干旱脅迫對(duì)植物的影響和植物的生理生態(tài)響應(yīng)

2021/3/29星期一1干旱脅迫下植物的生理生態(tài)響應(yīng)高溫脅迫下植物的生理生態(tài)響應(yīng)2021/3/29星期一2植物對(duì)干旱脅迫的生理生態(tài)響應(yīng)干旱脅迫生理響應(yīng)生態(tài)響應(yīng)2021/3/29星期一3干旱脅迫

對(duì)膜透性的影響對(duì)生長(zhǎng)的影響干旱脅迫對(duì)植物生理指標(biāo)的影響（表觀影響）

干旱脅迫對(duì)植物光合作用的影響

干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程中氮代謝的影響

干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程中氧代謝的影響

2021/3/29星期一4對(duì)根系活力的影響植物根系的活力是體現(xiàn)植物根系吸收功能、合成能力、氧化還原能力以及生長(zhǎng)發(fā)育情況的綜合指標(biāo)，能夠從本質(zhì)上反應(yīng)植物根系生長(zhǎng)與土壤水分及其環(huán)境之間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系。當(dāng)植物根系受到干旱脅迫時(shí)，隨著脅迫時(shí)間的增長(zhǎng)，根系活力逐漸下降，直至發(fā)生不可逆的死亡。2021/3/29星期一5對(duì)葉片相對(duì)含水量的影響

水是植物的血液，其含量一般占組織鮮重的65％～90％[610葉片的相對(duì)含水量(RWC)表征植物在遭受干旱脅迫后的整體水分虧缺狀況，反映了植株葉片細(xì)胞的水分生理狀態(tài)。因此，RWC常常是被用來(lái)衡量植物抗旱性的生理指標(biāo)。RWC比單純的含水量更能較為敏感地反映植物水分狀況的改變，在一定程度上反映了植物組織水分虧缺程度。2021/3/29星期一6干旱脅迫對(duì)植物光合作用的影響

1.影響光合速率

2.影響葉綠素含量2021/3/29星期一7影響光合速率2021/3/29星期一8影響光合速率1.光合速率的影響氣孔限制氣孔是葉片與外界進(jìn)行氣體交換的門(mén)戶，其開(kāi)度變化對(duì)植物水分狀況及ＣＯ２同化有著重要影響。一般認(rèn)為，隨著葉片水分散失和葉片水勢(shì)下降，氣孔開(kāi)度減小，氣孔阻力增加，ＣＯ２進(jìn)入葉片受阻，導(dǎo)致植物光合速率下降。最初認(rèn)為，干旱使氣孔關(guān)閉而導(dǎo)致光合作用下降。在田間條件下，空氣中ＣＯ２含量大多達(dá)不到植物光合作用最高水平的濃度，干旱脅迫造成氣孔阻力增加，從而進(jìn)一步限制ＣＯ２吸收，細(xì)胞間隙ＣＯ２濃度（Ｃｉ）下降，光合作用隨之而下降；當(dāng)解除脅迫后，氣孔開(kāi)放，光合作用很快就恢復(fù)到原來(lái)的水平，所以將干旱脅迫條件下光合作用下降的原因歸結(jié)為氣孔限制。2021/3/29星期一9影響光合速率非氣孔限制在干旱脅迫剛開(kāi)始時(shí)，氣孔處在關(guān)閉或半關(guān)閉狀態(tài)，細(xì)胞間隙ＣＯ２濃度下降；隨著脅迫的加重，細(xì)胞間隙ＣＯ２濃度保持不變，甚或有所增加。說(shuō)明光合作用的下降不是由氣孔關(guān)閉引起的，而主要是非氣孔限制導(dǎo)致的，即葉肉細(xì)胞光合活性降低的緣故。干旱脅迫影響各種酶的活性，和電子傳遞鏈，光合磷酸化等，表現(xiàn)為光抑制。2021/3/29星期一10影響葉綠素含量葉綠體是綠色植物葉片進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，主要利用葉綠素進(jìn)行光能吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換，葉綠素在植物體內(nèi)是不斷進(jìn)行代謝的，與作物光合作用中及產(chǎn)量形成的關(guān)系密切。葉綠素是光合作用中最重要和最有效的色素，其含量在一定程度上能反映植物同化物質(zhì)的能力，從而影響植物的生長(zhǎng)m】。植物缺少水分會(huì)抑制葉綠素的生物合成，而且與蛋白質(zhì)合成受阻有關(guān)，嚴(yán)重缺水還會(huì)加速原有葉綠素的分解，因此植物在遭受干旱時(shí)，葉片呈黃褐色。2021/3/29星期一11干旱脅迫對(duì)植物生理指標(biāo)的影響

