课题设置和主要研究内容包括：（1）模式植物和农作物细胞感受、传递、响应盐碱、低温等胁迫的细胞信号转导分子机理，包括探讨植物激素、受体激酶、钙信使、细胞骨架、蛋白激酶等参与的逆境信号转导分子调控途径及其相互间的网络调控关系；（2）作物响应盐碱、低温等胁迫的基因表达调控机理，包括逆境诱导转录因子及其作用的启动子调控元件的克隆和功能分析及重要耐逆基因的转录调控模式和机制；（3）作物重要抗逆性状和关键代谢途径相关的重要新基因的克隆和功能分析（4）重要耐盐、耐低温资源植物的特殊耐盐、耐低温重要新基因的克隆和功能分析；（5）不同作物和模式植物比较基因组及植物耐盐、耐低温信号转导与基因表达网络调控机理研究；（6）作物耐盐、耐低温性状的分子调控技术研究，包括：逆境特异诱导型和组织特异表达型启动子的分析与构建、多基因遗传转化技术体系的建立及转基因作物的生物学效应研究。植物的生长发育需要一定的温度条件，当环境温度超出了它们的适应范围，就对植物形成胁迫；温度胁迫持续一段时间，就可能对植物造成不同程度的损害（彩版8-5）。温度胁迫包括高温胁迫、低温胁迫和剧烈
变温胁迫。（一）高温胁迫
当环境温度达到植物生长的最高温度以上即对植物形成
高温胁迫。高温胁迫可以引起一些植物开花和结实的异常。在自然界，高温往往与其他环境因素特别是强光照和低湿度相结合对植物产生胁迫作用。植物幼苗因土面温度过高近地面的幼茎组织被灼伤而表现立枯症状；这种病害在温度变化大的黑土、砂质土和干旱情况下发生较重。高温危害植物的机制主要是促进某些酶的活性,钝化另外一些酶的活性,从而导致植物异常的生化反应和细胞的死亡。高温还可引起蛋白质聚合和变性,细胞质膜的破坏、窒息和某些毒性物质的释放。
（二）低温胁迫
当环境温度持续低于植物生长的最低温度时即对植物形成低温胁迫，主要是冷害和冻害。冷害也称寒害,是指0℃以上的低温所致的病害。喜温植物如水稻、玉米、菜豆以及热带、亚热带的果树如柑桔、菠萝、香蕉以及盆栽和保护地栽培的植物等较易受冷害。当气温低于10℃时,就会出现冷害,其最常见的症状是变色、坏死和表面斑点等,木本植物上则出现芽枯、顶枯。早稻秧苗期遇低温寒流侵袭易发生青枯死苗。晚稻幼穗分化至扬花期遇到较长时间的低温,也会因花粉粒发育异常而影响结实。冻害是0℃以下的低温所致的病害。冻害的症状主要是幼茎或幼叶出现水渍状、暗褐色的病斑,之后组织死亡；严重时整株植物变黑、干枯、死亡。早霜常使未木质化的植物器官受害,而
晚霜常使嫩芽、新叶甚至新稍冻死。此外，土温过低往往导致幼苗根系生长不良,容易遭受根际病原物的侵染。水温过低也可以引起植物的异常,如会引起坏死斑症状。低温危害植物的机制和高温有所不同。低温对植物的伤害主要是由于细胞内或间隙冰的形成,细胞内形成的冰晶破坏质膜,引起细胞的伤害或死亡。细胞间隙的水因含有较少的溶质而比细胞内更容易结冰。细胞内水的结冰点与细胞含水量有关,溶质多，冰点高,一般为-5℃~-10℃；某些植物病原细菌和腐生细菌具有催化冰核形成的能力,可以使细胞水的冰点提高，使植物更容易受到霜冷的危害。
（三）剧烈变温胁迫
剧烈变温胁迫是指在较短的时间内外界环境温度变化幅度太大，超出了植物正常生长所能忍受的程度。剧烈变温对植物的影响往往比单纯的高温和低温更大。例如，昼夜温差过大可以使苹果、梨等木本植物的枝干发生灼伤或冻裂,这种症状多见于树干的向阳面；在温室和露地温度差异很大的情况下,温室培养的植物幼苗移栽到露地后容易出现枯死，如龟背竹、喜林芋、橡皮树和香龙血树等盆栽观赏植物可因快速升温引起新生叶片变黑、腐烂。
本项目拟围绕作物响应高盐、低温等环境胁迫的信号转导及基因表达调控机理和植物耐盐、耐低温性状重要新基因的克隆与功能分析开展研
究。
高盐、低温胁迫的分子调控机理
我国的基本国情决定了我国21世纪农业可持续发展必将受到由
土地资源严重短缺和环境恶化所造成的粮食安全的严峻挑战。我国农作物生产中的淡水、土地等资源严重匮乏已严重制约着我国农业的可持续发展，而愈来愈多的耕地的大面积盐渍化和荒漠化、淡水资源短缺问题的加剧等又使作物生产中的环境胁迫问题更加严峻。我国的可耕地中有近三分之一面积的土地受到不同程度盐渍化的影响，而且盐渍化耕地面积还在逐年增加。此外，我国还有15亿亩以上的荒地和滩涂是盐碱地。土地盐渍化是造成我国西部等许多地区及沿海滩涂中、低产田和大面积土地资源难以被有效利用的直接原因。我国北方大部分地区和南方的早春、晚秋季节的农作物生产频繁地遭受低温冷害。据保守估计，盐碱、低温等环境胁迫造成的我国主要农作物减产每年高达总产的15%以上。过去半个多世纪的研究表明，同种作物的不同基因型品种或不同种类作物的耐盐、耐低温等抗逆性状是不同的，表明植物的抗逆性状是受遗传基因控制的。因此，通过培育适宜于在盐碱、荒漠化、易受低温侵害地区栽培的农作物抗逆新品种将不仅能够有效增加我国农作物产量，而且还能通过有效利用部分盐渍化土地而大大地缓解我国土地资源匮乏的
问题。如何尽快通过利用现代作物分子育种技术培育耐盐、耐低温作物品种首先依赖于对植物适应盐碱、低温胁迫的分子调控机理和抗逆性状表达的分子遗传机制的认识。因此，尽快开展本项研究是我国农业可持续发展的重大需求。
本项目拟围绕作物响应高盐、低温等环境胁迫的信号转导及基因表达调
控机理和植物耐盐、耐低温性状重要新基因的克隆与功能分析开展研
究，课题设置和主要研究内容包括：（1）模式植物和农作物细胞感受、
传递、响应盐碱、低温等胁迫的细胞信号转导分子机理，包括探讨植物
激素、受体激酶、钙信使、细胞骨架、蛋白激酶等参与的逆境信号转导
分子调控途径及其相互间的网络调控关系；（2）作物响应盐碱、低温
等胁迫的基因表达调控机理，包括逆境诱导转录因子及其作用的启动子
调控元件的克隆和功能分析及重要耐逆基因的转录调控模式和机制；（3）作物重要抗逆性状和关键代谢途径相关的重要新基因的克隆和功
能分析；（4）重要耐盐、耐低温资源植物的特殊耐盐、耐低温重要新
基因的克隆和功能分析；（5）不同作物和模式植物比较基因组及植物
耐盐、耐低温信号转导与基因表达网络调控机理研究；（6）作物耐盐、
耐低温性状的分子调控技术研究，包括：逆境特异诱导型和组织特异表
达型启动子的分析与构建、多基因遗传转化技术体系的建立及转基因作
物的生物学效应研究。
通过项目实施，克隆30个以上对植物耐盐、耐低温性状表达有重
要功能的新基因并完成对其功能的解析，初步阐明2、3个植物适应高盐、低温、高渗胁迫的信号转导和基因表达分子调控网络途径，完成
对其中10个左右关键调控因子的详尽分析；初步完成2 3种主要农作
物的耐盐、耐低温抗逆性状的分子育种技术设计等。
温度影响植物生长，植物在10度时开始萌动，15度开始生长。低于10度，植物开始进入休眠期。这是植物适应温度变化的自我保护系统。热带植物
耐高温，寒带植物耐低温，如雪莲花，只有在寒冷的雪天开花
还有特殊情况：植物在生长过程中，温度突然升高会造成植物，或降低太高温度，植物会叶子枯萎，严重会死亡。
植物寒害一般分为两种 :冰点以上低温对植物的伤害为冷害 ;冰点以下低温对植物的伤害为冻害。本文主要讨论前者。低温在一定程度上破坏细胞膜 ,从而影响膜系统维持的生理功能〔1,2〕。研究指出 ,大部分植物在温度介于 0～ 1 5℃之间时一系列生理功能被破坏〔3〕。根据对低温的抗性将植物分为两类 :低温敏感型 ,如玉米 (极限温度4℃ ) ,香蕉 (极限温度1 4℃ ) ;低温非敏感型 ,这类植物在 1 5℃以下0℃以上时受冷害的迹象不明显〔4〕。生活在寒带及温带早春、晚秋的植物一般对冷害的抗性较强 ,原产在热带和亚热带地区的植物、以及温带夏季生长的短命植物对冷害的抗性一般较弱。同一作物不同品种间对冷害的抗性也有显著差异〔5〕。低温冷害是限制物种分布与农业生产的重要因素〔1,6〕。黑龙江属高寒地区 ,玉米是其主要农作物之一 ,因此研究低温对玉米伤害有重大的实际意义。1 材料与方法1 .1 材料东农 846号玉米自交系 ,由东北农业大学农学院育种教研室提供。1 .2 方法1 .2 .1 发芽率的测定取 1 5 0粒玉米 846自交系种子 ,在 75 %乙醇中浸泡 1 0 s,继而用温度胁迫是影响作物产量和地理分布的重要环境因子之一，高温热害和低温冷害影响植物生长发育的各个阶段。由于人类主要的食物是由开花植物通过有性生殖过程产生的，因此认识植物在有性生殖发育阶段如何适应温度胁迫的机理，对于应对环境变化对农业生产的影响至关重要。目前，许多研究结果已经比较详细地阐述了温度胁迫对植物生长发育的影响，但
