植物逆境生理ppt课件.ppt

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1、第一节第一节 逆境的概念及植物对逆境的适应性逆境的概念及植物对逆境的适应性一、一、逆境与胁迫的概念逆境与胁迫的概念二、植物适应性的概念二、植物适应性的概念三、逆境胁迫对植物的影响三、逆境胁迫对植物的影响四、植物响应逆境的生理机制四、植物响应逆境的生理机制一、逆境和抗逆性一、逆境和抗逆性生物胁迫生物胁迫：病害、虫害、杂草等。：病害、虫害、杂草等。非生物胁迫非生物胁迫：物理逆境：物理逆境：干旱、热害、冷害、淹水、干旱、热害、冷害、淹水、辐射辐射等。等。化学逆境：化学逆境：低低pHpH、高、高pHpH、盐害、空气、盐害、空气污染等。污染等。逆境或胁迫逆境或胁迫（stressstress）：）：对植物

2、生存或生对植物生存或生长不利的各种环境因子的总称长不利的各种环境因子的总称.逆境的种类逆境的种类植物的抗逆性植物的抗逆性：植物对逆境的适应性反应。：植物对逆境的适应性反应。植物对逆境逐步适应的过程叫植物对逆境逐步适应的过程叫锻炼或驯化锻炼或驯化。避避逆逆性性（stress stress escapeescape）是是指指植植物物通通过过对对生生育育期期的的调调整整来来避避开开逆逆境境，在在相相对对适适宜的环境中完成其生活史。宜的环境中完成其生活史。耐逆性（耐逆性（stress tolerance）是指植物处是指植物处于逆境时，通过自身的生理生化变化来阻于逆境时，通过自身的生理生化变化来阻止、降

3、低或修复由逆境造成的损伤，使其止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。仍保持正常的生理活动。碱蓬碱蓬碱蓬碱蓬瓦松瓦松瓦松瓦松御逆性（御逆性（stress avoidance）指植物通指植物通过特定的形态结构使其具有一定的防御过特定的形态结构使其具有一定的防御环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过程仍保持正常状态。程仍保持正常状态。植物在经历了某种逆境后，对另一些植物在经历了某种逆境后，对另一些逆境的抵抗能力也会增强，这种现象逆境的抵抗能力也会增强，这种现象称为称为植物的交叉适应植物的交叉适应。（一）植物在逆境下的形态结构变化（一）植物在逆境下的形

4、态结构变化二、逆境胁迫对植物的影响二、逆境胁迫对植物的影响 质膜透性质膜透性增大增大 ，电解质和非电解质外渗，电解质和非电解质外渗，膜脂组分改变，膜系统破坏，丧失对逆膜脂组分改变，膜系统破坏，丧失对逆境的适应能力。境的适应能力。逆境下植物的形态有明显变化。逆境下植物的形态有明显变化。(二二)植物在逆境下的代谢特点植物在逆境下的代谢特点2.2.光合作用光合作用:气孔关闭，叶绿体损伤，光合酶失活或气孔关闭，叶绿体损伤，光合酶失活或变性。变性。1.1.水分状况水分状况:吸水量吸水量 ，蒸腾量，蒸腾量 ，但蒸腾大于吸水，但蒸腾大于吸水，植物萎蔫。植物萎蔫。3.3.呼吸作用呼吸作用:下降：冻、热、盐、涝

5、害下降：冻、热、盐、涝害先上升再下降先上升再下降 ：冷、旱害：冷、旱害明显升高：病害、伤害明显升高：病害、伤害 合成酶活性下降，水解酶活性增强，合成酶活性下降，水解酶活性增强，淀粉、蛋白质等降解。淀粉、蛋白质等降解。4.4.植物体内的物质代谢植物体内的物质代谢:三、植物响应逆境的生理及分子机制三、植物响应逆境的生理及分子机制1.生长发育调节2.植物激素调节3.代谢调节4.渗透调节5.膜保护物质与活性氧平衡6.逆境蛋白7.植物体内的逆境信息传递机制 ABA胁迫激素，增强抗性胁迫激素，增强抗性 促进气孔关闭，蒸腾减弱，减少水分丧失促进气孔关闭，蒸腾减弱，减少水分丧失 增强根的透性，提高水的输导性。