1.對(duì)根系活力的影響根系活力的影響

2.對(duì)葉片相對(duì)含水量的影響2021/3/29星期一12干旱脅迫對(duì)植物氮代謝的影響2021/3/29星期一13干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)過(guò)程中氮代謝的影響1.對(duì)硝酸還原酶(NR)的影響

2.對(duì)蛋白質(zhì)組分的影響2021/3/29星期一14對(duì)硝酸還原酶(NR)的影響硝酸還原酶(nitratereductase，NR)可催化植物體內(nèi)的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，是硝酸鹽同化中的第一個(gè)酶，也是限速酶。作為植物氮代謝的關(guān)鍵酶，其活性大小反映了作物對(duì)氮素的利用速度，水分脅迫下NR活性和作物生長(zhǎng)發(fā)育有密切關(guān)系口“291。對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)有重要影響。在正常情況下，植物物體內(nèi)一般不會(huì)發(fā)生硝酸鹽積累。但在干旱條件下，由于水分脅迫減弱了酶的合成速度導(dǎo)致植株中硝酸鹽積累過(guò)多，從而發(fā)生毒害作用。2021/3/29星期一15對(duì)蛋白質(zhì)組分的影響

在外界逆境(高溫、干旱、鹽堿、病蟲(chóng)害等)脅迫下，植物體內(nèi)正常的蛋白質(zhì)合成常常會(huì)受到影響(通常為抑制)。在干旱條件下，植物體內(nèi)代謝產(chǎn)生變化與調(diào)整，引起活性氧的積累，進(jìn)而導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化和蛋白質(zhì)(酶)、核酸等分子的破壞等。2021/3/29星期一16對(duì)氧自由基的影響植物在正常代謝過(guò)程中通過(guò)多種途徑和多個(gè)部位產(chǎn)生氧自由基，直接或間接的啟動(dòng)膜質(zhì)的超氧化作用，從而導(dǎo)致膜質(zhì)的損傷。在長(zhǎng)期的適應(yīng)過(guò)程中植物產(chǎn)生了多種保護(hù)酶系統(tǒng)。超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)等各種酶類，以維持植物體內(nèi)活性氧離子代謝的動(dòng)態(tài)平衡，但是干旱等逆境會(huì)打亂這種平衡。2021/3/29星期一17對(duì)膜透性的影響水分脅迫導(dǎo)致原生質(zhì)脫水，首先破壞膜的完整性，是膜透性增加，內(nèi)溶物外滲，同時(shí)使細(xì)胞內(nèi)酶的空間間隔破壞，多種代謝過(guò)程受到影響。2021/3/29星期一18對(duì)生長(zhǎng)的影響生長(zhǎng)對(duì)水分脅迫高度敏感。水分虧缺時(shí)分生組織細(xì)胞膨壓降低，細(xì)胞分裂減慢或停止，細(xì)胞伸長(zhǎng)受到抑制。因此受到干旱危害的植物一般低矮，葉片較小。同時(shí)，水分虧缺時(shí)不同器官或組織的水分會(huì)按水勢(shì)大小重新分配，往往是幼葉向老葉奪取水分，使老葉過(guò)早的脫落。2021/3/29星期一192021/3/29星期一202021/3/29星期一21植物對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)內(nèi)源激素的變化干旱條件下，植物內(nèi)源激素變化的總趨勢(shì)是促進(jìn)生長(zhǎng)的激素減少，而延緩或抑制生長(zhǎng)的激素增加，主要表現(xiàn)為ABA大量增加，CTK減少，刺激乙烯產(chǎn)生，并通過(guò)這些變化來(lái)影響其他生理過(guò)程。ABA積累的主要生理效應(yīng)是促進(jìn)氣孔關(guān)閉，防止水分進(jìn)一步丟失。CTK減少，因?yàn)槠淠芫S持和促進(jìn)氣孔開(kāi)放，減少根細(xì)胞對(duì)對(duì)水的透性。乙烯大量產(chǎn)生，引起落花落果，減少負(fù)擔(dān)。2021/3/29星期一22植物對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)水分脅迫蛋白種類很多，具有適應(yīng)功能，可能包括離子的隔離，對(duì)膜的保護(hù)，恢復(fù)一些蛋白質(zhì)的活性和形成特定的水，離子或溶質(zhì)通道，以及改變或調(diào)節(jié)液泡和細(xì)胞質(zhì)中的滲透勢(shì)。2021/3/29星期一23植物對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)產(chǎn)生大量脯氨酸脯氨酸對(duì)于干旱的響應(yīng)有以下的效應(yīng)。