其研究主要集中在植物根、茎、叶等组织，对发育阶段时间比较短且非常复杂的植物生殖器官的研究非常稀少。虽然如此，但科学家很早就注意到，植物有性生殖对低温冷胁迫高度敏感，最终导致农作物产量大幅降低。在植物有性生殖阶段，温度胁迫可以导致生殖器官结构和功能的异常，以及受精失败等严重后果。目前认为，在植物整个生命周期中，其雄性生殖器官发育对低温冷胁迫最为敏感。
最近，西双版纳热带植物园分子生物学研究组余迪求研究员指导的博士研究生邹长松同学以模式植物拟南芥花粉为研究材料，通过基因功能分析手段证实了植物成熟花粉粒对低温冷胁迫敏感，是由于花粉粒特异表达的转录调控因子WRKY34抑制低温诱导的CBF1，CBF2和CBF3等基因表达所致。相关研究结果发表于国际重要期刊《实验植物学期刊》（Journal of Experimental Botany）。
植物WRKY基因家族是植物独有的转录调控因子超级家族，在调控植物抵抗生物和非生物逆境胁迫反应及其信号转导途径方面发挥非常重要的
生物学功能。邹长松等的研究发现，拟南芥转录调控因子WRKY34基因在植物成熟花粉细胞中特异表达，同时受低温冷胁迫强烈诱导表达。遗传分析证明，WRKY34基因T-DNA插入突变体（wrky34-1和wrky34-1)的成熟花粉粒对低温冷胁迫的敏感性比野生型显著降低，其花粉活力在低温冷胁迫后显著高于野生型。通过比较分析低温冷胁迫对植物成熟花粉粒的活力、花粉萌发、花粉管伸长以及最终对植株种子产量等方面的影响，也进一步证实wrky34成熟花粉的花粉活力显著地高于野生型；而且，WRKY34高表达转基因植株的成熟花粉粒即使在没有冷处理的条件下也表现出不育。这
说明WRKY34作为一个负转录调控因子参与了成熟花粉粒对低温冷胁迫的响应。在野生型植株的成熟花粉粒中，受低温强烈诱导的CBF1，CBF2和CBF3基因不能被冷诱导，而在wrky34中CBF系列基因及其下游靶基因能够被强烈的诱导，这表明WRKY34可能在成熟花粉粒中负调控CBF系列基因的表达，从而参与成熟花粉粒对低温冷胁迫的响应。（来源：中科院西双版纳热带植物园）生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。呼吸作用，是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程，是所有的动物和植物都具有一项生命活动。生物的生命活动都需要消耗能量，这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内有机物的氧化分解为生物提供了生命所需要的能量，具有十分重要的意义。1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。(呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。0
2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。（在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。）
对生物体来说，呼吸作用具有非常重要的生理意义第一，呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就
把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。第二，呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
植物呼吸作用过程：有机物（储存能量）+氧（通过线粒体）→二氧化碳+水+能量化学式有机物（储存能量）（一般为葡萄糖 C6H12O6）+O2 →（条件：酶）CO2+H2O+大量能量无氧呼吸化学式有机物
（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+少量能量（条件：酶)）有机物（C6H12O6）→2C3H6O3发酵工程：发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长素等。(乳酸）+少量能量（条件：酶）吸收CO2，释放出O2
光合作用是叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物并释放O2，将光能转换为化学能的过程。
光合作用形成的糖，可变为蔗糖或淀粉，而淀粉是我们食物的主要来源。所以光合作用又被称作“地球上最重要的化学反应”
对生物体来说，呼吸作用具有非常重要的生理意义第一，呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。第二，呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
植物呼吸作用过程：有机物（储存能量）+氧（通过线粒体）→二氧化碳+水+能量化学式有机物（储存能量）（一般为葡萄糖 C6H12O6）+O2 →（条件：酶）CO2+H2O+大量能量无氧呼吸化学式有机物
（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+少量能量（条件：酶)）有机物（C6H12O6）→2C3H6O3发酵工程：发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术
的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；
对生物体来说，呼吸作用具有非常重要的生理意义第一，呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。第二，呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
植物呼吸作用过程：有机物（储存能量）+氧（通过线粒体）→二氧化碳+水+能量化学式有机物（储存能量）（一般为葡萄糖 C6H12O6）+O2 →（条件：酶）CO2+H2O+大量能量无氧呼吸化学式有机物
（C6H12O6）→2C2H5OH+2CO2+少量能量（条件：酶)）有机物（C6H12O6）→2C3H6O3发酵工程：发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有
目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长素等。(乳酸）+少量能量（条件：酶）
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：
1、常自认为是福薄的人，任何不好的事情发生都合情合理，有这样平常心态，将会战胜很多困难。
2、君子之交淡如水，要有好脾气和仁义广结好缘，多结识良友，那是积蓄无形资产。很多成功就是来源于无形资产。
3、一棵大树经过一场雨之后倒了下来，原来是根基短浅。我们做任何事都要打好基础，才能坚固不倒。
自由水：据离胶体颗粒或渗透调节物质远，不被吸附或受到别的吸附力很小而自由移动的水分。 束缚水：在细胞中被蛋白质等亲水大分子组成的胶体颗粒或渗透物质所吸附的不易自由移动的水分。 水分临界期：植物在生活周期中对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。 三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下进入线粒体，经过三羧酸循环等一系列物质转化，彻底氧化为水和CO2的循环过程。 氧化磷酸化：在生物氧化中，电子经过线粒体的电子传递链传递到氧，伴随ATP合成酶催化，使ADP和磷酸合成A TP的过程。P/O：是指氧化磷酸化中每消耗1mol氧时所消耗的无机磷酸摩尔数之比，是代表线粒体氧化磷酸化活力的重要指标。 末端氧化酶：处于生物氧化一系列反应的最末端，把电子传递给O2的酶。 代谢源：是制造或输出同化物质的组织、器官或部位。 代谢库：是消耗或贮藏同化物质的组织、器官或部位。 植物激素：在植物体内合成，通常从合成部位运往作用部位，对植物的生长发育产生显著调节作用的微量有机物，生长素IAA、赤霉素GA、脱落酸ABA、乙烯ETH、细胞分裂素CTK. 植物生长物质：是调节植物生长发育的微量化学物质。 乙烯的三重反应：是指含微量乙烯的气体中，豌豆黄化幼苗上胚轴伸长生长受到抑制，增粗生长受到促进和上胚轴进行横向生长、抑制伸长生长，促进横向生长，促进增粗生长。 