第十章植物的逆境生理课件

植物生理学植物生理学plant physiology 植物生理学plant physiology 1第四篇第四篇 环境生理环境生理 第十章第十章 植物的逆境生理植物的逆境生理 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性 第三节第三节 植物的热害与抗热性植物的热害与抗热性 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性 第五节第五节 植物的涝害与抗涝性植物的涝害与抗涝性 第六节第六节 植物的盐害与抗盐性植物的盐害与抗盐性 第七节第七节 植物的病害生理与抗寒性植物的病害生理与抗寒性 第八节第八节 虫害与植物的抗虫性虫害与植物的抗虫性 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性第四篇 环境生理 第十章 植物的逆境生理 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述一、一、逆境的概念及种类逆境的概念及种类逆境逆境(stress environment)(stress environment)是指对植物生长发育和生是指对植物生长发育和生存不利的各种环境因素的总称，又称存不利的各种环境因素的总称，又称胁迫胁迫(stress)(stress)。逆境的种类逆境的种类生物因素生物因素病害，病害，虫害，虫害，杂草等杂草等化学因素化学因素物理因素物理因素盐碱土，污染物，盐碱土，污染物，化肥、除草剂、杀虫化肥、除草剂、杀虫剂、农药等的副作用剂、农药等的副作用高、低温度，干旱水涝，高、低温度，干旱水涝，红外、紫外光与强弱可见红外、紫外光与强弱可见光伤害，离子辐射，风、光伤害，离子辐射，风、雨、雪、声、磁、电等雨、雪、声、磁、电等 第一节 植物的逆境生理概述一、逆境的概念及种类逆境的种 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述二、植物受逆境的伤害二、植物受逆境的伤害胁胁变变(strain)(strain)是指是指植物受到胁迫后产生的相应变化。植物受到胁迫后产生的相应变化。逆境伤害逆境伤害(stress injury)(stress injury)是指不良环境因素对植是指不良环境因素对植物产生的危害作用。物产生的危害作用。抗逆性抗逆性（stressstress resistance resistance）是指植物对不良环）是指植物对不良环境的适应性和抵抗力。境的适应性和抵抗力。抗性锻炼（抗性锻炼（hardeninghardening）是指植物对环境逐渐形成）是指植物对环境逐渐形成的适应性的过程。的适应性的过程。第一节 植物的逆境生理概述二、植物受逆境的伤害 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述植物植物胁迫因子胁迫因子原初胁迫原初胁迫次生胁迫次生胁迫原初直接伤害原初直接伤害（质膜伤害）（质膜伤害）生物膜受害生物膜受害细胞脱水细胞脱水物质渗漏物质渗漏原初间接伤害原初间接伤害（代谢失调）（代谢失调）透性加大透性加大失水大于吸水植物失水大于吸水植物脱水，对膜结构和脱水，对膜结构和功能产生影响功能产生影响光合作用下降，同光合作用下降，同化物供应减少化物供应减少呼吸作用大起大落，呼吸作用大起大落，代谢途径改变代谢途径改变水解酶活性高于合水解酶活性高于合成酶活性，物质分成酶活性，物质分解大于合成解大于合成活性氧伤害活性氧伤害次生伤害次生伤害如热害、盐害如热害、盐害中的水分胁迫中的水分胁迫逆境胁迫对植物产生的伤害效应逆境胁迫对植物产生的伤害效应 第一节 植物的逆境生理概述植物胁迫因子原初胁迫次生胁迫 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述植植 物物环境胁迫环境胁迫活性氧生成量增加活性氧生成量增加活性氧清除量降低活性氧清除量降低活性氧积累且超过伤害阈值活性氧积累且超过伤害阈值膜脂过氧化加剧膜脂过氧化加剧膜脂脱酯化增加膜脂脱酯化增加膜完整性破坏，选择性丧失，电解质及某些小膜完整性破坏，选择性丧失，电解质及某些小分子有机物大量渗漏，细胞物质交换平衡破坏分子有机物大量渗漏，细胞物质交换平衡破坏一系列生理生化代谢紊乱一系列生理生化代谢紊乱长时间胁迫长时间胁迫短时间胁迫短时间胁迫植株死亡植株死亡植株继续生长植株继续生长叶绿素和核酸等生叶绿素和核酸等生物功能分子破坏物功能分子破坏活性氧自由基伤害机制活性氧自由基伤害机制 第一节 植物的逆境生理概述植 物环境胁迫活性氧生成量增 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述三、植物对逆境的适应三、植物对逆境的适应逆境逃避逆境逃避(stress avoidance)(stress avoidance)是指植物通过各种方式摒是指植物通过各种方式摒拒逆境的影响，不利因素并未进入组织，故组织本身通拒逆境的影响，不利因素并未进入组织，故组织本身通常不会产生相应的反应，包括常不会产生相应的反应，包括避逆性避逆性和和御逆性御逆性。