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植物磷代谢和磷营养的分子生物学机制和作用研究植物营养元素中，磷素是一个重要的元素，是构成植物体量的主要成分之一，对于植物生长和发育有着重要作用。
磷素在植物体内以磷酸盐的形式存在，主要由根系吸收，然后经过转运至植物体各部位进行代谢，参与到能量代谢、信号传递、酸碱平衡等许多生理代谢过程中。
然而，田间土壤普遍存在着磷素缺乏或限制的现象，因此如何提高植物磷素利用率，提高农业生产效益成为一个重要问题。
磷营养对植物的影响磷酸盐被植株吸收后，以各种形式在植体中分布，因此磷素代谢对植物生长发育具有重要影响。
磷素的缺乏一般会影响植物体形态结构、生长速度、物质积累和感染病原体的能力等；而过量的磷素会影响植物的抗病性和生产力。
磷素对植物生理代谢的影响涵盖面广，虽然磷素在植物体内的含量仅仅是干重的0.01%-0.2%，然而它对植物生长发育的影响却是至关重要。
植物磷营养生物学机制磷的吸收过程是植物磷营养的首要环节。
当土壤中的磷素浓度低于植物需要时，植物根部的生物学机制将发生变化，以寻找足够的磷素。
吸收磷酸根离子的过程主要通过植物根系上的磷酸根离子转运体（Pht）及隐存激活酶（SPX）来完成。
随后，转运的磷酸根离子被转化为无机磷酸盐，并被运输到植体的不同部位进行代谢。
植物中参与磷素代谢的关键基因随着人们对植物代谢过程的研究，越来越多的磷素研究靶点被揭示出来，这些磷素研究靶点包括磷酸化激酶、转载体、磷酸酯酶等多种基因。
其中，当归饮片（ACP）是植物参与磷素代谢的一个重要的基因，在调控植物磷酸酯酶的活性及磷酸根离子在植体内的转运过程中具有重要作用。
而Pht1基因则是植物磷酸根离子转运体基因，在植物磷素代谢中也具有非常重要的作用。
磷素代谢突破口：磷素转运机制及相应基因的克隆与鉴定磷素的吸收和利用是植物的一种重要生理过程，其中转运体在磷素转运过程中起着至关重要的作用。
在植物体内，转运体Pht家族基因共存在于植物细胞膜的重要器官上，而Pht基因对被吸收的磷素在植物内部的分配与调控起着至关重要的作用，如果将这些基因受到的调控机制剖析清楚，将有助于通过基因克隆和功能鉴定等途径提高植物磷素的利用效率，从而为农业生产带来更大的收益。
第一章：植物的水分代谢一、植物对水分的需要For every gram of organic matter made by the plant, approximately 500 g of water is absorbed by the roots,水分在生命活动中的作用细胞内水分呈束缚水和自由水两种状态水分是细胞质的主要成分水分是代谢过程的反应物质水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植物的固有姿态二、植物对水分变化的反应及生态类型即水生植物和陆生植物（一）水生植物水生植物(hydrophite)指植株全部或至少根系可一直生长在水中的植物。
根据它们在水中的生长状态，可以把它们划分为沉水植物(submerged plant) 浮水植物(floating—leaf plant) 挺水植物(emerged plant)沉水植物(submerged plant)是指整个植物体都浸没在水中的植物其中一种类型是扎根于水底的土壤另一种类型则是悬浮于水中而根系退化的由于水中氧少光弱，因而植物的通气组织发达，构成连续的通气网络。
整个植株都可直接吸收水、矿质营养和水中的气体浮水植物(floating—leaf plant)指那些植物体完全漂浮在水面上或植物扎根于水底而叶子漂浮在水面上的植物浮水植物水下部分结构与沉水植物相似，但水面上部分由于直接与空气接触，表皮细胞常具薄的角质层，气孔一般只生于叶的上表皮，并有通气结构贯通整个植物挺水植物(emerged plant)指那些根、下部茎，有的还包括部分下部叶浸没于水中，而上部的茎叶挺伸出水面以上的植物挺水植物的维管组织、机械组织和保护组织在水生植物中是最发达的，并具有良好的通气组织，常能忍受一定时间限度的土壤干燥（二）陆生植物湿生植物(hygrophyte)中生植物(mesophyte)旱生植物(xerophytic plant)短命植物(short—1ife plant)避旱植物(drought—evading plant)耐旱植物(drought—enduring plant)抗旱植物(drought—resisting Plant)三、水分经植物从土壤到大气，水势T r e e s c a n g r o w m u c h t a l l e r t h a n10m•Suction tension(吸水压) in the xylem must be greater than that of a vacuum•Water potential (or pressure) in the xylem must be negative•How do we account for a negative water potential (pressure)?W a t e r m o v e m e n t b e t w e e n c o m p a r t m e n t syp = -RTc R: gas constant T: temperature (K) c: solute concentrationG e n e r a t i o n o f r o o t p r e s s u r e i n a n e x c i s e d p l a n t四、根系对水分的吸收water-channel proteins (aquaporins)E x o d e r m i s a n d e n d o d e r m i s•S u b e r i n in cell walls of exodermis and endodermis blocks a p o p l a s t i c w a t e r f l o w•Water must e n t e r the cells (symplasm)•Plasma membrane offers enormous resistance to water transport•How can water enter the symplast?