偏向生长：上部生长>下部生长 春化作用：低温诱导植物开花的过程。 光周期现象：植物感受白天和黑夜相对长度的变化，而控制开花的现象。 临界夜长：短日照植物开花所需的最小暗期长度或长日照植物开花所需的最大暗器长度。 呼吸骤变：当呼吸成熟到一定程度时，呼吸速率首先降低，然后突然升高，最后又下降现象。 休眠：成熟种子在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。 衰老：细胞器官或整个植物生理功能衰退，最终自然死亡的过程。 脱落：植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。 抗逆性：植物的逆境的抵抗和忍耐能力。 避逆性：植物通过物理障碍或生理生化途径完全排除或部分排除逆境对植物体产生直接有害效应。 耐逆性：植物在不良环境中，通过代谢变化来阻止、降低甚至修复由逆境造成的伤害，从而保证生理活动。 逆境：对植物生存和发育不利的各种环境因素的总称。 渗透调节：在胁迫条件下，植物通过积累物质，降低渗透势，而保持细胞压力势的作用。活性氧：化学物质活泼，氧化能力强的氧化代谢产物及含氧衍生物的总称。 交叉适应：植物处于一种逆境下，能提高植物对另外一些逆境的抵抗能力，这种与不良环境反应之间的相互适应作用叫做~ 单性结实：有些植物的胚珠不经受精子房仍能继续发育成没有种子的果实。 幼年期：任何处理都不能诱导开花的植物早期生长阶段。 花熟状态：植物能感受环境条件的刺激而诱导开花的生理状态。 脱春化作用：在春化作用完成前，把植物转移到较高温度下，春化被解除。 临界日长：长日植物开花所需的最短日长或短日植物开花所需的最长日长。 长日植物：日照长度必须长于一定时数才能开花的植物。 日中性植物：在任何日照条件下都可以开花的植物。 花发育ABC模型：典型的花器官从外到内氛围花萼、花瓣、雄蕊和心皮4轮基本结构，控制其发育的同源异型基因划分为A、B、C三大组。 光形态建成：这种依赖光调节和控制的植物生长、分化和发育过程，称为植物的~ 光敏色素：是一种易溶于水的浅蓝色的色素
2、细胞信号转导：是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程 。 3、代谢源（metabolic source ）: 是指能够制造并输出同化物的组织、器官或部位。如绿色植物的功能叶，种子萌发期间的胚乳或子叶，春季萌发时二年生或多年生植物的块根、块茎、种子等。 4、代谢库：接纳消耗或贮藏有机物质的组织或部位。又称代谢池 。 5、光合性能：是指植物光合系统的生产性能或生产能力。光合生产性能与作物产量的关系是：光合产量的多少取决于光合面积、光合性能与光合时间三项因素。农作物经济产量与光合作用的关系可用下式表示： 经济产量=[(光合面积 X 光合能力 X 光合时间）— 消耗] X 经济系数 6、光合速率（photosynthetic rate ）：是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量。常用单位12--??h m mol μ，1 2--??s m mol μ 7、光和生产率（photosynthetic produce rate ）：又称净同化率（NAR ）,是指植物在较长时间（一昼夜或一周）内，单位叶面积产生的干物质质量。常用单位1 2--??d m g 8、氧化磷酸化：生物化学过程，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP 与无机磷合成ATP 的偶联反应。主要在线粒体中进行。 9、质子泵：能逆浓度梯度转运氢离子通过膜的膜整合糖蛋白。质子泵的驱动依赖于ATP 水解释放的能量，质子泵在泵出氢离子时造成膜两侧的pH 梯度和电位梯度。 10、水分临界期：作物对水分最敏感时期，即水分过多或缺乏对产量影响最大的时期 。 11、呼吸跃变（climacteric ）：当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降的现象。 12、种子活力：即种子的健壮度，是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和，是种子品质的重要指标。 13、种子生活力（viability ）：是指种子的发芽潜在能力和种胚所具有的生命力，通常是指一批种子中具有生命力（即活的）种子数占种子总数的百分率。 14、光饱和点：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。 15、光补偿点：植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值。在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质。 阴生植物的光补偿点低于阳生植物，C3植物低于C4植物。 16、同化力：ATP 和NADPH 是光合作用过程中的重要中间产物，一方面这两者都能暂时将能量贮藏，将来向下传递；另一方面，NADPH 的H+又能进一步还原CO2并形成中间产物。这样就把光反应和碳反应联系起来了。由于ATP 和NADPH 用于碳反应中的CO2同化，所以把这两种物质合成为同化力（assimilatory power ）. 17、极性运输：极性运输就是物质只能从植物形态学的上端往下运输，而不能倒转过来运输。比如生长素的极性运输：茎尖产生的生长素向下运输，再由根基向根尖运输。生长素是唯一具有极性运输特点的植物激素，其他类似物并无此特性 。 18、生理酸性盐：选择性吸收不仅表现在对不同的盐分吸收量不同，而且对同一盐的阳
第一章绪论 第二章水分代谢 1.内聚力 同类分子间的吸引力 2.粘附力 液相与固相间不同类分子间的吸引力 3.表面张力 处于界面的水分子受着垂直向内的拉力，这种作用于单位长度表面上的力，称为表面张力 4.毛细作用 具有细微缝隙的物体或内径很小的细管（≤1mm），称为毛细管。液体沿缝隙或毛细管上升（或下降）的现象，称为毛细作用 5.相对含水量（RWC） 6.水的化学势 当温度、压力及物质数量（除水以外的）一定时，体系中1mol水所具有的自由能，用μw表示 7.水势 在植物生理学中，水势是指每偏摩尔体积水的化学势
8.偏摩尔体积 偏摩尔体积是指在恒温、恒压，其他组分浓度不变情况下，混合体系中加入1摩尔物质（水）使体系的体积发生的变化 9.溶质势（ψs） 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的值，为溶质势（ψs） 10.衬质势（ψm） 由于衬质的存在而引起体系水势降低的数值，称为衬质势（ψm），为负值 11.压力势（ψp） 由于压力的存在而使体系水势改变是数值，为压力势（ψp） 12.重力势（ψg） 由于重力的存在而使体系水势改变是数值，为重力势（ψg） 13.集流 指液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象 14.扩散 物质分子由高化学势区域向低化学势区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的动力均来自物质的化学势差（浓度差） 15.渗透作用 渗透是扩散的特殊形式，即溶液中溶剂分子通过半透膜（选择透性膜）的扩散 16.渗透吸水 由于溶质势ψs下降而引起的细胞吸水，是含有液泡的细胞吸水的主要方式（以渗透作用为动力） 17.吸胀吸水
依赖于低的衬质势ψm而引起的细胞吸水，是无液泡的分生组织和干种子细胞的主要吸水方式。（以吸胀作用为动力） 18.降压吸水 因压力势ψp的降低而引起的细胞吸水。当蒸腾作用过于旺盛时，可能导致的吸水方式 19.主动吸水 由根系的生理活动而引起的吸水过程。动力是内皮层内外的水势差（产生根压） 20.被动吸水 由枝叶蒸腾作用所引起的吸水过程。动力是蒸腾拉力 21.根压 植物根系的生理活动促使液流从根部上升的压力，称为根压 22.伤流 如果从植物的茎基部靠近地面的部位切断，不久可看到有液滴从伤口流出。这种从受伤或折断的植物组织中溢出液体的现象，叫做伤流（bleeding） 23.吐水 没有受伤的植物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环境中，从叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象 24.萎蔫(wilting) 植物吸水速度跟不上失水速度，叶片细胞失水，失去紧张度，气孔关闭，叶柄弯曲，叶片下垂，即萎蔫 25.暂时萎蔫（temporary wilting） 是由于蒸腾大于吸水造成的萎蔫。发生萎蔫后，转移到阴湿处或到傍晚，降低蒸腾即可恢复。这种萎蔫称为暂时萎蔫。 26.永久萎蔫（permanent wilting）