6、增强根的透性，提高水的输导性。乙烯乙烯 促促进进衰老、脱落，减少蒸衰老、脱落，减少蒸腾腾面面积积，利，利于保持水分。于保持水分。提高相关提高相关酶酶的活性，影响呼吸。的活性，影响呼吸。2.植物激素在抗逆中的作用植物激素在抗逆中的作用(三三)代谢调节代谢调节 C3途径途径C4或或CAM冰叶日中花，冰叶日中花，Mesembryanthemum crystallinum在盐诱导的由在盐诱导的由C3代谢向代谢向CAM代谢转变过程中代谢转变过程中PEP羧化羧化酶含量的增加。盐胁迫是在灌溉水中加入酶含量的增加。盐胁迫是在灌溉水中加入500mM NaCl诱导的。通过抗体与染色剂的方法在凝胶中揭示诱导的。通过

7、抗体与染色剂的方法在凝胶中揭示了了PEP羧化酶。羧化酶。渗透调节渗透调节：植物通过调节细胞内渗透势植物通过调节细胞内渗透势来维持压力势的作用称为渗透调节。来维持压力势的作用称为渗透调节。(四四)渗透调节渗透调节 渗透胁迫渗透胁迫 环境与植物之间由于渗环境与植物之间由于渗透势的不平衡而形成对植物的胁迫。透势的不平衡而形成对植物的胁迫。渗透调节物质渗透调节物质外界进入的无机离子外界进入的无机离子：如如K+、Cl-等，是液泡的重等，是液泡的重要渗透调节物质。要渗透调节物质。细胞内合成的细胞内合成的有机物：有机物：多元醇和偶极含氮化合物多元醇和偶极含氮化合物 如：可溶性糖如：可溶性糖 脯氨酸脯氨酸 甜

8、菜碱等甜菜碱等有机渗透调节物的特征：有机渗透调节物的特征：分子量小分子量小 易溶于水易溶于水 合成迅速合成迅速 不易透过细胞膜不易透过细胞膜 生理生理pH范围内不带静电荷范围内不带静电荷 引起酶结构变化的作用极小引起酶结构变化的作用极小脯氨酸和甜菜碱是理想的有机渗透调节物质。脯氨酸和甜菜碱是理想的有机渗透调节物质。脯氨酸在抗逆中的作用：脯氨酸在抗逆中的作用：作为渗透物质，维持渗透平衡。作为渗透物质，维持渗透平衡。增强蛋白质的水合作用和可溶性，减增强蛋白质的水合作用和可溶性，减少蛋白质的沉淀，保护蛋白质结构少蛋白质的沉淀，保护蛋白质结构和功能的稳定。和功能的稳定。(五五)膜保护物质与活性氧平衡膜

9、保护物质与活性氧平衡 活性氧活性氧：化学性质活泼，氧化能力很强的化学性质活泼，氧化能力很强的含氧物质的总称。含氧物质的总称。如：超氧阴离子自由基（如：超氧阴离子自由基（O2-）、羟基）、羟基自由基（自由基（OH）、过氧化氢）、过氧化氢（H2O2）、过氧化物自由基）、过氧化物自由基（ROO）、单线态氧（）、单线态氧（1O2）等）等自由基自由基：具不成对电子的原子、具不成对电子的原子、分子或离子。分子或离子。特点：特点：活跃强氧化性活跃强氧化性不稳定，瞬时存在不稳定，瞬时存在能持续进行连锁反应能持续进行连锁反应 活性氧清除系统活性氧清除系统 保护酶保护酶 超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)(S

