植物生理学 植物逆境生理39页PPT

总结词
盐胁迫对植物的生理过程产生显著影响，可能导致植物生长受阻、产量下降甚至死亡。
要点一
要点二
详细描述
盐胁迫是指土壤中盐分过高对植物造成的不利影响。高盐环境下，植物会出现渗透胁迫，即细胞内的水分被大量吸出，导致细胞萎缩和功能受损。此外，盐胁迫还会影响植物的光合作用、呼吸作用和营养吸收等生理过程。为了适应盐胁迫，植物会采取一系列生理和生化机制，如积累无机离子、合成渗透调节物质等。
详细描述
03
CHAPTER
植物对逆境的适应机制
Hale Waihona Puke 植物通过减少水分散失和增加水分吸收来适应干旱环境。例如，通过增加角质层厚度、减少气孔开度、发展深根系等。
抗旱性
在淹水环境中，植物通过发展通气组织、增加氧气供应和减少水分胁迫来适应。例如，水生植物如水稻和荷花能在水中生长。
耐涝性
植物通过离子排除、离子替代和减少盐分吸收等方式来适应盐分胁迫。例如，一些植物能积累甜菜碱等有机物来抵抗盐分胁迫。
生态恢复与保护是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。在人类活动和自然灾害的影响下，一些地区的生态系统可能会受到破坏，导致植被退化、土地沙化、生物多样性减少等问题。
通过研究植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的生态恢复与保护措施，促进生态系统的恢复和保护。例如，在荒漠化治理中，可以选择一些具有较强抗旱性和固沙能力的植物品种进行种植，通过合理的水分管理、施肥等措施来促进植被的生长和恢复；在湿地保护中，可以通过合理的水分管理、植被恢复等措施来保护湿地的生态环境和生物多样性。这些措施的实施有助于维护生态平衡和促进可持续发展。
农业管理措施是植物生理学在逆境研究中的另一个重要应用。通过了解植物在逆境条件下的生理反应和适应机制，可以制定出更加科学合理的农业管理措施，提高植物的抗逆性和产量。

• 植物的非生物逆境：主要是指对植物生长 发育产生不利或胁迫的环境因子。如冷害、 冻害、干旱及干热风、盐害、水涝、风灾、 酸雨等。 • 植物的生物逆境：是指对植物生长发育产 生不利或胁迫的某些生物，如病害、虫害、 草害等。
第二节 寒害与植物的抗寒性
• 寒害：温度低于最低温度产生的伤害，包
括冷害和冻害。 • 零上低温对植物的危害称为冷害，植物对 零上低温的适应能力叫做抗冷性。 • 零下低温对植物的危害称为冻害，植物对 0℃以下低温的适应能力叫抗冻性。
2．膜相变引起膜结合酶失活 构成膜的类脂由液相转变为固相，流动镶 嵌模型破坏，类脂固化而引起膜结合酶解离 或者使酶亚基分解，因而失活。
（三） 提高植物抗冷性途径
• 植物对低温的抵抗是一个适应过程，许多植物如 果预先给予一定的低温处理，以后可经受更低的 温度胁迫，而不受到伤害。如蕃茄幼苗移出温室 前，用10℃的低温处理1~2天，移栽后可抗5℃的 低温。 • 植物生长调节剂（CTK、ABA等） • 调节N、P、K的比例，增加P、K肥比例
微量元素对植物生长的影响
• 缺锰：和缺铁基本相似，叶脉之间出现失绿斑 点，但叶脉仍为绿色。 • 缺硼：嫩叶失绿，叶片肥厚皱缩，叶缘向上卷 曲，落花落果。 • 缺钙 ：嫩叶失绿，叶缘向上卷曲枯焦，叶尖 常呈钩状。 • 缺锌 ：叶变黄或变小，叶脉间出现黄斑，蔓 延至新叶，幼叶硬而小，且黄白化。 • 缺铜 ：叶尖发白，幼叶萎缩，出现白色叶斑
为什么路灯下的植株抗寒性差？
短日照促进植物进入休眠状态，提高抗 寒力，而长日照则阻止植物休眠，抗寒 性差，路灯下的植物因为晚上路灯的照 明，即延长了光照时间，处于长日照状 态下，未能进入休眠，冬天常有被冻死 的危险。
（二） 提高植物抗冻性途径 • 抗冻锻炼 • 化学控制 • 农业措施 （1）合理水肥管理； （2）薄膜苗床， 地膜覆盖； （3）冬灌熏烟 ，盖草等。