植物生理学名词解释 植物生理学是研究植物生命活动规律与细胞环境相互关系的科学，在细胞结构与功能的基础上研究植物环境刺激的信号转导、能量代谢和物质代谢。 水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。 水势：相同温度下一个含水的系统中一摩尔体积的水与一摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。把纯水的水势定义为零，溶液的水势值则是负值。 压力势：植物细胞中由于静水质的存在而引起的水势增加的值。 渗透势：溶液中固溶质颗粒的存在而引起的水势降低的值。 根压：由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。伤流和吐水现象是根压存在的证据。 自由水：与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。 渗透作用：溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。对于水溶液而言，是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。束缚水：与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。 衬质势：由于衬质(表面能吸附水分的物质，如纤维素、蛋白质、淀粉等)的存在而使体系水势降低的数值。 吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。（水，温，湿） 伤流：从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。 蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。蒸腾作用：水分通过植物体表面（主要是叶片）以气体状态从体内散失到体外的现象。 蒸腾效率：植物在一定生育期内所积累干物质量与蒸腾失水量之比，常用g·kg-l表示。蒸腾系数：植物每制造1g干物质所消耗水分的g数，它是蒸腾效率的倒数，又称需水量。抗蒸腾剂：能降低蒸腾作用的物质，它们具有保持植物体中水分平衡，维持植株正常代谢的作用。抗蒸腾剂的种类很多，如有的可促进气孔关闭。 吸胀作用：亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。胶体物质吸引水分子的力量称为吸胀。 永久萎蔫：降低蒸腾仍不能消除水分亏缺恢复原状的萎蔫 永久萎蔫系数：将叶片刚刚显示萎蔫的植物，转移至阴湿处仍不能恢复原状，此时土壤中水分重量与土壤干重的百分比叫做永久萎蔫系数。水分临界期：植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期。一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常。作物的水分临界期可作为合理灌溉的一种依据。内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。 植物的最大需水期：指植物生活周期中需水最多的时期。 小孔扩散律：指气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长或
第十三章植物的抗性生理 一、英译汉(Translate) 1、stress tolerance（） 2、permanent wilting（） 3、heat-shock protein（） 4、antifreeze protein（） 5、osmotin（） 6、temperature compensation point （） 7、glycophyte（） 8、lectin（） 9、active oxygen（） 10、pathogenesis-related protein,PR（） 11、antifreeze gene () 12、heat injury() 13、hardiness physiology () 14、superoxide dismutase （） 15、protective enzyme system（） 16、cross adaptation（） 17、c-repeat/drought respone element（） 18、heat shock element () 19、permanent wilting（） 20、late embryo genesis abundant （）
21、transition polypeptides （） 二、汉译英(Translate) 1、抗性() 2、冻害（） 3、干旱() 4、盐胁迫（） 5、避逆性() 6、渗透调节（） 7、暂时萎蔫（） 8、盐生植物（） 9、植物防御素（）10、冷害() 11、抗冻基因（）12、热害(）13、热激蛋白（）14、过氧化氢酶（）15、过氧化物酶（）16、分子伴侣（）17、交叉保护（）18、抗蒸腾剂（）19、厌氧多肽（）20、区域化（）21、过敏响应()22、系统获得性抗性() 三、名词解释(Explain the glossary) 1、抗性 2、冷害 3、冻害 4、温度补偿点 5、萎蔫 6. chilling injury7. freezing injury8. stree 四、是非题（对的打“√”，错的打“×”）(True or false) 1、任何逆境都会使光合作用速率降低。（） 2、在0℃以下时，喜温植物受伤甚至死亡的现象就是冷害。（） 3、外施脱落酸可以增加植物体内可溶性糖和可溶性蛋白的含量，提高抗逆性。（）
植物生理学名词解释 名词解释 1. 根压——植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力 2. 蒸腾作用——水分通过植物体表面（如叶片等），以气体状态从体内散失到体外的现象 3. 水分临界期——指在植物生长发育过程中对缺水最为敏感，最易受害的阶段 4. 内聚力学说——以水分具有较大的内聚力保证由叶至根水柱不断，来解释水分上升原因的学说 5. 矿质营养——植物对矿物质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用，通称为矿质营养 6. 必需元素——指在植物营养生理上表现为直接的效果、如果缺乏时则植物生育发生障碍，不能完成生活史、以及去除时植物表现出专一的、可以预防和恢复的症状的一类元素 7. 单盐毒害——溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现象 8. 离子对抗——在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子来减弱或消除单盐毒害的作用叫离子对抗 9. 平衡溶液——含有适当比例的多盐溶液，对植物生长有良好作用的溶液 10. 还原氨基化——还原氨直接使酮酸氨基化而形成相应氨基酸的过程 11. 胞饮作用——物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程 12. 通道蛋白——在细胞质膜上构成圆形孔道的内在蛋白 13. 植物营养临界期——植物在生长发育过程中，对某种养分的需要虽然绝对数量不一定很多；但有很迫切的时期，如供应量不能满足植物的要求，会使生长发育受到很大影响，以后很难弥补损失 14. C3途径——以RUBP为CO2受体，CO2固定后最初产物为PGA三碳化合物的光合途径16. C4途径——以PEP为CO2受体，CO2固定后最的初产物是四碳双羧酸的光合途径15. 交换吸附——根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附的过程，总有一部分离子被其它离子所置换，所以细胞吸附离子具有交换性质 17. 光系统——能吸收光能并将吸收的光能转化成电能的机构。由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体。 18. 反应中心——进行光化学反应的机构。由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。 19. 荧光现象——叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象，由第一线态回到基态时所产生的光。 20. 磷光现象——当去掉光源后，叶绿素溶液和能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。这种发光现象称为磷光现象。
