植物抗性的生理基础.ppt

第十二章第十二章植物抗性的生理基础植物抗性的生理基础 Chapter12StressPhysiologicalBasisofPlants植植物物逆逆境境生生理理概概述述(summarizationofplantstressphysiology)12.1.1逆境的概念和种类逆境的概念和种类12.1.2植物抵抗逆境的生理和发育机制植物抵抗逆境的生理和发育机制生活在自然环境中的植物对于环境胁迫有生活在自然环境中的植物对于环境胁迫有一定的适应和抵抗能力，也就是具有一定的生存一定的适应和抵抗能力，也就是具有一定的生存或进行生长发育的能力，称之为植物的抗逆性或进行生长发育的能力，称之为植物的抗逆性（stressresistance）。植物对逆境的抵抗方式在）。植物对逆境的抵抗方式在生理和发育水平可分为两类，即御逆性和耐逆性。生理和发育水平可分为两类，即御逆性和耐逆性。植植物物逆逆境境生生理理概概述述(summarizationofplantstressphysiology)植物逆境生理概述植物逆境生理概述(summarizationofplantstressphysiology)逆境种类逆境种类 逆境的直接效应逆境的直接效应 植物的反应植物的反应 御逆性御逆性 耐逆性耐逆性 低温低温 植物体降温植物体降温植物体不降温植物体不降温植物体降温植物体降温高温高温植物体升温植物体升温植物体不升温植物体不升温植物体升温植物体升温干旱干旱植物体含水量降低植物体含水量降低植物体含水量不降低植物体含水量不降低植物体含水量降低植物体含水量降低盐碱盐碱植物体含盐量升高植物体含盐量升高植物体含盐量不升高植物体含盐量不升高植物体含盐量升高植物体含盐量升高水涝水涝植物体缺植物体缺2 2植物体不缺植物体不缺2 2植物体缺植物体缺2 2辐射辐射植物体吸收植物体吸收植物体不吸收植物体不吸收植物体吸收植物体吸收表表12-1逆境对植物产生的直接效应及御逆性与耐逆性比较逆境对植物产生的直接效应及御逆性与耐逆性比较12.1.3植物的适应性与抗性锻炼植物的适应性与抗性锻炼植物的抗逆性是一种在长期进化过程中形成的适应性植物的抗逆性是一种在长期进化过程中形成的适应性（adaptability）反应，是由基因型决定的，但是这种特性）反应，是由基因型决定的，但是这种特性只有在特定的因子诱导下才能逐步的表现出来。植物对不只有在特定的因子诱导下才能逐步的表现出来。植物对不利于生存和生长发育的环境的逐步适应过程，称为锻炼利于生存和生长发育的环境的逐步适应过程，称为锻炼（hardening）或驯化（）或驯化（acclimation）。）。植物抗逆性的诱导具有交叉特性（植物抗逆性的诱导具有交叉特性（crossinduction）。）。植植物物逆逆境境生生理理概概述述(summarizationofplantstressphysiology)12.1.4植物对环境胁迫的反应植物对环境胁迫的反应植植物物逆逆境境生生理理概概述述(summarizationofplantstressphysiology)环境环境胁迫胁迫胁迫强度胁迫强度持续时间持续时间暴露次数暴露次数逆境组合逆境组合器官或组织器官或组织发育阶段发育阶段基因型基因型生存或生存或/和和生长生长生长迟滞生长迟滞或死亡或死亡胁迫特性胁迫特性植物特性植物特性植物反应植物反应反应结果反应结果抗性抗性敏感敏感受胁迫经历受胁迫经历12.1.5环境胁迫对植物的一般生理效应环境胁迫对植物的一般生理效应生长速率变化生长速率变化水分亏缺与渗透调节水分亏缺与渗透调节光合作用的气孔和非气孔限制光合作用的气孔和非气孔限制呼吸作用变化呼吸作用变化合成代谢减弱，分解代谢加强合成代谢减弱，分解代谢加强活性氧的积累和清除活性氧的积累和清除激素平衡改变激素平衡改变基因表达变化与逆境蛋白的合成基因表达变化与逆境蛋白的合成细胞膜结构改变与选择透性丧失细胞膜结构改变与选择透性丧失植植物物逆逆境境生生理理概概述述(summarizationofplantstressphysiology)渗渗 