10、OD)过氧化物酶（过氧化物酶（PODPOD）过氧化氢酶（过氧化氢酶（CATCAT）谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶 （GPXGPX ）谷胱甘肽还原酶（谷胱甘肽还原酶（GRGR）等）等 抗氧化剂抗氧化剂 V VC C、V VE E、还原型谷胱甘肽（、还原型谷胱甘肽（GSHGSH）、类）、类胡萝卜素、苯甲酸钠等。胡萝卜素、苯甲酸钠等。由逆境诱导产生的或含量增加的蛋白质统称由逆境诱导产生的或含量增加的蛋白质统称为为逆境蛋白逆境蛋白。6.逆境蛋白逆境蛋白如：热激蛋白如：热激蛋白 冷诱导蛋白冷诱导蛋白 水分胁迫蛋白水分胁迫蛋白 病程相关蛋白病程相关蛋白 7.植物体内的逆境信息传递机制植物体内的逆境信

11、息传递机制逆境信号受体第二信使激活转录因子植物响应逆境胁迫的分子基础诱导逆境相应基因表达磷酸化级联反应钙结合蛋白感受Ca2+浓度变化逆境蛋白帮助植物适应和抵御不良的外界环境质膜质膜信号感受信号感受胁迫信号胁迫信号信号转导信号转导中间产物中间产物转录调节因子转录调节因子胁迫诱导基因胁迫诱导基因耐胁迫性状耐胁迫性状核核启动子启动子蛋白蛋白胁迫信号激活响应胁迫基因表达的过程示意图胁迫信号激活响应胁迫基因表达的过程示意图 第二节第二节 植物的抗旱性植物的抗旱性 一、干旱对植物的影响一、干旱对植物的影响 二、植物抗旱机理二、植物抗旱机理 三、提高响应水分胁迫的信号转导三、提高响应水分胁迫的信号转导 四、

12、提高作物抗旱性的途径四、提高作物抗旱性的途径抗旱性抗旱性：植物抵抗干旱的能力。植物抵抗干旱的能力。在干旱在干旱条件下，植物不但能够生存，而且能维条件下，植物不但能够生存，而且能维持正常的或接近正常的代谢水平，维持持正常的或接近正常的代谢水平，维持基本正常的生长发育进程。基本正常的生长发育进程。一、干旱对植物的影响一、干旱对植物的影响 旱害旱害:土壤水分缺乏或大气相对湿度过土壤水分缺乏或大气相对湿度过低对植物造成的危害。低对植物造成的危害。（一）（一）干旱的类型干旱的类型 大气干旱大气干旱 土壤干旱土壤干旱 生理干旱生理干旱萎萎蔫蔫：植植物物失失水水超超过过了了根根系系吸吸水水，随随着着细细胞胞

13、水水势势和和膨膨压压降降低低、植植物物体体内内的的水水分分平平衡衡遭遭到到破破坏坏，出出现现了了叶叶片片和和茎茎的的幼幼嫩嫩部分下垂的现象。部分下垂的现象。大豆对水分亏缺的反应大豆对水分亏缺的反应（二）干旱对植物的伤害（二）干旱对植物的伤害1.膜及膜系统受损伤膜及膜系统受损伤 2.对细胞器的损伤对细胞器的损伤膜的选择透性丧失，透性增加。膜的选择透性丧失，透性增加。叶绿体、线粒体、液泡叶绿体、线粒体、液泡干旱对植物的伤害表现在：干旱对植物的伤害表现在：3.破坏正常代谢过程破坏正常代谢过程 光合作用下降光合作用下降 对呼吸作用的影响对呼吸作用的影响 破坏正常的物质代谢破坏正常的物质代谢 蛋白质分解

14、，脯氨酸积累蛋白质分解，脯氨酸积累 破坏核酸代谢破坏核酸代谢 激素的变化激素的变化 水分重新分配水分重新分配 酶活性变化酶活性变化二、干旱胁迫的机理二、干旱胁迫的机理 1.机械损伤机械损伤团扇提灯苔叶细胞脱水时的细胞变形状态团扇提灯苔叶细胞脱水时的细胞变形状态 细胞失水或再吸水时，原生质体与细细胞失水或再吸水时，原生质体与细胞壁均会收缩或膨胀，但是它们的弹性不胞壁均会收缩或膨胀，但是它们的弹性不同，因此二者收缩程度和膨胀程度不同。同，因此二者收缩程度和膨胀程度不同。2.膜透性改变膜透性改变膜内脂类分子排列膜内脂类分子排列膜脂分子排列紊乱，膜出现空隙膜脂分子排列紊乱，膜出现空隙3.蛋白质凝聚假说