第十章植物的抗性生理 一、名词解释 1．逆境：系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称，如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。 2．抗逆性：植物对逆境的抵抗和忍耐能力。简称为抗性。抗性是植物对环境的一种适应性反应。 3．逆境逃避：植物通过各种方式，设置某种屏障，从而避开或减小逆境对植物组织施加的影响。植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应的反应，这种抵抗叫逆境逃避。 4．逆境忍耐：植物组织虽经受逆境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。 5．抗寒锻炼：植物在冬季来临之前，随着气温的降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐增强，这种提高抗寒能力的过程叫抗寒锻炼。 6．冻害：当温度下降到0o C以下，植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。 7．冷害：指0o C以上低温，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍使植物受伤甚至死亡，这种现象叫冷害。 8．萎蔫：植物在水分亏缺严重时，细胞失去紧张，叶片和茎的幼嫩部分下垂，这种现象称为萎蔫。 9．生理干旱：过度水分亏缺的现象叫干旱，由于土壤中盐分过多，引起上壤水势降低，使植物根系吸收水分困难，甚至发生体内水分外渗的受旱现多叫生理干旱，冷害等也能引起植物产生生理干旱现象。 10．活性氧：是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称，包括含氧的自由基、超氧阴离子自由基、单线态分子氧等。
11．生物自由基：泛指生物体自身代谢产生的一些带有未配对电子的基团或分子，它们是不稳定的，化学活性很高的基团或分子包括含氧自由基和非含氧自由基。 12．植保素：是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质。 二、填空题 1．二硫键凝聚 2．膜相的改变由于膜损坏而引起代谢紊乱导致死亡 3．细胞过度脱水 4．强 5．多 6．脯氨酸 7．少 8．可溶性糖 9．高 10．正比例 11．大气土壤 12．较强 CAM植物体内有机酸与氨作用形成酰胺 三、选择题 1．C 2．A 3． B 4．A 5．B 6．A 7．A 8．A 9．B 四、是非判断与改正 1．（?）合成不饱和脂肪酸多 2．（√） 3．（?）成正相关 4．（√）
绪论 植物生理学:研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学。 物质转化:植物对外界物质的同化及利用。 能量转化:植物对光能的吸收,转化,储存,释放与利用的过程。 信息传递:在植物生命活动过程中,在整体水平上,从信息感受部位将信息传递到发生反应部位的过程。 信号转导:在单个细胞水平上信号与受体结合后,通过信号传递,放大与整合,产生生理反应的过程。 形态建成:植物在物质转化与能量转化的基础上发生的植物体大小,形态结构方面的变化,完全依赖于植物体内各种分生组织的活动。 细胞生理 原核细胞:无典型细胞核的细胞,核质外面缺少核膜,细胞质中没有复杂的细胞器与内膜系统。 真核细胞:具有明显的细胞核,核质外有核膜包裹,细胞之中有复杂的内膜系统与细胞器。 生物膜:细胞中主要由脂类与蛋白质组成的,具有一定结构与生理功能的膜状组分,即细胞内所有膜的总称,包括质膜,核膜,各种细胞器被膜及其她内膜。 内质网:存在于真核细胞,由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。 胞间连丝:穿越细胞壁,连接相邻细胞原生质体的管状通道。 共质体:胞间连丝把原生质体连成一体。 质外体:细胞壁,质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等互相连接成的一个连续的整体。 原生质体:去掉细胞壁的植物细胞,由细胞质,细胞核与液泡组成。 细胞质:由细胞质膜,胞基质及细胞器等组成。 胞基质:在真核细胞中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,细胞浆。 细胞器:细胞质中具有一定形态与特定生理功能的细微结构。 内膜系统:在结构,功能乃至发生上相关的由膜围绕的细胞器或细胞结构。 细胞骨架:真核细胞中的蛋白纤维网架体系,广义的指细胞核/细胞质/细胞膜骨架与细胞壁。 微管:存在于细胞质中的由微管蛋白组装成的长管状细胞器结构。 微丝:真核细胞中由肌动蛋白组成,直径为7nm的骨架纤维,肌动蛋白纤维。 中间纤维:一类由丝状角蛋白亚基组成的中空管状蛋白质丝。 核糖体:由蛋白质与rRNA组成的微小颗粒,蛋白质生物合成的场所。
第四章呼吸作用 一、名词解释 1、呼吸作用：生物体内的有机物质通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的 过程。 2、有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放 出CO 2 并形成水，同时释放能量的过程。 3、三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下由细胞质进入线粒体逐步氧化分解，最终 生成水和二氧化碳。 4、生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化分解，生成CO 2和H 2 O，放出能量 的过程。 5、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有序的电子传递体组 成的电子传递途径，传递到氧分子的总轨道。 6、氧化磷酸化：在生物氧化过程中，电子经过线粒体的呼吸链传递给氧（形成水分子），同时使ADP被磷酸化为ATP的过程。 7、呼吸商：又称呼吸系数。是指在一定时间内，植物组织释放CO 2 的摩尔数与 吸收氧的摩尔数之比。 8.糖酵解：胞质溶胶中的己糖在无氧或有氧状态下分解成丙酮酸的过程。 二、填空题 1、呼吸作用的糖的分解代谢途径中，糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行； 三羧酸循环途径在线粒体中进行。三羧酸循环是英国生物化学家Krebs 首先发 现的。 2、早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使呼吸作用正常进行。当植物组织受伤时，其呼吸速率加快。春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊 乱的缘故。 3.呼吸链的最终电子受体是 O 2 氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响_ ATP _的产生。 4.糖酵解是在细胞细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼 吸呼吸的共同途径。