（1）分子量小，可溶性强； （2）能为细胞膜保持而不易渗漏； （3）在生理PH范围内不带正电荷，不影响 细胞的酸碱度（PH）； （4）对细胞器无毒害作用； （5）生物合成迅速，并在细胞内迅速积累。 对酶活性影响小，不易分解。
12
2、光合作用变化
各种逆境条件都可导致光合作用降低。 3、呼吸作用变化
在逆境条件下呼吸速率有时会出现升高的现 象（冷、旱），但很快下降。
缺O2
不缺O2
缺O2
在逆境中，日前对农业生产影响最大的是理化逆境，如温 度、水分、盐碱和污染等。
8
二、在逆境条件下植物的一般生理生化变化
1、水分亏缺 许多逆境条件都能导致植物体的水分亏缺，
如干旱、盐碱、（渍）高温直接导致亏缺， 低温（冷、冻）可间接的导致水分亏缺。
9
渗透调节（osmotic adjustment）是指通过 主动增加溶质，降低渗透势，提高吸水和保水能 力，以维（保）持正常膨压稳定以维持正常作用 的现象。
物理的和生物的。例如大气污染、盐碱、 温度、水分和病虫害等。
2、胁迫 任何一种使植物内部产生有害变化
或潜在有害变化的环境因子，称为胁迫。
4
3、抗逆性和抗性锻炼 植物对各种不利的环境因子都具有一定
的抵抗或忍耐能力，这种能力称为抗逆性， 简称抗性。
抗性是植物对环境的适应性反应，是一 种遗传特性，是在不良环境条件下逐步形 成的。
A、转录因子 B、小分子的主要起渗透调节作用的蛋白 C、猝灭离子的保护蛋白 7、细胞膜结构功能变化 在逆境条件下，细胞膜结构受损。
15
第二节 植物的抗旱性
16
旱害：由于干旱导致植物水分亏缺所 造成的伤害。
根据干旱发生的场所和产生的原 因，可将干旱胁迫为三种类型：

第39页/共129页
逆境下积累的脯氨 酸主要集中在细胞质， 使细胞渗透势明显降低， 大大提高吸水能力。故 脯氨酸是细胞质渗透物 质。
第40页/共129页
（2）甜菜碱与植物抗逆性
甜菜碱是一种含氮化合物， 具有很高的溶解度，在生理 pH范围不带净电荷，无毒， 在逆境条件下细胞原生质中 的积累量高于液泡，可作为 细胞质渗透物质
第19页/共129页
御逆性(stress avoidance)：
植物在生理上或结构上与逆境之 间形成某种屏障，从而避免逆境的伤 害。
这类植物通常具有根系发达，吸 水、吸肥能力强，物质运输阻力小， 结构特化，角质层较厚，有机物质的 合成快等特点。
如仙人掌
第20页/共129页
耐逆性(stress tolerance)：
第65页/共129页
2、间接伤害
●饥饿 ●有毒物质积累 ●缺乏某些代谢物质 ●蛋白质合成下降
第66页/共129页
高温对植物的危害
第67页/共129页
三、植物耐热性的机理
☆构成原生质的蛋白质对热稳定
☆细胞含水量一般较低 ☆饱和脂肪酸含量较高，使膜中脂类 分子液化温度升高 ☆有机酸代谢较高（有机酸与NH4+结 合可消除NH3的毒害
在正常情况下，膜为液晶态。 膜中脂肪酸碳链越长，膜固化温 度越高。相同碳链长度时，不饱 和键数目越多，固化温度越低。
第24页/共129页
●膜脂饱和脂肪酸和抗旱性 呈密切正相关
●膜脂不饱和脂肪酸直接增大 膜的流动性，提高抗冷性
●膜脂中磷脂含量和抗冻性呈 密切正相关
第25页/共129页
（二）逆境蛋白的表达
一、热害与抗热性
热害(heat injury): 由高温引起植物伤害的现象。

