1、第十一章 植物的抗逆生理,第一節(jié) 植物抗逆的生理基礎 第二節(jié) 植物的抗寒性 第三節(jié) 植物的抗旱性 第四節(jié) 植物的抗浸性 第五節(jié) 植物的抗鹽性 第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性 第七節(jié) 抗病性與抗蟲性,第一節(jié) 植物抗逆的生理基礎,一、逆境的概念及種類 逆境(stress)是指對植物生存生長不利的各種環(huán)境原素的總稱。 逆境種類,生物因素,病害、蟲害、雜草,理化因素,物理的 輻射性的 化學的 溫度的 水分的,二、抗逆性及模式 抗逆性(hardiness)植物對逆境抵抗和忍耐能力。 抗性的模式 逆境逃避(stress avoidance)指由於植物透過各種模式摒拒逆境的影響，不利原素並未進入組織，故組織本身

2、通常不會產(chǎn)生相應的回應。 逆境忍耐(stress tolerance) 指植物組織雖經(jīng)受逆境對它的影響，但它可透過代謝回應阻止、降低或者修復由逆境造成的傷害，使其仍保持正常的生理活動。,二、植物在逆境下的形態(tài)變化與代謝特點 (一)形態(tài)架構變化 (二)生理生化變化,三、滲透調(diào)節(jié)與抗逆性 (一)滲透調(diào)節(jié)的概念 多種逆境都會對植物產(chǎn)生水分脅迫。水分脅迫時植物體內(nèi)累積各種有機和無機物質(zhì)，提升細胞液濃度，降低其滲透勢，保持一定的壓力勢，這樣植物就可保持其體內(nèi)水分，適應水分脅迫環(huán)境，這種現(xiàn)象稱為滲透調(diào)節(jié)(osmoregulation)。 (二)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì) 1.無機離子 2.脯氨酸 3.紅菜頭鹼 4.可溶

3、性糖,第二節(jié) 植物的抗寒性,一、冷害 （一）概念 冰點(0)以上低溫對植物的傷害叫冷害。 植物對冰點以上低溫的適應叫抗冷性。熱帶、亞熱帶植物易受害。,第二節(jié) 植物的抗寒性,一、冷害 （二）傷害癥狀與類型 1類型直接傷害與間接傷害。 2傷害癥狀 （1）出現(xiàn)傷斑、凹陷； （2）死苗或僵苗不發(fā)； （3）組織柔軟、萎蔫； （5）木本芽枯頂枯、破皮流膠； （6）花芽分化受破壞，結(jié)實率降低。,第二節(jié) 植物的抗寒性,(三)冷害機理 1.膜發(fā)生相變，由液晶態(tài)變?yōu)橐赡z態(tài)； 2.膜透性改變，甚至造成破損； 3.代謝紊亂，光合與呼吸變化，吸收機能衰退。 4.運輸受阻，酵促回應失調(diào)。 (四)植物的適應 1.增加膜不飽

4、和脂肪酸數(shù)量，提升不飽和脂肪酸指數(shù)，降低膜相變溫度； 2.改變某些蛋白(酵)的組分。,第二節(jié) 植物的抗寒性,二、凍害 （一）概念 冰點(0)以下低溫對植物的傷害叫凍害。 植物對冰點以下低溫的適應叫抗凍性。常與霜害伴隨發(fā)生。,第二節(jié) 植物的抗寒性,二、凍害 （二）凍害傷害癥狀與類型 類型胞內(nèi)結(jié)冰與胞間結(jié)冰。 凍害傷害癥狀葉出現(xiàn)燙傷樣，組織柔軟葉色變褐，終至於枯死。,第二節(jié) 植物的抗寒性,（三）凍害傷害的機理 1.胞間結(jié)冰使原生質(zhì)嚴重脫水，蛋白質(zhì)變性，原生質(zhì)不可逆凝膠化； 2.胞內(nèi)結(jié)冰對膜與細胞器產(chǎn)生直接破壞；解凍時溫度回升快，原生質(zhì)失水，組織干枯；破壞蛋白質(zhì)空間架構(-SH假說)；機械損傷；膜破