5.氧化磷酸化的进行与 ATP合酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响__ ATP__的产生。 6.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的细胞基质部分，TCA的酶系位于线粒体的线粒体基质部位，呼吸链的酶系位于线粒体的嵴部位。 7. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生__38__分子ATP，?需要经过__6_底物水平的磷酸化。 8.组成呼吸链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。 9. 呼吸作用生成ATP的方式有电子传递磷酸化和底物水平磷酸化两种磷酸化方式。 10.把采下的茶叶立即杀青可以破坏多酚氧化酶酶的活性，保持茶叶绿色。 11、无氧呼吸的特征是，底物氧化降解，大部分底物仍是，因释放。 不利用O 不彻底有机物的形式能量少 2 12、有机物质在生物体内氧气的类型有反应，反应，反应及反应。 脱电子（e-）脱氢加水脱氢加氧 13、当细胞质内NADPH+H+浓度低时，可以葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性，反之，当NADPH+H+浓度高时，则可葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性，从而调节PPP的运行速度。 提高抑制 14、酚氧化酶是一种含的氧化酶，存在于、内。这种酶在制茶中有重要作用，在制绿茶时要立即刹青，防止，避免产生，保持茶色清香。 铜质体微体多酚氧化酶活化醌类 15、水稻种子萌发第一个时期是从吸胀到萌动为止，主要进行呼吸，第二个时期从萌动开始，胚部真叶长出为止，则以呼吸为主。 无氧有氧 16、植物茎、叶和地下贮藏组织中的PPP所占比例，而在胚组织和果实中PPP所占比例 。植物组织感病时PPP所占比例，而EMP-TCA所占比例。
2、植物水分代谢 水势：每偏摩尔体积水的化学势差。符号是ψw 。 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 蒸腾比率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质的质量。 水分临界期：植物对水分不足最敏感、最易受伤害的时期。（小麦的水分临界期是孕穗期和灌浆始期—乳熟末期） 偏摩尔体积：指在恒温恒压，其他组分的浓度不变情况下，混合体系中1mol该物质所占据的有效体积。 Ψw 水势ψp 压力势ψs溶质势ψm 衬质势ψπ渗透势AQP水孔蛋白 MPa兆帕 3、植物矿质和氮素营养 必需元素：指在植物完成生活史中的、起着不可替代的直接生理作用、不可缺少的元素。（三个标准：元素不可缺少性、不可替代性和直接功能性。17种必须元素，14种矿质元素，9种大量元素、8种微量元素） 单盐毒害：将植物培养在单一盐溶液中（即溶液中只含有一种金属离子）不久植株就会呈现不正常状态，最终死亡，这种现象成为单盐毒害。 离子对抗：在单盐溶液中若加入少量含有其他金属离子的盐类，单盐毒害现象就会减弱或者消除，离子间的这种作用叫做离子对抗。 生理酸性盐：植物根系对盐的阳离子吸收多而快，导致溶液变酸的盐类。 叶片营养：也称根外营养，是指植物地上部分，尤其是叶片对矿质元素的吸收过程。 可再利用元素：某些元素进入植物地上部分以后，仍呈离子状态或形成不稳定的化合物，可不断分解，释放出的离子又转移到其他器官中去，可反复被利用的元素。（常见可再利用元素N、P、K、Mg；不可再利用元素Ca、Fe、Mn、B、S） 缺素症：当植物缺少某些元素时表现出的特殊性病症。（缺少N、Mg、S、Fe会引起缺绿病）AFS表观自由空间 4、植物的呼吸作用 能荷：是对细胞中内腺苷酸A TP-ADP-AMP体系中可利用的高能磷酸键的一种度量。其数值为（A TP+0.5ADP)/(A TP+ADP+AMP)。 呼吸商RQ：在一定时间内植物组织释放二氧化碳的摩尔数与吸收氧气摩尔数之比。 伤呼吸：植物组织因受到伤害而增强的呼吸。 呼吸速率：单位鲜重、干重的植物组织在单位时间内所释放二氧化碳的量或吸收氧气的量，也称呼吸强度。 巴斯的效应：由巴斯德发现的氧气抑制发酵作用的现象。 末端氧化酶：处于生物氧化一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或者电子传递给分子氧，形成水或过氧化氢的氧化酶。（包括细胞色素氧化酶、交替氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶。） 呼吸跃变：果实成熟过程中，呼吸速率突然上升然后又很快下降的现象。（降温可以推迟呼吸跃变；增加周围环境中的二氧化碳和氮气浓度，降低氧浓度可以降低呼吸跃变强度。） 抗氰呼吸：指某些植物的组织或者器官在氰化物存在的情况下仍能进行的呼吸。（参与抗氰呼吸的末端氧化酶为交替氧化酶） 氧化磷酸化：指呼吸链上的氧化过程偶联ADP和无机磷酸形成A TP的作用。
第十二章植物的抗性生理 第一节抗性生理通论 一逆境对植物的伤害 逆境会伤害植物，严重时会导致死亡。逆境可使细胞脱水，膜系统破坏，一切位于膜上的酶活性紊乱，各种代谢活动无序进行，透性加大。逆境会使光合速率下降，同化物形成减少，因为组织缺水引起气孔关闭，叶绿体受伤，有关光合过程的酶失活或变性。呼吸速率也发生变化，其变化进程因逆境种类而异。冰冻、高温、盐渍和淹水胁迫时，呼吸逐渐下降；零上低温和干旱胁迫时，呼吸先升后降；感染病菌时，呼吸显著增高。此外，逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物增加，这与合成酶活性下降，水解酶活性增强有关。 二植物对逆境的适应 （一）胁迫蛋白 在逆境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因。例如，高温诱导合成一些新的蛋白质，叫做热激蛋白（heat-shock protein）。经过热锻炼而形成热激蛋白的植物，抗热性提高。 （二）渗透调节 大量实验表明，干旱、高温、低温，盐渍等不良环境下，细胞会被动地丢失一些水分，除此以外，逆境会诱导参与渗透调节的基因的表达，形成一些渗透调节物质，提高细胞内溶质浓度，降低水势，使能从外界继续吸水，植物就能正常生长。组织水势的变化主要是渗透势的变化。 脯氨酸（proline）是最有效的渗透调节物质之一，在多种逆境下，植物体内都积累脯氨酸， （三）脱落酸 植物对逆境的适应是受遗传性和植物激素两种因素控制的，它们可以通过基因控制或代谢作用改变膜系统，提高抗逆能力。在逆境条件下，脱落酸含量会增加。一般认为，脱落酸是一种胁迫激素（stress hormone），又称应激激素，它调节植物对胁迫环境的适应。 （四）、活性氧 第二节植物的抗冷性 低温对植物的危害，按低温程度和受害情况，可分为冷害（零上低温）和冻害（零下低温）两种。在零上低温时，虽无结冰现象，但能引起喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡，这种现象称为冷害（chilling injury）。原产于热带或亚热带的植物，在生长过程中遇到零上低温，则发生冷害 一冷害过程的生理生化变化：
第十章植物的抗性生理 植物体是一个开放体系，生存于自然环境。自然环境不是恒定不变的，天南地北，水热条件相差悬殊，即使同一地区，一年四季也有冷热旱涝之分。对植物产生伤害的环境称为逆境（stress），又称胁迫。胁迫因素包括生物因素和非生物因素，生物因素有病害、虫害和杂草。非生物因素包括寒冷、高温、干旱、盐渍等。有些植物不能适应这些不良环境，无法生存。有些植物却能适应这些环境，生存下去。这种对不良环境的适应性和抵抗力，称为植物的抗性（hardiness）。植物的抗性生理（hardiness physiology）就是研究不良环境对植物生命活动的影响，以及植物对不良环境的抗御能力。 第一节抗性生理通论 一、逆境对植物的伤害 逆境会伤害植物，严重时会导致死亡。逆境可使细胞脱水，膜系统破坏，一切位于膜上的酶活性紊乱，各种代谢活动无序进行，透性加大。逆境会使光合速率下降，同化物形成减少，因为组织缺水引起气孔关闭，叶绿体受伤，有关光合过程的酶失活或变性。呼吸速率也发生变化，其变化进程因逆境种类而异。冰冻、高温、盐渍和淹水胁迫时，呼吸逐渐下降；零上低温和干旱胁迫时，呼吸先升后降；感染病菌时，呼吸显著增高。此外，逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物增加，这与合成酶活性下降，水解酶活性增强有关。 二、植物对逆境的适应 植物对逆境的适应（或抵抗）主要包括两个方面：避逆性（stress avoidance）和耐逆性（stress tolerance）。前者是指植物对不良环境在时间上或空间上躲避开，如沙漠中的植物只在雨季生长，阴生植物可在树荫下生长。后者是指植物能够忍受逆境的作用。 （一）生物膜 在电镜下观察得知，各种细胞器的膜系统在逆境下都会膨胀或破损，所以生物膜和抗逆性有密切的关系。按照生物膜的流动镶嵌学说，膜的双分子层脂质的
