第二十四讲：植物抗性的生理基础课件.ppt

1、 第二十四讲：第二十四讲： 植物的逆境生理植物的逆境生理所有对植物生命活动不利的环境条件统称为所有对植物生命活动不利的环境条件统称为逆境逆境（Stress）。）。24-124-1：逆境与植物的抗逆性概述逆境与植物的抗逆性概述逆境与植物逆境与植物一、逆境、胁迫（强）与胁变一、逆境、胁迫（强）与胁变逆境的种逆境的种类类 物理的，如旱、涝、冷、热等；物理的，如旱、涝、冷、热等；化学的，如盐、碱、空气污染等；化学的，如盐、碱、空气污染等；生物的，如病、虫害等。生物的，如病、虫害等。逆境生理逆境生理（Stress physiologyStress physiology）：研究逆境对植物）：研究逆境对植物

2、的伤害以及植物对逆境的适应与抵抗能力的科学。的伤害以及植物对逆境的适应与抵抗能力的科学。胁迫（强）与胁变胁迫（强）与胁变随着胁迫的强度不同，胁变的程度有差异。随着胁迫的强度不同，胁变的程度有差异。弹性胁变弹性胁变：程度轻：程度轻, 解除胁迫以后又能恢复的胁变称弹性胁变；解除胁迫以后又能恢复的胁变称弹性胁变；塑性胁变塑性胁变：程度重：程度重, 解除胁迫以后不能恢复的胁变称塑性胁变。解除胁迫以后不能恢复的胁变称塑性胁变。塑性胁变严重时会成为永久性伤害，甚至导致死亡。塑性胁变严重时会成为永久性伤害，甚至导致死亡。胁迫（强）胁迫（强）借助物理学上的概念，任何一种借助物理学上的概念，任何一种使植物体产生

3、有害变化的环境因使植物体产生有害变化的环境因子称为子称为胁迫胁迫（StressStress），如温度），如温度胁迫、水分胁迫、盐分胁迫等。胁迫、水分胁迫、盐分胁迫等。在胁迫下植物体发生的在胁迫下植物体发生的生理生化变化称为胁变生理生化变化称为胁变（StrainStrain）。）。胁变胁变A flooded maize field. Flooding in the US Midwest in 1993 resulted in an estimated 33% reduction in yield compared with 1992.Many factors determine how plan

4、ts respond to environmental stress: the genotype and development circumstances of the plant, the duration and severity of the stress, the number of times the plant is subjected to stress, and any additive or synergistic effects of multiple stresses. Plants response to stress through a variety of mec

5、hanisms. Failure to compensate for a severe stress can result in plant death. 二、逆境伤害的性质二、逆境伤害的性质 (补补)1.直接伤害（直接伤害（direct stress injury）2.间接伤害（间接伤害（indirect stress injury）严重的逆境，短时间作用产生的对植物生命结构严重的逆境，短时间作用产生的对植物生命结构（蛋白质、膜、核酸等）的不可逆伤害。这时植物（蛋白质、膜、核酸等）的不可逆伤害。这时植物还来不及发生代谢上的改变。如高温烫伤、冰冻等。还来不及发生代谢上的改变。如高温烫伤、冰冻等

6、。较弱的逆境，长时间作用，可以把原来的弹性胁较弱的逆境，长时间作用，可以把原来的弹性胁变转化为塑性胁变，造成伤害。主要是代谢紊乱。变转化为塑性胁变，造成伤害。主要是代谢紊乱。 Plants respond to both as collections of cells and as whole organisms. Stress constitute environmental signal is communicated within cells and throughout the plants. Transduction of environmental signals typicall

7、y results in altered gene expression at in the cellular level, which in turn influence metabolism and development of the whole plant.三、植物对逆境的适应与抵抗三、植物对逆境的适应与抵抗抗性抗性=胁强胁强 / 胁变胁变植物对逆境的适应与抵抗能力，称为抗逆性（植物对逆境的适应与抵抗能力，称为抗逆性（hardiness）植物抗逆性的植物抗逆性的强弱取决于强弱取决于遗传潜力遗传潜力抗逆锻炼抗逆锻炼指植物在逆境下，逐渐形成了对逆境的适指植物在逆境下，逐渐形成了对逆境的适应

8、与抵抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。应与抵抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。大豆幼苗耐热性诱导实验大豆幼苗耐热性诱导实验CK40诱导后诱导后生长在生长在45 条件下条件下未进行高温诱导未进行高温诱导直接生长在高温下直接生长在高温下Stress resistance can involve tolerating the stressful condition or avoiding it. Some resistance mechanisms are constitutive and are active before exposure to stress. In other cases, plant

9、s exposed to stress alter their physiology in response, thereby acclimating themselves to an unfavorable environment, Examples of constitutive mechanism of drought resistance includethe succulent, photosynthetic stem of the saguaro catus(Cereus giganteus), a drought-tolerant species; and the wet-sea

10、son life cycle of the Mohave desert star(Monoptilon bellioides). Examples of acclimation mechanisms include osmotic adjustment in plants such as spinach and freezing tolerance in cold-hardy trees such as black spruce (Picea Mill).避性（避性（escape）御性（御性（avoidance）耐性（耐性（tolerance）但这种耐性有一定的限度。但这种耐性有一定的限度。植

11、物对逆境的适应与抵抗方式植物对逆境的适应与抵抗方式植物整个生长发育过程不与逆境相遇，植物整个生长发育过程不与逆境相遇，逃避逆境危害。逃避逆境危害。植物具有防御逆境的能力，以抵御逆植物具有防御逆境的能力，以抵御逆境对植物的有害影响，使植物在逆境境对植物的有害影响，使植物在逆境下仍维持正常生理状态。下仍维持正常生理状态。(逆境排外逆境排外)植物可通过代谢反应阻止、降低或修复由植物可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其在逆境下仍保持正逆境造成的损伤，使其在逆境下仍保持正常的生理活动。（常的生理活动。（逆境存在于细胞内逆境存在于细胞内）24-2：返回返回干旱返回三. 植物激素在抗逆性中的作用返回返回