15、蛋白质凝聚假说 细细胞胞过过度度失失水水时时，蛋蛋白白质质的的活活性性表表面面相相互互靠靠近近，使使得得分分子子间间的的-SH相相互互接接触触，导导致致氧氧化化脱脱氢氢形形成成-S-S-键键，此此键键键键能能高高，牢牢固固。再再度度吸吸水水时时，蛋蛋白白质质空空间间构构象象变变化化，使其变性凝聚，从而导致细胞死亡。使其变性凝聚，从而导致细胞死亡。4.离子吸收和运输减慢离子吸收和运输减慢吸水减少，离子向根表面的运输减慢吸水减少，离子向根表面的运输减慢蒸腾下降，离子在体内的运输速率下降蒸腾下降，离子在体内的运输速率下降根系活力下降，吸收离子的能力减弱根系活力下降，吸收离子的能力减弱部分根系死亡，减

16、少了吸收表面。部分根系死亡，减少了吸收表面。5.破坏正常的物质代谢破坏正常的物质代谢二、植物抗旱的机理二、植物抗旱的机理（一）形态与生理特点（一）形态与生理特点1.形态特征形态特征 2.根系发达，较深，根冠比较大根系发达，较深，根冠比较大 3.叶片细胞体积小或体积叶片细胞体积小或体积/表面积比值表面积比值小小 4.输导组织发达、表皮茸毛多、角质输导组织发达、表皮茸毛多、角质化程度高或脂质层厚化程度高或脂质层厚 2.生理生化特性生理生化特性 原生质具有较大的粘性与弹性原生质具有较大的粘性与弹性 代谢活性及酶的活性代谢活性及酶的活性 光合作用类型光合作用类型 膜脂组分对抗旱性的影响膜脂组分对抗旱性

17、的影响 脯氨酸含量和脯氨酸含量和ABA积累积累3.3.水分临界期避开干旱水分临界期避开干旱 （二）植物的抗旱机制（二）植物的抗旱机制 避旱性（避旱性（Drought escape）御旱性（御旱性（Drought avoidance）耐旱性（耐旱性（Drought tolerance）整体植物适应干旱的机制：整体植物适应干旱的机制：1.避旱性避旱性 在土壤和植物本身发生严重的水分在土壤和植物本身发生严重的水分亏缺之前，植物就已完成其生活史。亏缺之前，植物就已完成其生活史。n n 沙漠短命植物，它们在营沙漠短命植物，它们在营养结构很小的情况下仍具有养结构很小的情况下仍具有开花结实的能力。开花结实的

18、能力。n n 栽培中的避旱措施栽培中的避旱措施 早熟品种早熟品种 育苗移栽育苗移栽2.御旱性御旱性 植物在干旱逆境下保持植株内部组织植物在干旱逆境下保持植株内部组织高水势的能力。高水势的能力。保持吸水保持吸水根深根深 根系密度大根系密度大 导水性强导水性强 减少水分损失减少水分损失气孔调节气孔调节、角质层发达角质层发达降低辐射能的吸收降低辐射能的吸收叶面积减少叶面积减少3.耐旱性耐旱性 植物受旱时，能在较低的细胞水势下维持植物受旱时，能在较低的细胞水势下维持一定程度的生长发育（低的基础代谢水平，低一定程度的生长发育（低的基础代谢水平，低的蛋白质水解合成比率，结构蛋白和功能蛋白的蛋白质水解合成比