一、绪论 1、植物生理学就是研究植物生命活动规律与细胞环境相互关系的科学,在细胞结构与功能的基础上研究植物环境刺激的信号转导、能量代谢与物质代谢。 二、植物的水分生理 1、水势:相同温度下一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。把纯水的水势定义为零,溶液的水势值则就是负值。水分代谢:植物对水分的吸收、运输、利用与散失的过程。 2.衬质势: 由于衬质(表面能吸附水分的物质,如纤维素、蛋白质、淀粉等)的存在而使体系水势降低的数值。 3、压力势:植物细胞中由于静水质的存在而引起的水势增加的值。 4、渗透势:溶液中固溶质颗粒的存在而引起的水势降低的值。 5、渗透作用:溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。对于水溶液而言,就是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。 6、质壁分离:植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象。 7、吸胀作用: 亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。胶体物质吸引水分子的力量称为吸胀。 8、根压:由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。伤流与吐水现象就是根压存在的证据。 9、蒸腾作用:水分通过植物体表面(主要就是叶片)以气体状态从体内散失到体外的现象。 10.蒸腾效率:植物在一定生育期内所积累干物质量与蒸腾失水量之比,常用g·kg-l表示。 11、蒸腾系数:植物每制造1g干物质所消耗水分的g数,它就是蒸腾效率的倒数,又称需水量。12、气孔蒸腾:植物细胞内的水分通过气孔进行蒸腾的方式称为气孔蒸腾。 13、气孔运动主要受保卫细胞的液泡水势的调节,但调节保卫细胞水势的途径比较复杂。 14、保卫细胞:新月形的细胞,成对分布在植物叶气孔周围,控制进出叶子的气体与水分的量。形成气孔与水孔的一对细胞。双子叶植物的保卫细胞通常就是肾形的细胞,但禾本科的气孔则呈哑铃形。气孔的保卫细胞含有叶绿体,因为细胞壁面对孔隙的一侧(腹侧)比较厚,而外侧(背侧)比较薄,所以随着细胞内压的变化,可进行开闭运动。 15、蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。 16、水孔蛋白: 存在在生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。水通道蛋白亦称水通道蛋白。 17、内聚力(the cohesion value)又叫粘聚力,就是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力,这种相互吸引力就是同种物质分子之间存在分子力的表现。 18、蒸腾拉力-内聚力-张力学说 19、萎焉:水分亏缺严重时,植物细胞因失水而松弛,靠膨压维持挺立状态的叶片与茎的幼嫩部分下垂,这种现象叫萎焉。 20、暂时萎焉:当蒸腾作用强烈,根系吸水及转运水分的速度较慢,不足以弥补蒸腾失水时, 发生暂时萎焉,当蒸腾速率降低时,根系吸水的水分足以弥补失水,消除水分亏缺,即使不浇水或者通过荫蔽能恢复,这种靠降低蒸腾就能消除的萎焉。
细胞壁——指植物细胞在原生质生命活动中形成的多种壁物质加在质膜外方所构成的结构，具有保护原生质体的作用，并在很大程度上决定了细胞的形态和功能。 生物膜——也叫细胞膜，指细胞内所有膜的总称，包括质膜、线粒体膜、叶绿体膜等，其主要成分是类脂和蛋白质。 呼吸作用——活细胞中有机物通过某些代谢途径逐步氧化分解并释放能量的过程。呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。无氧呼吸一般指在无氧条件下，高等植物细胞把某些有机物氧化分解成为不彻底的产物，同时释放能量的过程。通常所提的呼吸作用就是指有氧呼吸。 抗氰呼吸——交替氧化酶是含铁的酶，由于它可以从正常呼吸链的CoQ或cytb处分出来，越过部位Ⅲ，将电子传递给氧，从而对氰化物不敏感，故称这种呼吸现象为抗氰呼吸。 呼吸跃变现象——也称呼吸骤变现象，是指果实在成熟过程中，呼吸速率首先是降低，然后突然增高，最后又下降，此时果实便进入完全成熟。这种现象称为呼吸跃变现象。 代谢“源”——指制造和输出同化物的组织或器官，一般指成年的叶子，它制造出光合产物并输送到其他器官，它有一种把光合产物向外“推”送的“推力”。 质外体——指植物细胞的细胞壁、细胞间隙和导管的空腔，贯穿各个细胞之间，形成一个连续的体系。 有氧呼吸——有氧呼吸指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。通常所提的呼吸作用就是指有氧呼吸。 呼吸强度（呼吸速率）——单位时间（小时）单位植物组织（干重、鲜重）或单位细胞或毫克氮所放出CO2量或吸收O2的量或有机物干重的损失量或能量的释放量。 比质量转移率——单位时间内通过单位韧皮部横切面积运输的干物质量： 比质量转移率（SMTR）= 运输的物质干重/韧皮部的横断面积×时间 代谢“库”——指消耗或贮藏同化物的组织或器官，如嫩叶、幼根、果实、正在生长的块根和块茎等，它有一种把光合产物向内拉的“拉力”。 消失点——又名熄灭点，在氧分压较低的情况下，无氧呼吸随着氧分压的增加而减弱，一般把无氧呼吸停止进行的最低氧分压（10%左右）称为消失点。 伸展蛋白——广泛存在于高等植物与藻类中的、由约300个氨基酸残基组成的一类主要富含羟脯氨酸残基的糖蛋白，在高等植物初生细胞壁中含量可多达15%。
课题设置和主要研究内容包括：（1）模式植物和农作物细胞感受、传递、响应盐碱、低温等胁迫的细胞信号转导分子机理，包括探讨植物激素、受体激酶、钙信使、细胞骨架、蛋白激酶等参与的逆境信号转导分子调控途径及其相互间的网络调控关系；（2）作物响应盐碱、低温等胁迫的基因表达调控机理，包括逆境诱导转录因子及其作用的启动子调控元件的克隆和功能分析及重要耐逆基因的转录调控模式和机制；（3）作物重要抗逆性状和关键代谢途径相关的重要新基因的克隆和功能分析（4）重要耐盐、耐低温资源植物的特殊耐盐、耐低温重要新基因的克隆和功能分析；（5）不同作物和模式植物比较基因组及植物耐盐、耐低温信号转导与基因表达网络调控机理研究；（6）作物耐盐、耐低温性状的分子调控技术研究，包括：逆境特异诱导型和组织特异表达型启动子的分析与构建、多基因遗传转化技术体系的建立及转基因作物的生物学效应研究。植物的生长发育需要一定的温度条件，当环境温度超出了它们的适应范围，就对植物形成胁迫；温度胁迫持续一段时间，就可能对植物造成不同程度的损害（彩版8-5）。温度胁迫包括高温胁迫、低温胁迫和剧烈 变温胁迫。（一）高温胁迫 当环境温度达到植物生长的最高温度以上即对植物形成
高温胁迫。高温胁迫可以引起一些植物开花和结实的异常。在自然界，高温往往与其他环境因素特别是强光照和低湿度相结合对植物产生胁迫作用。植物幼苗因土面温度过高近地面的幼茎组织被灼伤而表现立枯症状；这种病害在温度变化大的黑土、砂质土和干旱情况下发生较重。高温危害植物的机制主要是促进某些酶的活性,钝化另外一些酶的活性,从而导致植物异常的生化反应和细胞的死亡。高温还可引起蛋白质聚合和变性,细胞质膜的破坏、窒息和某些毒性物质的释放。 （二）低温胁迫 当环境温度持续低于植物生长的最低温度时即对植物形成低温胁迫，主要是冷害和冻害。冷害也称寒害,是指0℃以上的低温所致的病害。喜温植物如水稻、玉米、菜豆以及热带、亚热带的果树如柑桔、菠萝、香蕉以及盆栽和保护地栽培的植物等较易受冷害。当气温低于10℃时,就会出现冷害,其最常见的症状是变色、坏死和表面斑点等,木本植物上则出现芽枯、顶枯。早稻秧苗期遇低温寒流侵袭易发生青枯死苗。晚稻幼穗分化至扬花期遇到较长时间的低温,也会因花粉粒发育异常而影响结实。冻害是0℃以下的低温所致的病害。冻害的症状主要是幼茎或幼叶出现水渍状、暗褐色的病斑,之后组织死亡；严重时整株植物变黑、干枯、死亡。早霜常使未木质化的植物器官受害,而
