植物的抗性生理

關(guān)于植物的抗性生理第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

第十三章植物的抗性生理第一節(jié)抗性生理通論第二節(jié)植物的抗冷性第三節(jié)植物的抗凍性第四節(jié)植物的抗熱性第五節(jié)植物的抗旱性第六節(jié)植物的抗?jié)承缘谄吖?jié)植物的抗鹽性第八節(jié)植物的抗病性第2頁，課件共32頁，創(chuàng)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(chǎn)生傷害的環(huán)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(huán)境對植物生命活動的影響,以及植物對不良環(huán)境的抗御能力.

第一節(jié)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(guān)閉,第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二,植物對逆境的適應(yīng)避免(避逆性):植物能創(chuàng)造一個內(nèi)環(huán)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(nèi)外環(huán)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(tài)上:根系,發(fā)達的通氣組織,生長停止生理上:脅迫蛋白,滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),脫落酸,第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月逆境下細胞變化（1）逆境感受（2）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（3）基因表達（4）蛋白合成第5頁，課件共32頁，創(chuàng)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(guān)閉正?；?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(tài)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32頁，創(chuàng)作于2023年2月㈣滲透調(diào)節(jié)細胞主動形成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),提高溶質(zhì)濃度,從外界吸水,適應(yīng)逆境脅迫的現(xiàn)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(yīng)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32頁，創(chuàng)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(tài)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(nèi)代謝,增加有機物.⑶脫落酸在交叉適應(yīng)中的作用交叉適應(yīng):植物處在某些逆境下,能提高植株對成第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月另外一些逆境的抵抗力,這種與不良環(huán)境反應(yīng)之間的相互適應(yīng)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32頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)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(xiàn)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(zhì)環(huán)流減慢或停止受冷害后,氧化磷酸化解耦聯(lián),胞質(zhì)環(huán)流減緩或停止.玉米,西瓜,番茄.㈡水分平衡失調(diào)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32頁，創(chuàng)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(jié)構(gòu),氧化磷酸化解偶聯(lián).㈤有機物分解占優(yōu)勢蛋白質(zhì)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(zhì),葉綠體,線粒體膜的破壞,引起代謝上的損傷,整株植物發(fā)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(gòu)成膜的脂類由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?脂類第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月固化而引起與膜結(jié)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(xiàn)斷裂,降低了膜對水分與水溶質(zhì)的透性,造成了膜的破損滲漏,胞內(nèi)溶質(zhì)外流,引起代謝失調(diào).鑒定植物耐冷或不耐冷的指標(biāo):細胞內(nèi)的電解質(zhì)的濃度.第12頁，課件共32頁，創(chuàng)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(zhì)—乙醇.三,影響冷害的內(nèi)外條件㈠內(nèi)部條件不同物種,品種,不同的生長期.㈡外界環(huán)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(guān).施磷鉀肥,少或不施氮肥,不宜灌水.第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)植物的抗凍性凍害:冰點以下的溫度對植物的傷害現(xiàn)象.溫帶植物,非常普遍.北方地區(qū)一,植物對凍害的生理適應(yīng)形態(tài):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32頁，創(chuàng)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(guān).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(huán)境的適應(yīng)反應(yīng).㈤保護物質(zhì)的增多可溶性的糖含量多,脂類也增多,脂類集中在細胞質(zhì)表層.第15頁，課件共32頁，創(chuàng)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(nèi)外條件對植物抗凍性的影響第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月㈠細胞間結(jié)冰傷害㈡細胞內(nèi)結(jié)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(chǎn)生多肽組成膜結(jié)構(gòu)或附著于膜表面,保護和穩(wěn)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(jié)合,抑制或緩慢水晶進一步向內(nèi)生長第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月㈠內(nèi)部因素原產(chǎn)地,北方樺樹,黑松-30℃-40℃熱帶,亞熱帶的植物本身的生理狀態(tài)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32頁，創(chuàng)作于2023年2月五,凍害損傷的二種假說⑴膜傷害結(jié)冰溫度主要是促使組成膜的脂類與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使膜失去了半流動鑲嵌狀態(tài),(失去選擇透性),甚至膜出現(xiàn)了大的裂痕,破壞了膜與酶的結(jié)合,喪失了對溶質(zhì)的控制能力,最后引起死亡菠菜細胞,ATP酶,偶聯(lián)因子(CF1)⑵硫氫假說

J.Levitt主要是在低溫下破壞了蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)分子伸展,分子中的-SH基暴露后而通過-SH第19頁，課件共32頁，創(chuàng)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(zhì)分子發(fā)生凝集,當(dāng)解凍再度吸水時,肽鍵松散,氫鍵斷裂,雙硫鍵還保存,蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變,引起細胞傷害和死亡.受凍細胞組織蛋白質(zhì)中-S-S-增多.第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)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(zhì)破壞㈡直接傷害1,生物膜破壞與冷害相似2,蛋白質(zhì)變性第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月自然狀態(tài)變性凝聚狀態(tài)二,內(nèi)外條件對耐熱性的影響㈠內(nèi)部因素生長習(xí)性含油量高,耐熱強,含水量高(肉質(zhì)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32頁，創(chuàng)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(zhuǎn)運過膜，有交叉保護作用它是由熱激因子（ＨＳＦ）介導(dǎo)的．在熱脅迫下，該單體在核內(nèi)組裝成三聚體，于是與ＤＮＡ的熱激元件（ＨＳＥ）結(jié)合，刺激熱激蛋白mRNA轉(zhuǎn)錄，翻譯成為熱激蛋白．ｌ第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)植物的抗旱性干旱:當(dāng)植物耗水大于吸水時,使組織內(nèi)水分虧缺,過度水分虧缺的現(xiàn)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32頁，創(chuàng)作于2023年2月㈢光合作用減弱氣孔關(guān)閉,葉綠體結(jié)構(gòu)受損㈣滲透調(diào)節(jié)溶質(zhì)累積,滲透勢下降.無機離子,細胞內(nèi)合成的有機物:脯氨酸,甜菜堿脯氨酸:用于保持胞質(zhì)溶膠與環(huán)境的滲透平衡,防止水分散失,保持膜結(jié)構(gòu)的完整性,增強蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)間的水合作用.富集蛋白(LEA):干燥胚中發(fā)現(xiàn)二,作物抗旱性的形態(tài),生理特征形態(tài)特征:根系發(fā)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32頁，創(chuàng)作于2023年2月生理特征:滲透勢低,酶的合成占優(yōu)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(xué)藥劑四,干旱致死的原因㈠機械損傷學(xué)說原生質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞,收縮,折疊,撕裂.第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月㈡二硫氫基假說原生質(zhì)凝集,硫氫鍵,雙硫鍵,肽鍵,氫鍵,空間構(gòu)象第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)植物的抗?jié)承运诌^多對植物的傷害濕害澇害一,濕害二,澇害對植物的傷害㈠代謝紊亂㈡營養(yǎng)失調(diào)㈢乙烯增加㈣缺氧第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三,植物對澇害的適應(yīng)發(fā)達通氣系統(tǒng),提高代謝上耐缺氧的能力.第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)植物的抗鹽性鹽害:一,鹽脅迫對植物的傷害㈠吸水困難㈡生物膜破壞㈢生理紊亂二,植物對鹽脅迫的適應(yīng)泌鹽稀鹽拒鹽第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽生植物和甜土植物----