19、率，结构蛋白和功能蛋白的较易修复等）和忍耐脱水的能力。的较易修复等）和忍耐脱水的能力。维持膨压维持膨压 渗透调节渗透调节 细胞壁弹性细胞壁弹性 细胞胞体积体积耐脱水或干化耐脱水或干化原生质耐性原生质耐性四、提高植物抗旱性四、提高植物抗旱性的途径的途径 抗旱育种和栽培抗旱育种和栽培抗旱锻炼抗旱锻炼矿质营养矿质营养使用抗蒸腾剂使用抗蒸腾剂化学调控化学调控分子生物学与生物技术分子生物学与生物技术第三节第三节 植物的抗盐性植物的抗盐性一、盐胁迫对植物的伤害一、盐胁迫对植物的伤害二、盐胁迫机理二、盐胁迫机理三、植物的抗盐机理三、植物的抗盐机理四、提高植物抗盐性的途径四、提高植物抗盐性的途径盐害盐害：土壤

20、盐分过多对植物造成的伤害。：土壤盐分过多对植物造成的伤害。抗盐性抗盐性：植物对盐害的适应能力。：植物对盐害的适应能力。碱土碱土：NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3为主为主 盐土：盐土：NaClNaCl、NaNa2 2SOSO4 4为主为主 盐碱土盐碱土 一、盐胁迫对植物的伤害一、盐胁迫对植物的伤害1.渗透胁迫，生理干旱渗透胁迫，生理干旱2.营养缺乏胁迫营养缺乏胁迫3.离子（单盐）毒害离子（单盐）毒害4.生理代谢紊乱生理代谢紊乱 膜透性增加膜透性增加光合速率下降光合速率下降呼吸作用：呼吸作用：低盐时促进，高盐时则受到抑低盐时促进，高盐时则受到抑制，氧化磷酸化解偶联。制，氧化

21、磷酸化解偶联。蛋白质分解加速，有毒代谢物积累蛋白质分解加速，有毒代谢物积累原初伤害：盐离子本身的毒害作用原初伤害：盐离子本身的毒害作用 直接作用：伤害质膜，破坏选择透性直接作用：伤害质膜，破坏选择透性 间接作用：干扰代谢过程间接作用：干扰代谢过程次生伤害：渗透效应和营养效应次生伤害：渗透效应和营养效应 渗透胁迫渗透胁迫细胞吸水困难、脱水细胞吸水困难、脱水 营养亏缺营养亏缺必须营养元素的不足，必须营养元素的不足，产生饥饿症状。产生饥饿症状。盐分对植物的伤害作用盐分对植物的伤害作用:二、盐胁迫机理二、盐胁迫机理（一）生理干旱学说（一）生理干旱学说（二）质膜伤害学说（二）质膜伤害学说1.盐胁迫增加质

22、膜的透性盐胁迫增加质膜的透性2.促进膜脂过氧化促进膜脂过氧化 SODSOD活性明显下降，活性明显下降，削弱清除自由基的削弱清除自由基的能力，促进了膜脂过氧化作用，膜的能力，促进了膜脂过氧化作用，膜的结构和功能破坏，导致代谢紊乱。结构和功能破坏，导致代谢紊乱。（三）代谢影响学说（三）代谢影响学说1.光合作用光合作用 叶绿体叶绿体 气孔关闭气孔关闭 叶绿素含量降低叶绿素含量降低2.呼吸作用呼吸作用 酶活性的影响酶活性的影响3.蛋白质分解、蛋白质分解、DNA、RNA含量下降含量下降 诱导渗调蛋白产生诱导渗调蛋白产生4.盐胁迫与脯氨酸、甜菜碱代谢盐胁迫与脯氨酸、甜菜碱代谢 脯氨酸、甜菜碱积累脯氨酸、甜