1、热激蛋白（heat shock protein ，HSP）： 在高于植物正常生长温度（10~15℃）刺激下
诱导合成的蛋白质。
8
HSP在抗热性中的作用 ：
（1） 维持变性蛋白的可溶状态或使其恢复原 有的空间构象和生物活性。
（2） 与一些酶结合成复合体，使酶的热失活温 度明显提高。
植物对热激反应非常迅速，热激处理 3~5min就发现HSPmRNA含量增加，20min可 检测到新合成的HSP。
逆境的种类
ห้องสมุดไป่ตู้
生物因素：病虫害、杂草等
理化因素：温度、水分、辐射、 化学因素、天气等
3
抗性分为三种：
避逆性 • 御逆性
逆境逃避
• 耐逆性 —— 逆境忍耐
避逆性：指植物通过对生育周期的调整来避开逆境 的干扰，在相对适宜的环境中完成其生活史。
御逆性：指植物处于逆境时，其生理过程不受或少受逆 境的影响，仍能保持正常的生理活性。
21
ABA在交叉适应中的作用 交叉适应：植物经历了某种逆境后，能提高 对另一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境间 的相互适应作用称为~。 交叉适应的作用物质：ABA
12
（三）活性氧与抗逆性 1、活性氧：指性质极为活泼、氧化能力很强的
含氧物的总称。 如超氧阴离子自由基（O2·）、羟基自由基
（·OH）、过氧化氢（H2O2）、脂过氧化物（ROO·） 和单线态（1O2）。
13
2、活性氧对植物的伤害: （1）细胞结构和功能受损 如线粒体破坏、氧化磷酸化解偶联、 Cyt 氧化酶活性下降等。 （2）诱发膜脂过氧化作用 膜脂过氧化：生物膜中不饱和脂肪酸在自 由基诱发下发生的过氧化反应。 （3）损伤生物大分子 破坏核酸、蛋白质等生物大分子，并能使 多种酶失活。

16 第一节 干旱、高温、水涝胁迫对植物的伤害
一、植物的抗旱性
（二）干旱对植物的伤害 3.破坏正常的代谢过程
特点：抑制合成代谢，加强分解代谢；水解酶活性加强，合成酶 活性降低或消失。 （1）光合作用与呼吸作用的变化 ➢干旱使光合作用受抑制主要由于：水分亏缺后造成气孔关闭， CO2扩散的阻力增加；叶绿体片层膜体系结构改变，光系统Ⅱ 活性减弱甚至丧失，光合磷酸化解偶联；叶绿素合成速度减慢， 光合酶活性降低；水解加强，糖类积累。
10 第一节 干旱、高温、水涝胁迫对植物的伤害
一、植物的抗旱性
陆生植物最常遭受的环境胁迫是缺水，当植物耗水大于吸水时， 就使组织内水分亏缺。 ➢干旱：植物细胞过度水分亏缺的现象。 ➢旱害：指土壤水分缺乏或大气相对湿度过低对植物的危害。 ➢抗旱性：植物抵抗旱害的能力。
11
12 第一节 干旱、高温、水涝胁迫对植物的伤害
第十章 植物的逆境生理 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
3
2010年2月24日沈阳冻雨
4
3月20日，温家宝 于陆良县德格海 子水库干涸的库 底察看灾情
5
哈尔滨 遭遇50年不遇的暴雪
17
向日葵水分亏缺时对叶片生 长速率和光合速率的影响
18
➢ 对呼吸作用的影响 干旱对呼吸作用的影响较复杂，一般呼吸速率随水势的下 降而缓慢降低。有时水分亏缺会使呼吸短时间上升，而后 下降，这是因为开始时呼吸基质增多的缘故。 若缺水时淀粉酶活性增加，使淀粉水解为糖，可暂时增加 呼吸基质。但到水分亏缺严重时，呼吸又会大大降低。如 马铃薯叶的水势下降至-1.4MPa时，呼吸速率可下降 30%左右。