第二十四讲植物抗性的生理基础优秀PPT.ppt

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1、第二十四讲植物抗性的生理基础第一页，本课件共有17页胁迫（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子称为物体产生有害变

2、化的环境因子称为胁胁迫迫（StressStress），如温度胁迫、水分胁），如温度胁迫、水分胁迫、盐分胁迫等。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）。）。胁变胁变第二页，本课件共有17页A flooded maize field.Flooding in the US Midwest in 1993 resulted in an estimated 33%reduction in yield compared with 1992.第三页，本课件共有17页Many factors determine how pl

3、ants 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 mechan

4、isms.Failure to compensate for a severe stress can result in plant death.第四页，本课件共有17页二、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。生代谢上的改变。如高温

5、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。化为塑性胁变，造成伤害。主要是代谢紊乱。第五页，本课件共有17页 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

6、signals typically results in altered gene expression at in the cellular level,which in turn influence metabolism and development of the whole plant.第六页，本课件共有17页三、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

7、了对逆境的适应与指植物在逆境下，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。抵抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。第七页，本课件共有17页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八页，本课件共有17页Stress resistance can involve tolerating the stressful condition or avoiding it.Some resistance mechanisms are constitutive and are active

8、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 includethe succulent,photosynthetic stem of the saguaro catus(Cereus giganteus),a

9、 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-hardy trees such as black spruce(Picea Mill).第九页，本课件共有17页避性（避性（escape）御性（御性（

10、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，使植物在逆境下仍对植物的有害影响，使植物在逆境下仍维持正常生理状态。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、降低或修复由逆境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造成的损伤，使其在逆境下仍保持正常的生理

11、活动。（活动。（逆境存在于细胞内逆境存在于细胞内）第十页，本课件共有17页24-2：植物抗性的生理生化基础植物抗性的生理生化基础 第十一页，本课件共有17页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胁迫下活性氧伤害 第十二页，本课件共有17页一一.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

12、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)返回返回干旱第十三页，本课件共有17页二二.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

13、透调节物质，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。提高溶质浓度，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十四页，本课件共有17页第十五页，本课件共有17页三.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 第十六页，本课件共有17页四四四四.逆境胁迫下活性氧伤害逆境胁迫下活性氧伤害 返回第十七页，本课件共有17页