避逆性是指在时间（调整生育期）或空间（阴生植物）避逆性是指在时间（调整生育期）或空间（阴生植物）上避开逆境的影响。上避开逆境的影响。御逆性是指植物体通过营造适宜生活的内环境来免除外御逆性是指植物体通过营造适宜生活的内环境来免除外部不利因素对其的危害。部不利因素对其的危害。逆境忍耐逆境忍耐(stress tolerance)(stress tolerance)指植物虽经受逆境对它的指植物虽经受逆境对它的影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造影响，但它可通过代谢反应阻止、降低或修复由逆境造成的伤害，使其仍保持正常的生理活动，又称成的伤害，使其仍保持正常的生理活动，又称耐逆性耐逆性。第一节 植物的逆境生理概述三、植物对逆境的适应 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述（一）形态结构适应（一）形态结构适应根系发达，叶小适应干旱；扩大根部通气组织适应淹根系发达，叶小适应干旱；扩大根部通气组织适应淹水；生长停止进入休眠，对冬季低温来临的适应等。水；生长停止进入休眠，对冬季低温来临的适应等。（二）生理适应（二）生理适应1 1、生物膜的应变、生物膜的应变膜脂过氧化、膜脂流动性改变及膜蛋白变性，造成膜膜脂过氧化、膜脂流动性改变及膜蛋白变性，造成膜相变和膜结构破坏，导致质膜透性增大。相变和膜结构破坏，导致质膜透性增大。膜脂相变膜脂相变液相液相液晶相液晶相凝胶相凝胶相高温高温低温低温 第一节 植物的逆境生理概述（一）形态结构适应膜脂相变液 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述膜脂相变会导致原生质流动停止或加剧，膜结合酶膜脂相变会导致原生质流动停止或加剧，膜结合酶活性降低，膜透性增大，物质交换平衡破坏，代谢活性降低，膜透性增大，物质交换平衡破坏，代谢紊乱，有毒物质积累，细胞受损。紊乱，有毒物质积累，细胞受损。膜脂碳链越短，不饱和脂肪酸越多，磷脂酰胆碱等膜脂碳链越短，不饱和脂肪酸越多，磷脂酰胆碱等磷脂含量高，凝固化温度越低，抗寒性越强；反之，磷脂含量高，凝固化温度越低，抗寒性越强；反之，抗热性越强。抗热性越强。单半乳糖二甘油脂等糖脂含量低，抗盐性增强。单半乳糖二甘油脂等糖脂含量低，抗盐性增强。2 2、逆境蛋白的表达、逆境蛋白的表达在逆境条件下，植物基因表达发生改变，关闭一些在逆境条件下，植物基因表达发生改变，关闭一些正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因。正常表达的基因，启动一些与逆境相适应的基因。第一节 植物的逆境生理概述膜脂相变会导致原生质流动停止 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述逆境蛋白（逆境蛋白（stress proteinstress protein）植物在逆境条件下诱）植物在逆境条件下诱导产生的蛋白质导产生的蛋白质，如热激蛋白（热休克蛋白）、低，如热激蛋白（热休克蛋白）、低温诱导蛋白、病原相关蛋白、盐逆境蛋白、渗透调温诱导蛋白、病原相关蛋白、盐逆境蛋白、渗透调节蛋白、干旱逆境蛋白、厌氧蛋白、紫外线诱导蛋节蛋白、干旱逆境蛋白、厌氧蛋白、紫外线诱导蛋白、化学试剂诱导蛋白等。白、化学试剂诱导蛋白等。3 3、抗氧化保护系统、抗氧化保护系统(活性氧清除系统活性氧清除系统)抗氧化保护酶类（抗氧化保护酶类（SODSOD、PODPOD、CATCAT）抗氧化保护物质：抗氧化保护物质：V VC C、V VE E、GSHGSH、甘露醇和一些次生代谢物（如多酚、甘露醇和一些次生代谢物（如多酚、单宁、黄酮类、没食子酸等）单宁、黄酮类、没食子酸等）第一节 植物的逆境生理概述逆境蛋白（stress pr 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述4 4、渗透调节、渗透调节渗渗透透调调节节(osmoregulation)(osmoregulation)：在在逆逆境境条条件件下下，植植物物体体细细胞胞主主动动积积累累各各种种无无机机和和有有机机物物质质，提提高高细细胞胞液液浓浓度度，降降低低渗渗透透势势，保保持持一一定定的的压压力力势势，增增强强保保水水能力，适应水分胁迫的现象。能力，适应水分胁迫的现象。渗透调节物质渗透调节物质p无机离子（外界进入细胞）无机离子（外界进入细胞）p有机溶质（细胞内合成）有机溶质（细胞内合成）脯氨酸脯氨酸(Pro)(Pro)多胺多胺 第一节 植物的逆境生理概述4、渗透调节 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述l甜菜碱甜菜碱l可溶性糖和其它游离氨基酸可溶性糖和其它游离氨基酸5 5、植物激素、植物激素l在逆境下，在逆境下，ABAABA和乙烯含量增加，和乙烯含量增加，IAAIAA、GAGA、CTKCTK含含量降低，其中以量降低，其中以ABAABA的变化最显著。的变化最显著。