 蒸騰作用（指標、部位、氣孔蒸騰（氣孔運動的機理） 水分運輸 合理灌溉的基礎(chǔ),礦質(zhì)營養(yǎng),必需的礦質(zhì)營養(yǎng)（標準、生理作用） 細胞對礦質(zhì)元素的吸收（離子通道運輸、載體運輸、離子泵運輸、胞飲作用） 植物體對礦質(zhì)元素的吸收（特點、過程、葉片營養(yǎng)） 礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸與分配（形式、途徑、分配） 合理施肥的基礎(chǔ),生長物質(zhì),生長素（種類、代謝、運輸、生理作用、作用機理） 赤霉素（種類、代謝、運輸、生理作用） 細胞分裂素（種類、代謝、運輸、生理作用） 脫落酸（種類、代謝、運輸、生理作用） 乙烯（種類、代謝、運輸、生理作用,生長生理,種子的萌發(fā)（概念、影響萌發(fā)的外界條件、生理生化變化） 細胞的生長和分化（分裂、伸長、分化、組織培養(yǎng)）