植物生理学ppt课件第十二章-抗性生理.ppt
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1、本书主要内容,第十二章 植物抗性生理,逆境/胁迫:对植物产生伤害的环境。胁迫分为2类:,抗性:植物对不良环境的适应性和抵抗力。,非生物胁迫,臭氧,极端温度,涝害,干旱,盐渍,胁迫识别,胁迫信号转导,改变细胞代谢,生理和发育事件,生物胁迫,细菌,真菌,病毒,线虫,(非生物),逆境种类,忍耐干旱:肉质汁光合茎的仙人掌;逃避干旱:湿季沙漠之星。,抗性的2种形式:,植物逆境响应中的信号转导过程,植物抗性生理:逆境对植物生命活动的影响,以及植物对逆境的抵御抗性能力。,一、逆境对植物的伤害,第一节 抗性生理通论,不同程度逆境对植物的影响过程,二、植物对逆境的适应,(一)胁迫蛋白胁迫蛋白:在逆境条件下,植物
2、关闭一些正常表达的基因,启动一些与逆境相适应的基因,形成新的蛋白,抵御逆境胁迫,称为胁迫蛋白。,逆境下的代谢适应物,抗冻蛋白(AFP),病原相关蛋白(PR),热激蛋白(HSP),胁迫蛋白的特点,(二)渗透调节渗透调节:通过加入或去除细胞内的溶质,从而使细胞内外的水分相互平衡的现象。当逆境导致植物失水时,会诱导参与渗透调节的基因表达形成渗透调物质,提高细胞渗透压,降低水势,使植物重新吸水。包括糖、氨基酸、有机酸和无机离子(如K+),甜菜碱,脯氨酸,山梨醇,甘露醇,海藻糖,四氢嘧啶,肌醇,硫代甜菜碱,缺水,渗透压调节,无渗透压调节,胁迫条件下,ABA含量增加,是一种应激激素。,(三)脱落酸,ABA
3、提高抗性的原因,交叉适应:植物处于零上低温、高温、干旱或盐渍条件时,能提高植物对另外一些逆境的抵抗能力,这种与不良环境反应之间的相互适应作用,称为植物的交叉适应。ABA被认为是交叉适应的作用物质。植物在某种逆境条件下,会提高ABA含量以适应该环境,而ABA含量的升高又增强了植物对另一种逆境的抗性。根据ABA抗逆的原理,可应用生长延缓剂CCC、PP333等和生长抑制剂JA、三碘苯甲酸等使植物生长健壮,提高ABA含量,加强抗性。,3.ABA在交叉适应中的作用,活性氧:基态氧分子具有较低的反应活性,而植物组织中通过各种途径产生超氧化阴离子、羟基自由基、过氧化氢、单线态氧等,它们具有很强的氧化能力,性
4、质活泼,称为活性氧(ROS)。自由基:游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。高浓度的ROS具有很强的氧化能力,对许多生物功能分子有破坏作用。,(四)活性氧,自由基的伤害,逆境氧代谢失调产生多余ROS来不及清除体内ROS积累,O2-+O2-+2H+H2O2+O2H2O2 H2O+O2,抗氧化酶系统,活性氧清除系统,SOD,CAT,Halliwell-Asada途径:抗坏血酸过氧化物酶POD、脱氢抗坏血酸还原酶APX和谷胱甘肽还原酶GR共同作用,将H2O2分解成为水。,叶绿体专用的抗氧化酶系统,POD,APX,GR,VE、谷胱甘肽GSH、抗坏血酸AsA、类胡萝卜素Cyt f、铁氧还蛋白Fd等
5、。,非酶抗氧化系统,GSH,Fd,参与细胞增殖、分化、凋亡等以及对逆境的响应。,ROS作为信号分子作用,植物逆境响应中的信号转导过程,BRs通过H2O2介导的提高抗逆性的信号转导模式,低温胁迫分两类:冷害(零上低温)和冻害(零下低温),第二节 植物的抗冷性,一、冷害过程的生理生化变化,1.膜的相变,二、冷害的机制,(1)膜脂的不饱和脂肪酸比例越高和不饱和程度越高,能有效降低膜脂相变温度。不饱和脂肪酸使低温时膜仍保持流动的液态。,(2)低温胁迫反应信号通常与ROS信号互作。(3)某些抗性蛋白在抗冷中有重要作用。,(1)质膜上的H+-ATPase活性下降(2)类囊体的ATP合酶F0和F1亚基解偶联
6、,导致ATP合成不正常,功能受阻。,2.膜蛋白活性降低,1.内部因素,三、影响冷害的内外因素,2.外界因素,冻害:当温度下降到零度以下,植物体内发生冰冻因而受伤直至死亡的现象。,第三节 植物的抗冻性,细胞壁,质膜,冻害,胞壁结冰,(1)一年生植物主要以干燥种子形式越冬,一、植物对冻害的生理适应,(2)多数多年生草本植物越冬时地上部死亡,以埋藏于土壤中的延存器官(鳞茎、球茎等)越冬。,(3)多数木本植物则加强保护组织(鳞芽、木栓层等)和落叶以过冬。,抗寒锻炼:植物在冬季来临之前,随着气温的逐渐降低,体内发生一系列适应低温的生理生化变化,抗寒能力逐渐加强的过程。尽管植物抗寒性强弱是植物长期对不良环
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- 植物 生理学 ppt 课件 第十二 抗性 生理
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