透透 调调 节节 与与 植植 物物 的的 抗抗 逆逆 性性(stressresistanceofplantsbyosmoticadjustment)渗透调节的作用及特点渗透调节的作用及特点渗透调节物质渗透调节物质：脯氨酸：脯氨酸、甜菜碱、甜菜碱、多元醇、多元醇活活性性氧氧与与环环境境胁胁迫迫(reactiveoxygenspecies&environmentstress)活性氧的产生活性氧的产生活性氧的伤害活性氧的伤害细胞结构和功能受损；细胞结构和功能受损；生长受抑制；生长受抑制；诱发膜脂过氧化作用；诱发膜脂过氧化作用；损伤生物大分子损伤生物大分子活性氧的清除活性氧的清除酶系统酶系统SOD、POD、CAT以及其他酶类相互协调，有效以及其他酶类相互协调，有效地清除代谢过程产生的活性氧，使生物体内活性氧维地清除代谢过程产生的活性氧，使生物体内活性氧维持在一个低水平上。持在一个低水平上。非酶系统非酶系统能与活性氧作用的还原性物质：能与活性氧作用的还原性物质：GSH、VE、Car等。等。活活性性氧氧与与环环境境胁胁迫迫(reactiveoxygenspecies&environmentstress)环境胁迫诱导表达的植物基因和蛋白环境胁迫诱导表达的植物基因和蛋白功能基因和蛋白功能基因和蛋白调节蛋白基因调节蛋白基因植物逆境响应基因的表达模式植物逆境响应基因的表达模式逆逆境境响响应应基基因因和和逆逆境境蛋蛋白白(stressresponsivegene&stressproteins)12.5.1ABA响应的类型响应的类型ABA-依赖基因依赖基因(ABA-dependent或或ABA-required)ABA响应基因（响应基因（ABA-responsive）ABA不响应基因（不响应基因（ABA-irresponsive）脱脱落落酸酸与与植植物物的的抗抗逆逆性性(ABA&stressresistanceofplants)12.5.2ABA在植物逆境响应信号转导途径中的作用在植物逆境响应信号转导途径中的作用脱脱落落酸酸与与植植物物的的抗抗逆逆性性(ABA&stressresistanceofplants)ColdABADrought,saltIP3Ca2+Ca2+ABACa2+COR/RD/LTI/KINDRE/CRTABRE胁迫效应的抵御，胁迫效应的抵御，伤害的控制和修复伤害的控制和修复CBF/DREB1ICEDREBABF/AREB12.5.3ABA生物合成调节的基因机制生物合成调节的基因机制脱脱落落酸酸与与植植物物的的抗抗逆逆性性(ABA&stressresistanceofplants)思考题思考题(questions)1比较植物抵御逆境的不同生理和发育机制的特点。比较植物抵御逆境的不同生理和发育机制的特点。2如何理解植物的抗性锻炼？如何理解植物的抗性锻炼？3植物对环境胁迫的反应与那些因素有关？为什么？植物对环境胁迫的反应与那些因素有关？为什么？4在逆境条件下植物发生那些生理生化变化？在逆境条件下植物发生那些生理生化变化？5何谓渗透调节？它在植物抗性中有何作用和局限性？何谓渗透调节？它在植物抗性中有何作用和局限性？6何谓活性氧？活性氧对植物有什么危害？植物如何能够避免或减何谓活性氧？活性氧对植物有什么危害？植物如何能够避免或减轻活性氧伤害的？轻活性氧伤害的？7植物逆境调节基因和（或）蛋白是如何分类的？它们在植物的抗植物逆境调节基因和（或）蛋白是如何分类的？它们在植物的抗逆反应中有何作用？逆反应中有何作用？8为什么称脱落酸为胁迫激素？为什么称脱落酸为胁迫激素？9何谓植物的交叉适应何谓植物的交叉适应?交叉适应有哪些特点？交叉适应有哪些特点？