23、菜碱积累5.盐胁迫与激素的变化盐胁迫与激素的变化 ABA升高升高 CTK降低降低三、植物抗盐性三、植物抗盐性 植物有两种抗盐方式：植物有两种抗盐方式：逃避盐害：降低盐类在体内积累，避逃避盐害：降低盐类在体内积累，避免盐害的发生免盐害的发生。忍耐盐害：植物通过自身的生理或代忍耐盐害：植物通过自身的生理或代谢的适应，忍受已进入细胞的盐类。谢的适应，忍受已进入细胞的盐类。（一）逃避盐害（一）逃避盐害 泌盐泌盐 稀盐稀盐 聚盐聚盐 拒盐拒盐AB 植物的泌盐现象植物的泌盐现象1 1.泌盐植物泌盐植物：植物吸收了盐分并不在体内植物吸收了盐分并不在体内 积累，而是通过盐腺又主动排到茎叶表面，积累，而是通过盐

24、腺又主动排到茎叶表面，然后冲刷脱落。然后冲刷脱落。2.2.稀盐植物稀盐植物：有些植物通过增加吸有些植物通过增加吸水与加快生长速率把吸进的盐类稀水与加快生长速率把吸进的盐类稀释，以冲淡细胞内的盐分浓度。释，以冲淡细胞内的盐分浓度。3.3.聚盐植物聚盐植物：通过细胞内的区域化使盐通过细胞内的区域化使盐分集中于细胞内的某一区域，从而降低分集中于细胞内的某一区域，从而降低细胞质中的盐离子，避免盐害。细胞质中的盐离子，避免盐害。盐分区域化的机理盐分区域化的机理 细胞所吸收的细胞所吸收的Na+、Cl-主要分布于液主要分布于液泡中作为渗透剂泡中作为渗透剂 液泡膜液泡膜H+-ATPase 液泡膜焦磷酸酶液泡膜

25、焦磷酸酶 (TP-H+-PPase)液泡膜液泡膜NaNa+/H/H+反向运输反向运输4.4.拒盐植物拒盐植物：植物细胞的原生质对盐分进入细植物细胞的原生质对盐分进入细胞的通透性很小，在环境介质中盐类胞的通透性很小，在环境介质中盐类浓度较高时，能保持对离子的选择性浓度较高时，能保持对离子的选择性透性而避免盐害。透性而避免盐害。长冰草拒盐机理拒盐机理 根系对离子的选择吸收根系对离子的选择吸收 木质部液流中的木质部液流中的Na+被重新吸收被重新吸收 通过韧皮部向下运输通过韧皮部向下运输 离子通道的通透性、质膜离子通道的通透性、质膜H+-ATP酶、酶、K+-H+共运输、共运输、Na+/H+反向运输反向

26、运输（二）忍耐盐害（二）忍耐盐害渗透调节渗透调节 渗透调节能力是植物耐盐的最基本特征。渗透调节能力是植物耐盐的最基本特征。无机盐离子无机盐离子脯氨酸、甜菜碱、糖类和有机酸。脯氨酸、甜菜碱、糖类和有机酸。代谢稳定性：保持酶活性代谢稳定性：保持酶活性产生代谢产物与盐结合产生代谢产物与盐结合营养元素平衡营养元素平衡 冰叶日中花在盐诱导的由冰叶日中花在盐诱导的由C3C3代谢向代谢向CAMCAM代谢代谢转变过程中转变过程中PEPPEP羧化酶含量的增加羧化酶含量的增加三、提高作物抗盐性三、提高作物抗盐性1.浸种锻炼浸种锻炼2.激素处理激素处理3.生长素类生长素类4.ABA 5.3.选育抗盐植物品种选育抗盐

27、植物品种4.农业生产的措施农业生产的措施 改良土壤、洗盐灌溉等改良土壤、洗盐灌溉等四、提高抗盐性途径1.种子处理2.激素处理3.选育抗盐品种第四节植物的抗寒性第四节植物的抗寒性二、冻害二、冻害一、冷害一、冷害一、冷害一、冷害冷害(chilling injury)0以上的低温下植物受到的伤害。以上的低温下植物受到的伤害。抗冷性(chilling resistance)植物对冰点以上低温的抵抗与植物对冰点以上低温的抵抗与适应能力。适应能力。（一）冷害对植物生理功能的影响（一）冷害对植物生理功能的影响 影响水和养分的吸收影响水和养分的吸收 呼吸大起大落呼吸大起大落 光合强度下降光合强度下降 原生质的

