13抗性生理分析

13抗性生理分析第一頁(yè)，共25頁(yè)。第一節(jié)：抗性生理通論一：逆境對(duì)植物的上海1.細(xì)胞脫水，膜系統(tǒng)破壞（酶系統(tǒng)破壞）2.冰凍、高溫、鹽漬和淹水脅迫時(shí)，呼吸速率下降；3.零上低溫和干旱脅迫時(shí)，呼吸先升后降；4.感染病毒時(shí)，呼吸顯著增加第二頁(yè)，共25頁(yè)。二：植物對(duì)逆境的適應(yīng)

主要包括兩個(gè)方面：避逆性；抗逆性1.生物膜變化；2.脅迫蛋白變化；3.活性氧變化；4.滲透調(diào)節(jié)

脯氨酸；甜菜堿5.脫落酸

減少膜傷害；減少自由基破壞；交叉適應(yīng)（植物在一種逆境中可以提高對(duì)另一種逆境的適應(yīng)能力）第三頁(yè)，共25頁(yè)。三：提高作物抗性的生理措施1.種子鍛煉2.巧施水肥3.施用植物激素

生長(zhǎng)延緩劑和生物抑制劑的使用第四頁(yè)，共25頁(yè)。Section1植物的水分脅迫1.1旱害Droughtinjure：是指土壤水分缺乏或者大氣相對(duì)濕度過(guò)低對(duì)植物造成的危害。植物對(duì)干旱的適應(yīng)和忍耐能力---抗旱性。干旱土壤干旱大氣干旱久旱無(wú)雨，土壤缺乏有效水大氣干旱，大氣RH<20%，蒸騰騰>>吸水，時(shí)間長(zhǎng)了也會(huì)導(dǎo)致土壤干旱。第五頁(yè)，共25頁(yè)。1.1.1.2.代謝失調(diào)1）水分重新分配干旱后最下部葉片首先發(fā)黃脫落（水勢(shì)較低的成熟葉向這些衰老葉奪水）。其次枯萎，脫落的是胚胎組織（花，幼果）及幼嫩組織（幼葉，生長(zhǎng)點(diǎn)等）。第六頁(yè)，共25頁(yè)。2）光合下降、呼吸增強(qiáng)a.同化能力↓b.光合產(chǎn)物積累對(duì)光合反饋抑制，同化能力下降，表現(xiàn)為失水后氣孔阻力↑，CO2進(jìn)入受阻，C3植物光呼吸↑，電子傳遞和光合磷酸化下降。向日葵，電子傳遞PSP活力下降，－1.7MPaPSP為0。第七頁(yè)，共25頁(yè)。干旱時(shí)還影響同化物向庫(kù)端運(yùn)轉(zhuǎn)，使葉S↑從而TP不能外運(yùn)。葉綠體中光合產(chǎn)物↑，光合↓。開(kāi)始時(shí)呼吸下降，有人認(rèn)為與光合↓與細(xì)胞內(nèi)CO2濃度瞬時(shí)上升有關(guān)，也有人認(rèn)為是干旱下呼吸酶活力↓。但隨著干旱時(shí)間延長(zhǎng)線粒體膜結(jié)構(gòu)受損，OSP解偶聯(lián)，有O2呼吸效率大大↓，反之淀粉水解酶活力↑，糖↑，加上運(yùn)轉(zhuǎn)受阻，使呼吸底物大大↑，呼吸↑。導(dǎo)致植物饑餓而死。第八頁(yè)，共25頁(yè)。3）核酸降解、蛋白質(zhì)降解干旱時(shí)蛋白酶活力↑，游離aa↑，RNA酶活力↑，使RNA水解，也發(fā)現(xiàn)DNA量下降。4）脯氨酸積累①來(lái)源增加，蛋白質(zhì)水解直接產(chǎn)生Pro和其它aa。②合成↑，③氧化↓。Pro積累的功能：

a.解NH3毒。b.提高束縛水含量。第九頁(yè)，共25頁(yè)。5）植物激素變化促進(jìn)型↓，抑制型↑，尤以ABA↑最多。6）有毒物質(zhì)積累蛋白質(zhì)分解↑，NH3，胺↑。7）細(xì)胞原生質(zhì)損傷。

