第二十四讲植物抗性的生理基础PPT讲稿.ppt

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1、第二十四讲植物抗性的生理基础第1页，共17页，编辑于2022年，星期三胁迫（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，任何一种使植物借助物理学上的概念，任何一种使植物体产生有害变化的环境因

2、子称为体产生有害变化的环境因子称为胁迫胁迫（StressStress），如温度胁迫、水分胁迫、），如温度胁迫、水分胁迫、盐分胁迫等。盐分胁迫等。在胁迫下植物体发生的生在胁迫下植物体发生的生理生化变化称为胁变理生化变化称为胁变（StrainStrain）。）。胁变胁变第2页，共17页，编辑于2022年，星期三A flooded maize field.Flooding in the US Midwest in 1993 resulted in an estimated 33%reduction in yield compared with 1992.第3页，共17页，编辑于2022年，星期三Ma

3、ny factors determine how plants 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

4、through a variety of mechanisms.Failure to compensate for a severe stress can result in plant death.第4页，共17页，编辑于2022年，星期三二、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（蛋白质、膜、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。这时植物还来不及发生代谢上的改变。核酸等）的

5、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。如高温烫伤、冰冻等。较弱的逆境，长时间作用，可以把原来的弹性胁变转化为较弱的逆境，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。塑性胁变，造成伤害。主要是代谢紊乱。第5页，共17页，编辑于2022年，星期三 Plants respond to both as collections of cells and as whole organisms.Stress constitute environmental signal is communicated within cells and through

6、out the plants.Transduction of environmental signals typically results in altered gene expression at in the cellular level,which in turn influence metabolism and development of the whole plant.第6页，共17页，编辑于2022年，星期三三、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（hardin

7、ess）植物抗逆性的强植物抗逆性的强弱取决于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应与抵指植物在逆境下，逐渐形成了对逆境的适应与抵抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。第7页，共17页，编辑于2022年，星期三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第8页，共17页，编辑于2022年，星期三Stress resistance can involve tolerating the stressful condition or

8、 avoiding it.Some resistance mechanisms are constitutive and are active before exposure to stress.In other cases,plants exposed to stress alter their physiology in response,thereby acclimating themselves to an unfavorable environment,Examples of constitutive mechanism of drought resistance includeth

9、e succulent,photosynthetic stem of the saguaro catus(Cereus giganteus),a drought-tolerant species;and the wet-season 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-hard

10、y trees such as black spruce(Picea Mill).第9页，共17页，编辑于2022年，星期三避性（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，以抵御逆境对植物具有防御逆境的能力，以抵御逆境对植物的有害影响，使植物在逆境下仍维持植物的有害影响，使植物在逆境下仍维持正常生理状态。正常生理状态。(逆境排外逆境排外

11、)植物可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造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常的生理活动。成的损伤，使其在逆境下仍保持正常的生理活动。（逆境存在于细胞内逆境存在于细胞内）第10页，共17页，编辑于2022年，星期三24-2：植物抗性的生理生化基础植物抗性的生理生化基础 第11页，共17页，编辑于2022年，星期三24-2 植物抗性的生理生化基础植物抗性的生理生化基础 一一.逆境协迫下植物的一般生理变化逆境协迫下植物的一般生理变化 二二.渗透调节与抗逆性渗透调节与抗逆性 三三.植物激素在抗逆性中的作用植物激素在抗逆性中的作用 四四.逆境胁迫下活性氧伤害逆境

12、胁迫下活性氧伤害 第12页，共17页，编辑于2022年，星期三一一.逆境协迫下植物的一般生理变化逆境协迫下植物的一般生理变化 1.逆境与植物的水分代谢逆境与植物的水分代谢2.光合速率下降光合速率下降 3.呼吸作用的变化呼吸作用的变化 Levitt(1980)降低（冻害、热害）降低（冻害、热害）PPP途径增强途径增强 先升后降（冷害、旱害）先升后降（冷害、旱害）增高（病害）增高（病害）4.物质代谢的变化物质代谢的变化 合成分解合成分解 5.原生质膜原生质膜的变化的变化 膜脂双分子层膜脂双分子层星状排列，星状排列，膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。6.蛋白质的变化

13、蛋白质的变化 新蛋白质新蛋白质 逆境逆境蛋白：热击蛋白蛋白：热击蛋白(HSP)返回返回干旱第13页，共17页，编辑于2022年，星期三二二.渗透调节与抗逆性渗透调节与抗逆性 1.渗透调节的概念渗透调节的概念 胁迫条件下，细胞主动形成渗透调节物质，提胁迫条件下，细胞主动形成渗透调节物质，提高溶质浓度，适应逆境胁迫的现象。高溶质浓度，适应逆境胁迫的现象。2.渗透调节物质渗透调节物质(1)无机离子无机离子 K+,Cl-(2)Pro(3)甜菜碱甜菜碱(4)可溶性糖可溶性糖返回概念概念概念概念第14页，共17页，编辑于2022年，星期三第15页，共17页，编辑于2022年，星期三三.植物激素在抗逆性中的作用减少膜的伤害减少膜的伤害 增加增加Pro含量含量减少水分丧失减少水分丧失 1.ABA 2.ETH与其他激素与其他激素 返回ETH:增加几倍或几十倍增加几倍或几十倍,直接或间接地参与植物直接或间接地参与植物对伤害的修复或对逆境的抵抗过程对伤害的修复或对逆境的抵抗过程 内源内源GA活性迅速下降活性迅速下降 CTK含量的减少含量的减少 第16页，共17页，编辑于2022年，星期三四四四四.逆境胁迫下活性氧伤害逆境胁迫下活性氧伤害逆境胁迫下活性氧伤害逆境胁迫下活性氧伤害 返回第17页，共17页，编辑于2022年，星期三