•Through special pores in the plasma membrane: w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s (a q u a p o r i n s) Water transport across membrane is mediated by water channels (aquaporins)Water movement – ALWAYS PASSIVE !Water movement occurs either as diffusion or bulk flowDiffusion: driven by concentration gradient, permeability defined as diffusional water permeability (Pd: m s-1)Bulk flow: driven by pressure difference (hydrostatic or osmotic); defined as osmotic permeability (Pf: m s-1) or hydraulic conductivity (Lp:m s-1 MPa-1)Pf often greater than Pd, Why ?Water channels -Aquaporins•Transmembrane proteins;•Facilitate passive transport of water; 10-1000 fold higher than lipid permeability.•Can be highly selective to water (true aquaporins).•Some can be more selective for small neutral solutes (eg. glycerol; aquaglyceroporins)•Some animal aquaporins have recently been shown to create ion channels under certain conditions.Aquaporins can also mediate flux of other substances across cell membranesP I P1i n c h l o r o p l a s t sWater and CO2 conductivity•Plant aquaporins conduct water or CO2•Aquaporin CO2 conductivity is significant for photosynthesisActivities of aquaporins are reflected by permeability to water (P f or Lp).C h e m i c a l s,e.g.,H g t h a t i n h i b i t w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s r e d u c e t h e w a t e r f l o w t h r o u g h r o o t s;i t i sa r e v e r s ib l e e f f ec t五、植物吸收水分的来源W a t e r i n t h e s o i l:t y p i c a l s o i l w a t e r c o n t e n t s(%)o fd i f fe r e n t t y p e s of s o i lW a t e r p o t e n t i a l o f v a r i o u s s o i l sS o i l w a t e r p o t e n t i a l a n d s o i l w a t e r c o n t e n t a t d i f f e r e n t s o i l d e p t h六、干旱及植物的适应性反应当植物耗水大于吸水时，使组织内的水分亏缺。
植物生理学精品讲义第六章植物生长物质【目的要求】学习本章的主要目的在于了解植物激素对植物政党生长发育过程调控的重要性；它们的化学性质、生理功能、作用方式及特点；以及影响其生理效应发挥的内、外因素。
在了解植物激素对植物代谢调控规律的基础上，在生产实践中，能根据不同的生产目的，适量、适时、适法地正确应用各种植物生长调节剂对植物进行化学调控，以提高农林产品的产量和品质。
【重点】激素的生物合成、生理作用和应用【难点】激素的生物合成高等植物的正常生长发育，除了受遗传因素的控制、环境条件的影响以及需要大量的有机物质和无机物质作为细胞生命活动的结构和营养成分外，还需要一类微量的、生理活性极强的特殊物质参与调控，通常将这类物质称为植物生长物质(PlAnT groWTH suBsTAnCes)。
植物生长物质一般按其来源的不同分为两大类：一类叫做植物激素(P lAnT HorMones or PHyToHorMones)；另一类称为植物生长调节剂(PlAnT groWTH reglATors)。
植物激素，是指一些在植物体内合成，并经常从产生部位转移到其他器官，对植物的生长发育和代谢具有显著调控作用的微量有机物。
由于它是植物体内的正常代谢产物，故又称为内源激素或天然激素。
植物生长调节剂，是指一些具有植物激素活性的人工合成的化合物。
根据国际植物学会的规定，植物激素具有三个显著的基本特征：①内生的，它是在植物生命活动中细胞接受特定环境信息诱导而形成的代谢产物。
②能移动的，通常由某些器官和组织产生后，再转运到其他部位起调节作用；其移动的速率和方式，因植物激素的种类、植物及其器官的特性而异，还要受到环境因素的影响。
③低浓度即有调节效应，它们在极低的浓度下都具有较强的生理活性，通常在10－6～1 0－4Mol／L浓度下即对植物的生长发育产生强烈的影响。
虽然植物激素广泛地存在于植物组织中，但它们在体内的含量却很低，一般约为植物组织鲜重的10－9～10－7。