細(xì)胞干旱脫水時(shí)，液泡收縮，使原生質(zhì)與其相連的細(xì)胞壁同時(shí)向內(nèi)收縮，在細(xì)胞壁上形成很多銳利的折疊，成為撕破原生質(zhì)的結(jié)構(gòu)。此時(shí)細(xì)胞驟然吸水復(fù)原，可引起細(xì)胞質(zhì)、壁不協(xié)調(diào)膨脹把粘在細(xì)胞壁上的原生質(zhì)撕破，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。第十頁(yè)，共25頁(yè)。1.1.2植物的抗旱性1.1.2.1.抗旱機(jī)制1）形態(tài)：凡是促進(jìn)吸水，減少蒸騰，體內(nèi)水分運(yùn)轉(zhuǎn)流暢的結(jié)構(gòu)都有利于抗旱。a.根系、更高的根冠比--"開(kāi)源"b.葉片更厚、葉面積變小、角質(zhì)層更厚-“節(jié)流”。c.輸導(dǎo)系統(tǒng)更為發(fā)達(dá)，氣孔多且小--"流暢"第十一頁(yè)，共25頁(yè)。2）抗旱的生理生化機(jī)制保持細(xì)胞有很高的親水能力，防止細(xì)胞嚴(yán)重脫水。水解酶類保持穩(wěn)定，減少生物大分子分解，保持原生質(zhì)體，尤其是質(zhì)膜不受破壞。使細(xì)胞代謝不至發(fā)生紊亂異常，光合作用與呼吸作用在干旱下仍維持較高水平。脯氨酸、甜菜堿和脫落酸等物質(zhì)積累變化也是衡量植物抗旱能力的重要特征。第十二頁(yè)，共25頁(yè)。1.2澇害

第十三頁(yè)，共25頁(yè)。1.2.1澇害對(duì)植物的傷害澇害的實(shí)質(zhì)是缺O(jiān)2

1)因缺氧引起的形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變化生長(zhǎng)↓，葉發(fā)黃（營(yíng)養(yǎng)缺），根變黑（土壤氫還電位低），葉柄偏上生長(zhǎng)（Eth）；細(xì)胞器－線粒體脊少－缺O(jiān)2不發(fā)育；產(chǎn)生氣生根（IAA）－為獲得O2，組織崩潰（Eth），莖桿上產(chǎn)生潰洞。第十四頁(yè)，共25頁(yè)。2)代謝受損：

光合下降，氣孔堵塞或關(guān)閉，CO2進(jìn)入受阻，無(wú)O2呼吸↑，產(chǎn)生乙醇，乙醛，NH3，乳酸等積累和H2S中毒。3)營(yíng)養(yǎng)失調(diào)吸收能力下降，土壤N、P、K、Ca等流失，引起缺乏癥，另外，淹水后O2氧化還原電位下降，H2S、Fe、Mn以及丁酸↑，引起微量元素中毒。第十五頁(yè)，共25頁(yè)。4)激素IAA不能極性運(yùn)轉(zhuǎn)，積累在近水而處產(chǎn)生氣生根，根不能合成CTK。ACC在淹水下合成后運(yùn)往地上部產(chǎn)生大量Eth引起脫葉和組織崩潰。5)有毒物質(zhì)積累第十六頁(yè)，共25頁(yè)。Section2溫度脅迫植物的溫度脅迫有低溫和高溫脅迫。低溫對(duì)植物的危害可分為兩種，凍害和冷害。2.1低溫脅迫2.2高溫脅迫第十七頁(yè)，共25頁(yè)。1)Intercellularfreezing――細(xì)胞間隙結(jié)冰

第十八頁(yè)，共25頁(yè)。2.1.3植物對(duì)低溫的適應(yīng)1)含水量、代謝、生長(zhǎng)均下降

總含水量逐漸↓，蔗糖等保護(hù)性物質(zhì)的積累，使束縛水含量上升↑，自由水含量降低，自由水/束縛水比值↓。2)保護(hù)物質(zhì)積累包括NADPH--打開(kāi)－S－S－，ATP提供合成反應(yīng)能量，糖的↑--增加束縛水含量，提高細(xì)胞液濃度。第十九頁(yè)，共25頁(yè)。3)膜脂不飽和脂肪酸含量提高膜脂不飽和脂肪酸↑，增加了膜流動(dòng)性，降低了相變溫度，不易發(fā)生膜脂相變而受害。膜中磷脂含量↑。4)ABA↑，GA↓,冬眠dormancyappears。5)抗凍之蛋白積累

抗凍植物中發(fā)現(xiàn)Ice-Box--結(jié)冰誘導(dǎo)的基因表達(dá)第二十頁(yè)，共25頁(yè)。2.2高溫脅迫喜冷植物，部分藻類，細(xì)菌和真菌，15－20℃就受熱害。中生植物，35℃以上包括絕大部分植物和主要農(nóng)作物。喜溫植物，有的藻類，細(xì)菌達(dá)65－100℃，很多沙漠植物>50℃。Heatinjure：指35℃以上的高溫對(duì)中生植物的危害。第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。2.2.2植物的抗熱性1)蛋白質(zhì)在高溫下保持高度穩(wěn)定高溫下光合能力強(qiáng)，蛋白質(zhì)中－S－S－多，蛋白質(zhì)不易變性和水解。2)含水量降低干種子，休眠芽，束縛水含量高，自由水含量低。第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。3)飽和脂肪酸含量高。4)有機(jī)酸含量

CAM--非常耐熱原因，含有大量有機(jī)酸。

可以減輕或防止NH3中毒。第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。5)形成熱激蛋白高溫誘導(dǎo)下新合成的一類蛋白質(zhì)叫熱激蛋白(heatshockprotein,簡(jiǎn)稱HSPs或hsps)，其功能是對(duì)植物的蛋白、核酸甚至生物膜起保護(hù)作用，避免受熱變