植物逆境生理概述

《植物与植物生理》第六单元教学子单元1：植物逆境生理微课件1植物逆境生理概述汇报人：韩春梅学习目标掌握有关植物逆境生理的基本概念；掌握植物逆境的种类；了解植物在逆境条件下的生理生化变化；了解植物响应逆境的生理及分子机制。主要内容逆境的基本概念逆境种类逆境条件下植物的生理生化变化植物响应逆境的生理及分子机制重点和难点重点植物逆境的种类难点植物响应逆境的生理及分子机制影响植物生长发育的各种环境因子示意图一、逆境的基本概念1、逆境：凡是对植物生存与生长不利的各种环境因子的总称。2、胁迫：任何一种使植物内部产生有害变化或潜在有害变化的环境因子。干旱洪涝大气污染3、植物的适应性植物适应性是指植物自身对逆境的适应能力。植物对逆境的适应方式分为避逆性和抗逆性2个方面。植物的各种适应性（1）避逆性避逆性：植物通过物理障碍或生理生化途径完全排除或部分排除逆境对植物体产生的直接有害效应来抵抗逆境的方式。瓦松（2）抗逆性和抗性锻炼抗逆性：植物对各种不利的环境因子都具有一定的抵抗或忍耐能力，简称抗性。抗性锻炼：植物抗逆遗传特性在特定环境条件诱导下逐步表达的过程。锻炼（驯化）：植物对逆境逐步适应的过程。受旱严重，作物焦枯①御逆性：指植物通过特定的形态结构使其具有一定的防御环境胁迫的能力，在逆境下各种生理过程仍保持正常状态。②耐逆性：是指植物虽然经受逆境的直接效应，但可通过代谢反应阻止、降低或修复逆境效应造成的损害来抵抗逆境的方式。

碱蓬植物的交叉适应：植物在经历了某种逆境后，对另一些逆境的抵抗能力也会增强的现象。二、逆境种类

三、逆境条件下植物的生理生化变化

1、水分亏缺2、光合作用变化：各种逆境条件都可导致光合作用降低3、呼吸作用变化：呼吸速率有时会出现升高的现象（冷、旱），但很快下降4、物质代谢紊乱：合成作用减弱，分解作用加强5、细胞膜结构功能变化：细胞膜结构受损6、活性氧的产生：大量产生活性氧，活性氧清除能力下降，造成活性氧积累，引起严重的危害。

四、植物响应逆境的生理及分子机制1、生长发育调节2、植物激素调节3、代谢调节4、渗透调节5、膜保护物质与活性氧平衡6、逆境蛋白7、植物体内的逆境信息传递机制ABA—胁迫激素，增强抗性促进气孔关闭，蒸腾减弱，减少水分丧失；增强根的透性，提高水的输导性。乙烯促进衰老、脱落，减少蒸腾面积，利于保持水分；提高相关酶的活性，影响呼吸。2、植物激素在抗逆中的作用3、代谢调节C3途径→C4或CAM冰叶日中花，在盐诱导的由C3代谢向CAM代谢转变过程中PEP羧化酶含量的增加。盐胁迫是在灌溉水中加入500mMNaCl诱导的。通过抗体与染色剂的方法在凝胶中揭示了PEP羧化酶。C3途径→C4或CAM

4、渗透调节渗透胁迫：环境与植物之间由于渗透势的不平衡而形成对植物的胁迫。渗透调节：植物通过调节细胞内渗透势来维持压力势的作用称为渗透调节。渗透调节物质有：外界进入的无机离子如K+、Cl-等，是液泡的重要渗透调节物质；细胞内合成的有机物：多元醇和偶极含氮化合物如可溶性糖、脯氨酸、甜菜碱等。脯氨酸和甜菜碱是理想的有机渗透调节物质。有机渗透调节物的特征：分子量小、易溶于水、合成迅速、不易透过细胞膜、生理pH范围内不带静电荷、引起酶结构变化的作用极小。脯氨酸在抗逆中的作用：作为渗透物质，维持渗透平衡；增强蛋白质的水合作用和可溶性，减少蛋白质的沉淀，保护蛋白质结构和功能的稳定。5、膜保护物质与活性氧平衡自由基：具不成对电子的原子、分子或离子。活性氧：化学性质活泼，氧化能力很强的含氧物质的总称。如超氧阴离子自由基（O2-·）、羟基自由基（·OH）、过氧化氢（H2O2）、过氧化物自由基（ROO·）、单线态氧（1O2）等。特点：活跃强氧化性；不稳定，瞬时存在；能持续进行连锁反应。活性氧清除系统保护酶：超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽还原酶（GR）等。抗氧化剂：VC、VE、还原型谷胱甘肽（GSH）、类胡萝卜素、苯甲酸钠等。6、逆境蛋白由逆境诱导产生的或含量增加的蛋白质统称为逆境蛋白。如：热激蛋白（由高温诱导合成的，广泛存在于植物界，已发现在酵母、大麦、小麦、谷子、大豆、油菜、胡萝卜、番茄以及棉花、烟草等植物中都有热击蛋白）、冷诱导蛋白（低温下形成新的蛋白，其功能为减少细胞失水和防止细胞脱水的作用，有助于提高植物对冰冻逆境的抗性）、水分胁迫蛋白、病程相关蛋白（是植物被病原菌感染后形成的与抗病性有关的一类蛋白）等。

逆境蛋白的生理意义：逆境蛋白是在特定的环境条件下产生的，通常使植物增强对相应逆境的适应性。有些逆境蛋白与酶抑制蛋白有同源性。有的逆境蛋白与解毒作用有关；逆境蛋白的产生是植物对多变外界环境的主动适应。但是，有的研究也表明逆境蛋白不一定就与逆境或抗性有直接联系。7、植物体内的逆境信息传递机制逆境信号受体第二信使激活转录因子植物响应逆境胁迫的分子基础诱导逆境相应基因表达磷酸化级联反应钙结合蛋白感受Ca2+浓度变化逆境蛋白帮助植