1·作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)參與滲透調(diào)節(jié)。2·在水分脅迫期間產(chǎn)生的氨轉(zhuǎn)入脯氨酸，起解毒作用，同時(shí)也可以作為復(fù)水后直接利用的氮源。3·通過(guò)其疏水端與一些大分子疏水端結(jié)合，親水端與水分子結(jié)合，使大分子增加了對(duì)水的親和力，防止脫水引起的變性作用。2021/3/29星期一24植物對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)保護(hù)酶系統(tǒng)活性的改變水分脅迫條件下，植物體內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD)，過(guò)氧化氫酶（CAT），過(guò)氧化物酶（POD)活性表現(xiàn)出上升和下降兩種趨勢(shì)。耐旱植物在適度的干旱條件下SOD活性通常增加，表明清除活性氧的能力增強(qiáng)，意味著具有一定的抗旱能力。CAT,POD表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。2021/3/29星期一25植物對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)光合作用途徑的差異為了適應(yīng)不同光強(qiáng)和氣溫，二氧化碳濃度。植物形成了不同的光合作用途徑。C3，C4，CAM。其中CAM是對(duì)沙漠干旱環(huán)境的一種適應(yīng)，通過(guò)時(shí)間的間隔來(lái)應(yīng)對(duì)高溫時(shí)水分散失與二氧化碳的吸收的矛盾。2021/3/29星期一262021/3/29星期一27植物對(duì)干旱脅迫的生態(tài)響應(yīng)減少水分蒸發(fā)儲(chǔ)存水分尋找水源避過(guò)干旱2021/3/29星期一28減少水分蒸發(fā)2021/3/29星期一29減少水分蒸發(fā)2021/3/29星期一30減少水分蒸發(fā)2021/3/29星期一31儲(chǔ)存水分2021/3/29星期一32尋找水源2021/3/29星期一33尋找水源2021/3/29星期一34尋找水源2021/3/29星期一35典型的旱生植物，鱗莖外圍包著一層很厚的枯死鱗莖皮，于地表形成保護(hù)層，防旱和防熱，減少鱗莖根系暴曬和蒸發(fā)水分。堿韭對(duì)降雨反應(yīng)十分敏感，到了生長(zhǎng)季節(jié)保持休眠狀態(tài)，其萌發(fā)期可推遲到8月小旬，以避過(guò)干旱。堿韭適應(yīng)鹽堿能力強(qiáng)，降水量多于堿斑地上，集中在封閉低地和堿湖外圍，成為一種耐堿的植物，故而得名“堿韭”避過(guò)干旱2021/3/29星期一362021/3/29星期一372021/3/29星期一382021/3/29星期一392021/3/29星期一402021/3/29星期一41高溫脅迫下植物的生理和生態(tài)響應(yīng)（1）避熱性有些植物在其進(jìn)化過(guò)程中形成在時(shí)間上避開(kāi)熱害的特性，如夏熟植物，在高溫炎熱的夏天到來(lái)之前完成生活周期，以干燥的種子越過(guò)夏季，到秋季開(kāi)始新的生活周期。有些在夏季到來(lái)時(shí)停止生長(zhǎng)，進(jìn)入休眠，避開(kāi)高溫。2021/3/29星期一42高溫脅迫下植物的生理和生態(tài)響應(yīng)（2）御熱性許多植物具有特殊的御熱保護(hù)結(jié)構(gòu)，如葉片或果實(shí)表面有蠟質(zhì)和絨毛，可反射陽(yáng)光，減少輻射，葉片卷縮或直立，減少吸收陽(yáng)光的面積；有些植物在高溫下氣孔開(kāi)度增大，通過(guò)增強(qiáng)蒸騰來(lái)降低溫度;C4,CAM植物在高溫下光合作用通常仍大于呼吸作用，保持正常的碳素代謝，有些植物飽和脂肪酸含量高，有利于高溫下保持生物膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2021/3/29星期一432021/3/29星期一44高溫脅迫下植物的生理和生態(tài)響應(yīng)（3）耐熱性高溫逆境出現(xiàn)時(shí)，植物因高溫脅迫而發(fā)生相應(yīng)的生理生化代謝變化，以減少或修復(fù)高溫的傷害。例如有些植物在高溫逆境下，產(chǎn)生還原力較強(qiáng)的物質(zhì)和特異蛋白質(zhì)，使膜脂抗氧化力增強(qiáng)，蛋白質(zhì)變性的可逆范圍擴(kuò)大，膜脂離子泵的修復(fù)能力增強(qiáng)等。2021/3/29星期一452021/3/29星期一46植物欣賞2021/3/29星期一472021/3/29星期一482021/3/29星期一492021/