第二十四講植物抗性的生理基礎

第二十四講植物抗性的生理基礎第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三脅迫（強）與脅變隨著脅迫的強度不同，脅變的程度有差異。彈性脅變：程度輕,解除脅迫以后又能恢復的脅變稱彈性脅變；塑性脅變：程度重,解除脅迫以后不能恢復的脅變稱塑性脅變。塑性脅變嚴重時會成為永久性傷害，甚至導致死亡。脅迫（強）借助物理學上的概念，任何一種使植物體產(chǎn)生有害變化的環(huán)境因子稱為脅迫（Stress），如溫度脅迫、水分脅迫、鹽分脅迫等。在脅迫下植物體發(fā)生的生理生化變化稱為脅變（Strain）。脅變第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三Afloodedmaizefield.FloodingintheUSMidwestin1993resultedinanestimated33%reductioninyieldcomparedwith1992.第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三Manyfactorsdeterminehowplantsrespondtoenvironmentalstress:thegenotypeanddevelopmentcircumstancesoftheplant,thedurationandseverityofthestress,thenumberoftimestheplantissubjectedtostress,andanyadditiveorsynergisticeffectsofmultiplestresses.Plantsresponsetostressthroughavarietyofmechanisms.Failuretocompensateforaseverestresscanresultinplantdeath.第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三二、逆境傷害的性質(補)1.直接傷害（directstressinjury）2.間接傷害（indirectstressinjury）嚴重的逆境，短時間作用產(chǎn)生的對植物生命結構（蛋白質、膜、核酸等）的不可逆?zhèn)?。這時植物還來不及發(fā)生代謝上的改變。如高溫燙傷、冰凍等。較弱的逆境，長時間作用，可以把原來的彈性脅變轉化為塑性脅變，造成傷害。主要是代謝紊亂。第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三Plantsrespondtobothascollectionsofcellsandaswholeorganisms.Stressconstituteenvironmentalsignaliscommunicatedwithincellsandthroughouttheplants.Transductionofenvironmentalsignalstypicallyresultsinalteredgeneexpressionatinthecellularlevel,whichinturninfluencemetabolismanddevelopmentofthewholeplant.第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三三、植物對逆境的適應與抵抗抗性=脅強/脅變植物對逆境的適應與抵抗能力，稱為抗逆性（hardiness）植物抗逆性的強弱取決于遺傳潛力抗逆鍛煉指植物在逆境下，逐漸形成了對逆境的適應與抵抗能力。這一過程稱為抗逆鍛煉。第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三大豆幼苗耐熱性誘導實驗CK40℃誘導后生長在45℃條件下未進行高溫誘導直接生長在高溫下第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三Stressresistancecaninvolvetoleratingthestressfulconditionoravoidingit.Someresistancemechanismsareconstitutiveandareactivebeforeexposuretostress.Inothercases,plantsexposedtostressaltertheirphysiologyinresponse,therebyacclimatingthemselvestoanunfavorableenvironment,Examplesofconstitutivemechanismofdroughtresistanceincludethesucculent,photosyntheticstemofthesaguarocatus(Cereusgiganteus),adrought-tolerantspecies;andthewet-seasonlifecycleoftheMohavedesertstar(Monoptilonbellioides).Examplesofacclimationmechanismsincludeosmoticadjustmentinplantssuchasspinachandfreezingtoleranceincold-hardytreessuchasblackspruce(PiceaMill).第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三避性（escape）御性（avoidance）耐性（tolerance）但這種耐性有一定的限度。植物對逆境的適應與抵抗方式植物整個生長發(fā)育過程不與逆境相遇，逃避逆境危害。植物具有防御逆境的能力，以抵御逆境對植物的有害影響，使植物在逆境下仍維持正常生理狀態(tài)。(逆境排外)植物可通過代謝反應阻止、降低或修復由逆境造成的損傷，使其在逆境下仍保持正常的生理活動。（逆境存在于細胞內(nèi)）第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三24-2：植物抗性的生理生化基礎

第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三24-2植物抗性的生理生化基礎

一.逆境協(xié)迫下植物的一般生理變化

二.滲透調(diào)節(jié)與抗逆性

三.植物激素在抗逆性中的作用

四.逆境脅迫下活性氧傷害

第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三一.逆境協(xié)迫下植物的一般生理變化

1.逆境與植物的水分代謝2.光合速率下降

3.呼吸作用的變化

Levitt(1980)

①降低（凍害、熱害）PPP途徑增強②先升后降（冷害、旱害）③增高（病害）4.物質代謝的變化合成＜分解

5.原生質膜的變化膜脂雙分子層→星狀排列，膜蛋白變構，膜透性增加，物質外滲。

6.蛋白質的變化新蛋白質逆境蛋白：熱擊蛋白(HSP)返回返回干旱第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三二.滲透調(diào)節(jié)與抗逆性

1.滲透調(diào)節(jié)的概念

脅迫條件下，細胞主動形成滲透調(diào)節(jié)物質，提高溶質濃度，適應逆境脅迫的現(xiàn)象。

2.滲透調(diào)節(jié)物質

(1)無機離子K+,Cl-

(2)Pro(3)甜菜堿(4)可溶性糖返回概念第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三三.植物激素在抗逆性中的作用減少膜的傷害