生物膜：构成细胞的所有膜的总称。它由脂类和蛋白质等组成，具有特定的结构和生理功能。按其所处的位置可分为质膜和内膜。 细胞骨架：指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等，它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统。 内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。 离子的主动吸收：细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。 单盐毒害：植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。单盐毒害无论是营养元素或非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。 离子颉颃：离子间相互消除毒害的现象，也称离子对抗。 平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。 诱导酶：指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。如硝酸还原酶。硝酸还原：硝酸在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的相继作用下还原成氨(铵)的过程。 光合链：定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。 光合磷酸化：光下在叶绿体(或载色体)中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。 光补偿点：随着光强的增高，达到叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于O2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。 光饱和点：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增加而加快，光合速率不再继续增加时的光照强度称为光饱和点。 C O2补偿点：当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。 光合作用‘午睡’现象：在正午光照较强的情况下，有些植物的光合速率会急剧降低，甚至光合速率为零。这种现象称为光合作用‘午睡’现象。 爱默生增益效应：在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，又叫爱默生增益效应。 呼吸商：植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼商，又称呼吸系数 呼吸链：指线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递的总轨道。 呼吸跃变：果实成熟过程中，呼吸速率突然增高，然后又迅速下降的现象。 代谢源：指制造并输送有机物质到其他器官的组织、器官或部位。如成熟的叶片。 代谢库：指植物接受有机物质用于生长、消耗或贮藏的组织，器官或部位。如正在发育的种子、果实等。 安全含水量：一般油料种子含水量在8％～9％以下，淀粉种子含水量在12％～14％时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏,此时的含水量称之为安全含水量。 末端氧化酶：是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，并形成H2O或H2O2的氧化酶类。 黄化现象：因缺乏光照而影响叶绿素的形成，使茎叶发黄的现象。 细胞信号转导:是指偶联个胞外刺激信号(包括各种种内、外源刺激信号)与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制 第二信使：又称次级信使，由胞外刺激信号激活或抑制的具有生理调节活性的细胞因子，植物中的第二信使主要是cAMP、钙离子、DAG和IP3。 植物激素：是由植物本身合成的，数量很少的一些有机化合物。它们能从生成处运输到其他
植物盐胁迫及其抗性生理研究进展 李艺华1罗丽2 （1、漳州华安县科技局华安 363800 2、福建农林大学园艺学院福州 350002） 摘要：盐胁迫是制约农作物产量的主要逆境因素之一。本文综合了几年来植物盐胁迫研究的报道，对盐胁迫下植物生理生化和生长发育变化、植物自身生理系统的响应以及增强植物抗盐胁迫的方法进行综述和讨论。 关键词：植物抗盐胁迫生理 中图分类号：Q945.7 文献标识码：A 文章编号：1006—2327—（2006）03—0046—04 盐胁迫是目前制约农作物产量的主要逆境因素之一[1]，既有渗透胁迫又有离子胁迫[2]。随着土壤盐渍化面积的扩展，许多非盐生植物因受盐胁迫而导致产量和品质的快速下降，已成为中国西北部和沿海地区迫切解决的难题。迄今，植物盐胁迫这方面有较多的研究报道，多数侧重于某一植物或是植物某一生长阶段耐盐胁迫性与抗盐胁迫性的研究，缺少对植物抗盐胁迫有一个较为系统的综合阐述。鉴于植物抗盐胁迫的研究面的广泛性和分散性，本文综合了几年来抗盐胁迫研究报道，对植物抗盐胁迫的生理机制做一个综合阐述，为阐明植物对盐胁迫的反应机制提供一个较系统的理论依据。 1 盐胁迫对植物生理生化和生长发育的影响 盐胁迫对植物生理生化的影响可分为三方面：离子毒害、渗透胁迫和营养亏缺。离子毒害作用包括过量的有毒离子钠和氯对细胞膜系统的伤害，导致细胞膜透性的增大，电解质的外渗以及由此而引起的细胞代谢失调；渗透胁迫是由于根系环境中盐分浓度的提高、水势下降而引起的植物吸水困难；营养亏缺则是由于根系吸收过程中高浓度Na和Cl 离子存在，干扰了植物对营养元素K、Ca和N的吸收，造成植物体内营养元素的缺乏，影响植物生长发育[1]。大量试验结果表明，盐胁迫不同程度地影响植物的光合作用、呼吸作用和渗透作用，影响植物的同、异化功能[3]，当盐分浓度超过植物叶片耐盐阀值或达到叶片致死盐量时，植物常表现出萎蔫或枯死状态[4]。 2 植物对盐胁迫的生理响应 2.1 植物液泡膜质子泵的响应 植物细胞液泡膜上存在两类质子泵，即液泡膜H+ –ATPase（V–ATPase）和H+–PPase （V-PPase），分别利用ATP和Ppi水解的自由能建立跨膜的质子电化学势梯度，参与各种溶质的转运，维持液泡的正常功能。 赵利辉等研究了大麦幼苗根系液泡膜质子泵对苗的发育和盐胁迫的响应，发现盐胁迫下V–ATPase 活性升高，体现了V–ATPase对盐胁迫有一定的适应能力。目前有关V-PPase对盐胁迫的反应有两种观点：一是认为NaCl诱导V-PPase活性的升高；另一种观点认为NaCl对V-PPase有抑制作用。针对上述不同观点，我们看一下实验例子，赵利辉等比较了耐盐性不同的两个大麦品种鉴4、科品7号V-PPase对不同浓度NaCl的反应，发现耐盐的鉴4在两种盐浓度下根系、叶片V-PPase活性均上升，而不耐盐的科品7号根系、叶片V-PPase活性均下降；说明不同植物品种的耐盐性存在差异可能与彼此液泡膜V-PPase与细胞内离子平衡或基因表达有关，对盐胁迫产生不同的生理响应。而其他研究者用50mmol/LNaCl处理的胡萝卜细胞V-PPase在10d 内较对照增加一倍；用80mmol/LNaCl处理的欧亚槭细胞V-PPase也成倍增加；而有些研究报道，200 mmol/LNaCl处理的大麦根V-PPase的活性是对照的一半[5-6]，这说明一定浓度的盐处理会提高V-PPase的活性，而高盐处理却会降低V-PPase的活性，这是由于高盐胁迫导致细胞内Na 水平的升高，对V-PPase产生直接抑制作用的缘故。 2.2 Ca2+ 及Ca2+-ATPase对盐胁迫的生理应答 2.2.1 Ca2+ 与植物ABA的信号反应 盐胁迫下植物体内存在一系列信号传递途径响应环境刺激，诱导植物发生生理变化，从而使植物获得抗盐性。已有研究结果证实了当土壤水分亏缺时，根系能迅速合成ABA并通过木质部随蒸腾流运到地上部，调节气孔关闭和引起某些相关基因的表达。根据郭秀林等研究，渗透胁迫下根及叶片中ABA含量增加，根部先于叶片；在同等渗透胁迫条件下，外源Ca2+ 浓度越小，根系中ABA含量增加越多[7]。有研究表明：ABA在调节气孔关闭、诱导钙依赖蛋白激酶产生以及对某些酶和基因的调控都 46