5、壞 。,第二節(jié) 植物的抗寒性,（四）植物對凍害的適應降低含水量，增加束縛水的相對含量；增加可溶性糖等的含量；激素的種類及比例發(fā)生變化；膜組分改變。,第二節(jié) 植物的抗寒性,三、提升抗寒性的措施 1 低溫(抗凍)鍛練；逐步適應，增加保護物質(zhì)； 2 化學誘導控制；調(diào)節(jié)CTK、ABA的比例，採用其它生長延緩劑； 3.加強田間管理；調(diào)節(jié)N、P、K比例，薄膜等覆蓋，培育壯苗等。,第二節(jié) 植物的抗熱性,一、概念 高溫對植物的傷害稱為熱害。 抗熱性是植物對熱害的一種適應。 二、類型 1.直接傷害 2.間接傷害。,三、癥狀與危害 1.癥狀熱害後葉片死斑明顯，葉綠素破壞嚴重，器官脫落等。 2.危害 （1）間接傷害

6、 飢餓，因光合低於呼吸，消耗同化物過多； 毒性，有氧呼吸被破壞，無氧呼吸產(chǎn)生有毒物質(zhì)，蛋白分解產(chǎn)生NH3； 生化障礙，必須的生物活性物質(zhì)缺乏； 蛋白質(zhì)破壞，水解酵作用，ATP減少，氧化與磷酸化解偶聯(lián)。 （2）直接傷害 蛋白質(zhì)變性，空間架構破壞； 脂類液化，破壞膜架構。,第二節(jié) 植物的抗熱性,四、提升抗浸性的機制與途徑 不同生態(tài)環(huán)境生長的植物抗熱性有差別。蛋白質(zhì)(酵)對熱的穩(wěn)定性，如二硫鍵，Mg，Zn； 用生長調(diào)節(jié)劑，有機酸、鹽類有保護作用。,第三節(jié) 植物的抗旱性,一、概念 土壤缺水或大氣相對濕度過低對植物造成的傷害稱旱害。 植物對乾旱的抵抗力稱抗旱性。,第三節(jié) 植物的抗旱性,二、乾旱種類 1.

7、土壤乾旱; 2.大氣乾旱; 3.生理乾旱。 三、植物類型 1.水生植物； 2.中生植物； 3.旱生植物，旱生植物有避旱型和耐旱型。,四、外部乾旱表現(xiàn) 1.萎凋有暫時萎凋與永久萎凋。 2.生長減慢。 五、乾旱機制 1.原生質(zhì)脫水是旱害的核心； 2.破壞原生質(zhì)膜上脂類雙分子層的排列，改變了膜透性，使化謝紊亂； 3.光合與呼吸失調(diào)； 4.蛋白質(zhì)分解加快；DNA、RNA合成減弱，脯氨酸累積； 5.激素發(fā)生變化，ABA累積，CTK減少，降低CTK/ABA比值，乙烯增加； 6.植株各器官水分重新分發(fā)； 7.造成細胞的機械損傷。,第四節(jié) 植物的抗旱性,六、植物抗旱特徵 1.形態(tài)根系發(fā)達而深廣，根冠比大；細胞

8、小，維管束發(fā)達；單位面積氣孔數(shù)多；輸導組織發(fā)達；角質(zhì)或蠟質(zhì)層濃 2.生理脯氨酸、ABA等物質(zhì)累積多；水解酵活性保持穩(wěn)定，合成酵活性不削弱；保水力強。,第三節(jié) 植物的抗旱性,七、提升抗旱性途徑 1.抗旱鍛練如蹲苗、擱苗、餓苗、雙芽法等； 2.合理施肥P、K、B、Cu等； 3.化學誘導CaCl2、ZuSO4等； 4.生長延緩劑及抗蒸散劑；如ABA、CCC(矮壯素); 5.抗旱育種。,第四節(jié) 植物的抗浸性,一、概念 水分過多對植物的傷害稱為浸害。 抗浸性是植物對水分過多的適應能力。 二、類型 1.濕害 2.浸害,第四節(jié) 植物的抗浸性,三、癥狀與危害 浸害的核心是液相代替了氣相，植物缺氧。生長量降低，