28、流动性降低原生质的流动性降低 膜透性增加膜透性增加 物质代谢物质代谢分解大于合成分解大于合成 对植物激素的影响对植物激素的影响ABA 膜脂相变膜脂相变 膜脂由液晶相变为凝胶相，功能紊乱。膜脂由液晶相变为凝胶相，功能紊乱。膜脂相变的温度脂肪酸的组成有关膜脂相变的温度脂肪酸的组成有关（二）（二）冷害机理冷害机理由低温引起的相分离由低温引起的相分离 代谢紊乱代谢紊乱膜脂中膜脂中不饱和脂肪酸含量不饱和脂肪酸含量增加，增加，相变温度降低，膜稳定性增加。相变温度降低，膜稳定性增加。细胞内细胞内NADPH/NADPNADPH/NADP+的比例增高，的比例增高，ATP ATP含量增加含量增加糖、蛋白质、核酸和

29、磷脂增加糖、蛋白质、核酸和磷脂增加（三）提高植物抗冷性的途径（三）提高植物抗冷性的途径 化学诱导化学诱导 合理施肥合理施肥 低温锻炼（抗冷机理）低温锻炼（抗冷机理）二、二、冻害冻害 冻害冻害:植物受到冰点以下的低温胁迫，发生植物受到冰点以下的低温胁迫，发生组织组织结冰结冰造成的伤害。造成的伤害。抗冻性抗冻性:植物对冰点以下低温的抵抗与适应植物对冰点以下低温的抵抗与适应能力。能力。过冷现象过冷现象:水或溶液的温度降至其冰水或溶液的温度降至其冰点以下仍不结冰的现象。点以下仍不结冰的现象。（一）冰冻伤害（一）冰冻伤害 胞外结冰胞外结冰（胞间结冰）（胞间结冰）：温度缓慢下降：温度缓慢下降时细胞间隙和细

30、胞壁附近的水分结冰。时细胞间隙和细胞壁附近的水分结冰。胞内结冰胞内结冰：温度迅速下降时，除胞间结：温度迅速下降时，除胞间结冰外，细胞内的水分也冻结。一般先在冰外，细胞内的水分也冻结。一般先在原生质内结冰，然后在液泡内结冰。原生质内结冰，然后在液泡内结冰。解冻过快对细胞的损伤解冻过快对细胞的损伤 0-5oC下解冻有利于植物恢复下解冻有利于植物恢复（二）冻害机理（二）冻害机理 1.结冰伤害结冰伤害（1）胞间结冰的伤害机理胞间结冰的伤害机理 冰压伤害：冰压伤害：冰晶体积膨大对细胞产生机冰晶体积膨大对细胞产生机 械损伤械损伤 冰冻窒息伤害冰冻窒息伤害 冰冻脱水伤害冰冻脱水伤害渗透胁迫渗透胁迫机械胁迫机

31、械胁迫 冰冻造成干燥症状冰冻造成干燥症状（2）胞内结冰伤害）胞内结冰伤害冰晶对生物膜、细胞器和细胞质的冰晶对生物膜、细胞器和细胞质的结构造成不可逆的机械伤害，引起代谢结构造成不可逆的机械伤害，引起代谢紊乱，细胞死亡。紊乱，细胞死亡。2.2.巯基假说巯基假说3.3.膜的伤害膜的伤害 脱脱水水、机机械械、渗渗透透胁胁迫迫使使膜膜蛋蛋白白变变性性，透性增加。透性增加。膜膜脂脂相相变变，部部分分膜膜结结合合酶酶游游离离失失活活，光光合合磷磷酸酸化化和和氧氧化化磷磷酸酸化化解解偶偶联联，ATP形成明显下降，代谢紊乱。形成明显下降，代谢紊乱。1.1.植物的抗冻方式植物的抗冻方式(1)(1)避结冰温度避结冰

