第三章植物整体水分平衡

第三章物整体水分（WaterBalancein 水分的散失－－蒸腾作根系对水分1、土壤中水分的2、根系土壤中的水分和土壤土壤质地、结构影响土壤田土壤水势决定s土壤溶液的s约为-0.02MPa；盐碱地-0.2MPa；湿润土壤的m接近0当土壤植物根组织水势于蒸腾作wilting）：植物由于缺乏水分而茎叶萎暂时萎蔫（temporarywilting）：植物蒸腾永久萎蔫(permanentwilting数（permanentwiltingcoefficient）；永久萎蔫时的土壤水势称为永久萎（permanentwiltingpoint根系吸植物如 的冬黑麦，有106条主根和侧根，总长500km面积沙漠植物的根可 一年生作物根深0.12.0m;广度达0.3-1.0m。aperennialwheatThinopyrum（中间偃麦草、根系吸收水分的主、水分进入根系组织内部的、影响根系吸收水分的因素ofofrootDiagramofprimaryroot

Pathwaysforwateruptake土壤中可用水分（土质、短暂、长期和受涝温度（细胞质粘性、呼吸空气（氧气和土壤溶液浓度（根部水势水在植物体内

SequoiaThetallest

根系吸伤流 吐水上升的压力，称为根压（rootpressure）根压产生的机 蒸腾拉力引起水分吸木木质部的蒸腾拉力产生于叶片细胞的-水和其他多微孔 的水分的间隙半月板细胞壁产生很大的张力或负的静叶片细胞水势下一系列相邻细胞间叶脉导根冠间导管中的压根导管中水分向上吸水主要动力，属于过程。根压只占展开时，根压为动力吸水才占主要地“内聚力-张力学说”---- 报告的内 >>报 水分的散失－蒸腾作用水分的散失－蒸腾作用1、蒸腾作用的2、植物蒸腾的3、蒸腾的4、气孔蒸5、合理灌溉的生理1、蒸腾作用的2、植物蒸腾的方式（Modeof皮孔蒸叶片蒸腾：角质蒸腾(cuticular气孔蒸腾(stomatal3、蒸腾的蒸腾速率(transpiration晚为1-20gm-2·h-1。蒸腾速率的 ：离 快速称重植株重量变蒸腾系数(transpiration蒸腾系＝蒸腾散失的水分的量/光合作用固定的CO2大多数植物在125-C4植物（250）<C3植物CAM植物4、气孔蒸腾（stomatal气孔复合细(guard(subsidiarycells)合称气孔复合(stomatalStomatal细胞的特不不均匀加厚的细胞辐射状肾形细胞:背壁（dorsalwall)腹壁（ventralwall)较厚；哑铃 细胞

Modelofguard有叶绿体能进行光合作用。 有丰富的线细葱叶肉蚕细叶肉细 细葱叶肉蚕细叶肉细体积小小量溶质的。与周围细胞间无胞间连 液泡卫细胞液泡的动气孔蒸腾的小孔扩散长成正比，称为小孔扩散（smallporediffusionlaw

气孔为气孔运动(stomatalmovement)。气孔运动(开/关)受到各种环境因素影水分光光促进气孔张开 植物除外）不同植物气孔张开对光强的要求不同，一般光照的,Light-stimulatedstomatalindetachedepidermisofvicia

StomatalopeningtracksattheleafsurfaceCO2浓低浓度CO2促进气孔张开,高CO2使气孔迅速关水分和湿水分亏缺时，气孔开度变小或关闭脱水关闭（hydropassiveclosure）：空气干 主动脱水关闭（hydroactiveclosure）：整个叶片或根缺水时，细胞可以通过其代谢过程减少细胞内的溶质提高细胞水势，水分离开细胞，气孔关 温度温度对气孔的调节可能主要是影响了酶活植物激素CTK和IAA促进气孔开，ABA促进气孔关气孔运动具有昼夜节律(circadianrhythm气孔运动的调节机细胞体积的变化可达40%- -蚕 细胞中的离子浓度在气孔开闭时的变气孔状气孔开细体积(mmol•L-(mmol•L-苹果(mmol•L-2光 细胞膜上的H+-ATPase，水解H+泵 细淀粉水解或光合

胞内pH上升超K+通K+通道K+细伴随Cl-进

malicacid苹果酸脱苹果酸(阴离

细胞水势下降，细胞细气孔开(starch-sugarhypothesis1908年FELloyd［CO2］ ［CO2］［CO2］

(7-糖 要渗透质

Dailycourseofchangesinthestomatalaperture,andinpotassumandsucrosecontent,ofguardcellsfromintactleavesofbroadbean.气孔运动的其它调节光对气孔运动的调guardcell 蓝光参与气孔张开的控制接受蓝光的受玉 （Zeaxanthin)可能是气孔蓝光反应的受体：玉 的吸收光谱与蓝促进气孔张开的作用光谱吻光的反应玉 缺陷的拟南芥突变体(npq1)，缺乏对蓝光的反应(4)照射蓝光前先照射背景红光,玉米被激发之后可能的信号转导机制是：ABA涉及到复杂的信号转导途径和多种信号钙离活性一氧三磷离子SimplifiedmodelforABAtransductioninstomatalguard影响蒸腾的因光照气孔开提高温度，增加蒸汽压差温度气孔开提高温度，增加蒸湿度湿度大，蒸汽压差减小，蒸腾减 水分促进蒸合理灌溉的生理基础(植物 小组作物不同生长发育时期需水不同,以小麦为水分临界期:指植物在生命周期中对水分缺乏最敏体形成期。此时缺水， 发育不正常，特别是发育受阻或灌溉的指标及灌溉方土壤含间持水量的60-80%适合植物生长形态幼叶状态，生长速度生理指标叶片细胞汁液浓度(渗透势气孔 细胞（GuardCells） 二、气 细胞的发三、气孔孔径（大小）

StomataarelocatedontheleafsurfaceandarethemainforwatertranspirationandCO2influxinto 二、气 细胞的发meristemoidmothercellasymmetricpavementcell+meristemoidguardmothercellasymmetricsymmetricsymmetricapairofguardNature,如何确立这几 的逻辑关系 表 功突变体突变体spchmutefama

(greenfluorescentRT-PCRorReal-time 启动子－－－可以任何组织中表达的启动guardcell35Scauliflowermosaic (35Spromoter）ntMethods2008,forward reversegeneticsbasic (bHLH)akeyswitchformeristemoidfatemuteMUTEhastwo

aregulatorofguardcelltheentireepidermistoadoptguardcellNature,SPCH,MUTEandguardcellmorphogenesisstomatalstomatalstomatal三、气孔孔径（大小）的stomatalstomatalmultiplemultiplephysiological(light,CO2, nthormones,calcium,reactiveoxygenspecies,inositolphosphates,andsphingolipids,etc.)ost1-ost1-ost1-ost1-Ost1mutationsimpairtheABAregulationofstomatal 漫灌、喷灌、滴田间持水量(field萎蔫暂时萎蔫(temporay永久萎蔫(permanent永久萎蔫点(permanentwilting永久萎蔫系数(permanentwilting水势(water渗透势(osmosicpotential)溶质势(solutepotential)基质势(matricpotential)集流(bulkflow)根压(rootpressure)吐水蒸腾拉力(transpiration蒸腾作用蒸腾系数(transpiration蒸腾速率(transpiration水分临界期(watercriticalKey1、溶液的水势2、植物细胞的水势组3、水势4、测定植物水势的5、影响根