9、根變黑，葉黃化，株植矮小。無氧呼吸代替有氧呼吸，產(chǎn)生有毒物質(zhì)；代謝損害，光合受抑；營養(yǎng)失調(diào)，土壤理化性質(zhì)改變，吸收困難。,第四節(jié) 植物的抗浸性,四、提升抗浸性的機制與途徑 1.機制有發(fā)達的通氣系統(tǒng)，代謝上提升對缺氧的忍耐力，改變呼吸途徑，如以磷酸戊糖途徑代替糖酵解過程；破壞或抑制有害物質(zhì)的合成。 2. 防浸排浸措施。,第五節(jié)植物的抗鹽性,一、概念 鹽類過多對植物的傷害稱為鹽害。 抗鹽性是植物對鹽分過多的適應能力。 避鹽植物透過被動拒鹽，主動排鹽和稀釋鹽分等途徑，使周遭環(huán)境的鹽濃度降低到遭受鹽害以下的濃度水準的一種抗鹽模式。 耐鹽指植物透過生理或代謝的適應，忍受已進入細胞的鹽分。它可透過滲透調(diào)節(jié)

10、，提升代謝穩(wěn)定性和忍耐營養(yǎng)缺乏等途徑實現(xiàn)。 二、類型 1.鹽土與鹼土為害，習慣統(tǒng)稱鹽鹼土。,第五節(jié)植物的抗鹽性,三 、癥狀與危害 1.生理乾旱，土壤水勢降低，吸水困難； 2.離子的毒害作用，產(chǎn)生單鹽毒害，抑制生長； 3.生理代謝紊亂，質(zhì)膜透性增大，蛋白質(zhì)水解加快，氨基酸與氨累積，光合與呼吸變化。,第五節(jié)植物的抗鹽性,四、提升抗鹽性的機理與途徑 泌鹽，稀鹽和拒鹽； 透過細胞的滲透調(diào)節(jié)，降低水勢； 消除鹽對酵或代謝產(chǎn)生的毒害作用； 與鹽結(jié)合，減少游離離子對原生質(zhì)的破壞作 用； 鍛練植株，逐步適應，如稀鹽浸種，苗期處理。 選育抗鹽品種； 有效的栽培措施。,機制,途徑,第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性,一、

11、大氣污染 （一）概念與污染物 1.大氣污染指大氣中廢氣體對植物的危害。 2.污染物包括 （1）氧化物質(zhì)，O3、NO2、Cl2； （2）還原物質(zhì)，SO2，H2S，甲醛、CO； （3）酸性物質(zhì)，HF、HCl、HCN、SO3、SiF4； （4）鹼性物質(zhì)，NH3； （5）有機物質(zhì)，乙烯等 。,第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性,(二)癥狀與回應 1.急性傷害可在短時間內(nèi)使植物組織壞死。葉呈灰綠色，逐漸轉(zhuǎn)為暗綠色油漬或水漬斑，葉片變軟，壞死組織脫水變干，並呈現(xiàn)象牙色到紅色或暗褐色。 2.慢性傷害是長期接觸亞致死濃度的污染氣體而受害。葉片失綠，變小畸形，加速衰老，癥狀據(jù)污染物不同而各異。受污染後光合降低，呼吸異常

12、，干物累積減慢，酵活性改變。,第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性,二、水體污染與土壤污染 （一）概念與污染物 水體污染與土壤污染指水體和土壤中毒廢物質(zhì)對植物的危害。 污染物包括 1.酚類化合物，一元酚、二元酚、多元酚； 2.氰化物，有機氰、無機氰；石油； 3.洗滌劑和三氯乙醛； 5.重金屬離子，汞、鉻、砷、硒、鉛、鎘、鋁；其它有機物等。 6.酸雨、酸霧,第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性,（二）癥狀與回應 1.土壤性質(zhì)可能改變； 2.植株生長受阻，矮小，葉色變黃； 3.根系呈現(xiàn)褐色，逐漸死亡腐爛； 4.有害物質(zhì)往往有累積效應。,第六節(jié) 環(huán)境污染與植物抗性,三、植物與環(huán)境保護 可將植物對污染物的回應分為敏感性植物與抗性植物。 敏感性植物可作指示植物，監(jiān)測環(huán)境污染。 抗性植物可用來吸收和分解有毒物質(zhì)，淨化空氣和水體，保護環(huán)境；維持大氣中CO2與O2的平衡；可吸塵和殺菌，美化環(huán)境維持生態(tài)平衡。,第七節(jié) 抗病性與抗蟲性,一、抗病性 （一）概念 病菌對植物的侵襲和傷害稱為病害。 植物抵抗病菌侵襲的能力稱抗病性。 （二）類型 寄主對病原物的回應可分感病、耐病、抗病和免疫等類型。但植物從完全不發(fā)病到嚴重發(fā)病，是一個連續(xù)過程，植物的抗病