32、温度(2)(2)缺少可冻水缺少可冻水(3)(3)过冷态过冷态(4)(4)避胞内结冰避胞内结冰(5)(5)避结冰脱水避结冰脱水(6)(6)耐结冰脱水耐结冰脱水（三）抗冻机理（三）抗冻机理2.抗冻机理抗冻机理 细胞膜体系稳定性的提高细胞膜体系稳定性的提高 膜脂和质膜糖蛋白的变化膜脂和质膜糖蛋白的变化 保护酶系统活性提高保护酶系统活性提高 避免细胞内结冰避免细胞内结冰细胞外结冰细胞外结冰细胞液过冷却细胞液过冷却 冬季到来前，随气温逐渐降低，冬季到来前，随气温逐渐降低，植物体内发生一系列适应低温的形态植物体内发生一系列适应低温的形态和生理生化变化，和生理生化变化，抗寒能力逐步提高抗寒能力逐步提高的过程

33、叫做的过程叫做抗寒锻炼抗寒锻炼。3.植物对冻害的适应性植物对冻害的适应性 植株含水量下降植株含水量下降 束缚水束缚水/自由水比值增大；自由水比值增大；原生质的粘度、弹性增大原生质的粘度、弹性增大新陈代谢活动减弱新陈代谢活动减弱 激素变化激素变化 ABAABA，IAAIAA、GAGA保护物质增多保护物质增多 糖、蛋白质、核酸含量增加，糖、蛋白质、核酸含量增加，冰点降低，减轻细胞的过度脱水冰点降低，减轻细胞的过度脱水。生长停止，进入休眠生长停止，进入休眠 经过抗寒锻炼的植物，主要变化有：经过抗寒锻炼的植物，主要变化有：抗寒锻炼抗寒锻炼 化学调控化学调控 栽培措施栽培措施（四）提高植物抗冻性（四）提

34、高植物抗冻性 选育选育抗寒品种抗寒品种 1.植物抗旱的生理基础有哪些？植物抗旱的生理基础有哪些？如何提高植物的抗旱性？如何提高植物的抗旱性？细胞有较高亲水能力；细胞有较高亲水能力；积累脯氨酸与积累脯氨酸与ABA；具有大的根冠比；具有大的根冠比；水分临界期能避开干旱。水分临界期能避开干旱。提高抗旱途径：提高抗旱途径：选育抗旱品种；选育抗旱品种；抗旱锻炼；抗旱锻炼；化学诱导；化学诱导；合理矿质营养；合理矿质营养；使用生长延缓剂和抗蒸腾剂；使用生长延缓剂和抗蒸腾剂；2.植物耐盐的生理学机制；提高植物抗植物耐盐的生理学机制；提高植物抗 盐性？盐性？耐盐性概念；耐盐性概念；耐盐性主要表现在：耐盐性主要表

35、现在：耐渗透胁迫；营养元素平衡；代谢耐渗透胁迫；营养元素平衡；代谢 稳定；与盐结合。稳定；与盐结合。提高抗盐途径：提高抗盐途径：抗盐品种；用盐溶液浸种；用植物抗盐品种；用盐溶液浸种；用植物 激素处理。激素处理。3.植物的交叉适应；有哪些特点？植物的交叉适应；有哪些特点？交叉适应概念；并举例。交叉适应概念；并举例。特点：特点：多种保护酶的参与；多种保护酶的参与；植物体内植物体内ABA、乙烯等激素含量增加；、乙烯等激素含量增加；逆境蛋白产生；逆境蛋白产生；渗透调节物质产生；渗透调节物质产生；膜保护物质的产生；膜保护物质的产生；代谢发生变化。代谢发生变化。4.膜透性、脯氨酸与膜透性、脯氨酸与SOD测定原理？测定原理？膜透性：电导率测定膜透性：电导率测定脯氨酸：酸性茚三酮脯氨酸：酸性茚三酮SOD：NBT法法