（三）交叉适应（三）交叉适应l 交叉适应交叉适应（cross adaptationcross adaptation）：是指植物经历）：是指植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗适应能了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗适应能力，又叫交叉忍耐。力，又叫交叉忍耐。第一节 植物的逆境生理概述甜菜碱 第一节第一节 植物的逆境生理概述植物的逆境生理概述四、提高作物抗性的措施四、提高作物抗性的措施选育高抗品种选育高抗品种抗性锻炼抗性锻炼巧施肥水巧施肥水施用生长抑制物质施用生长抑制物质 第一节 植物的逆境生理概述四、提高作物抗性的措施 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性寒寒害害（cold cold injuryinjury）指指低低温温对对植植物物的的伤伤害害，包包括括冷害和冻害。冷害和冻害。抗抗寒寒性性（cold cold resistanceresistance）指指植植物物对对低低温温的的抵抵抗抗适应能力。适应能力。一、植物的冷害与抗冷性一、植物的冷害与抗冷性（一）概念（一）概念冷冷害害（chilling chilling injuryinjury）指指冰冰点点以以上上低低温温对对植植物物的伤害。原产于热带、亚热带植物易受冷害。的伤害。原产于热带、亚热带植物易受冷害。抗抗冷冷性性（chilling chilling resistanceresistance）指指植植物物对对冰冰点点以以上低温的抵抗适应能力。上低温的抵抗适应能力。第二节 植物的寒害与抗寒性寒害（cold injury 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性（二）伤害类型与症状（二）伤害类型与症状植物的冷害不仅与低温程度和持续时间直接相关，植物的冷害不仅与低温程度和持续时间直接相关，还与植物组织的生理年龄、生理状况以及对冷害的还与植物组织的生理年龄、生理状况以及对冷害的相对敏感性有关。相对敏感性有关。根据植物对冷害反应的速度可分为：根据植物对冷害反应的速度可分为：直直接接伤伤害害：最最多多在在一一天天内内，出出现现伤伤斑斑、凹凹陷陷，死死苗苗或僵苗不发，木本芽枯顶枯、破皮流胶等。或僵苗不发，木本芽枯顶枯、破皮流胶等。间间接接伤伤害害：至至少少在在几几天天后后，组组织织柔柔软软、萎萎蔫蔫，花花芽芽分化受破坏，结实率降低等。分化受破坏，结实率降低等。第二节 植物的寒害与抗寒性（二）伤害类型与症状 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性（三）冷害引起的生理生化变化（三）冷害引起的生理生化变化l细胞膜系统受损细胞膜系统受损透性增加，溶质外渗，代谢失调透性增加，溶质外渗，代谢失调l根系吸水能力下降根系吸水能力下降根生长慢，呼吸弱，供能不足，根生长慢，呼吸弱，供能不足，失水大于吸水失水大于吸水植株干枯植株干枯l原生质流动减慢或停止原生质流动减慢或停止l光合作用减弱光合作用减弱叶绿素合成受阻，各种光合酶活性叶绿素合成受阻，各种光合酶活性受抑受抑l呼吸代谢失调呼吸代谢失调大起大落，先升后降大起大落，先升后降l物质代谢失调物质代谢失调有机物分解占优势，乙烯和有机物分解占优势，乙烯和ABAABA含量含量增加增加 第二节 植物的寒害与抗寒性（三）冷害引起的生理生化变化 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性(四四)冷害机理冷害机理冷害冷害膜脂相变膜脂相变液晶变固晶液晶变固晶蛋白质变性或解蛋白质变性或解离、酶活性改变离、酶活性改变膜破裂（非膜破裂（非均一固化）均一固化）聚冷（冷袭）聚冷（冷袭）质膜透性增加质膜透性增加细胞内含物渗漏细胞内含物渗漏直接损伤直接损伤渐冷渐冷膜均一固化与紧缩膜均一固化与紧缩根对水透性降低根对水透性降低叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体酶活性降低酶活性降低失水超过吸水失水超过吸水派生干旱损伤派生干旱损伤抑制光合与呼吸抑制光合与呼吸代谢破坏代谢破坏间接损伤间接损伤 第二节 植物的寒害与抗寒性(四)冷害机理冷害膜脂相变 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性(五五)提高植物抗冷性的途径提高植物抗冷性的途径低温锻炼：膜不饱和脂肪酸含量增加，提高低温锻炼：膜不饱和脂肪酸含量增加，提高不饱和不饱和脂肪酸指数（脂肪酸指数（UFAIUFAI），降低膜相变温度，透性稳定；，降低膜相变温度，透性稳定；胞内胞内NADPH/NADPNADPH/NADP+比值增高，比值增高，ATPATP含量增加，有助于含量增加，有助于抗冷性的形成和增强。抗冷性的形成和增强。化学诱导化学诱导合理施肥合理施肥选育抗冷品种选育抗冷品种 第二节 植物的寒害与抗寒性(五)提高植物抗冷性的途径 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性二、植物的冻害与抗冻性二、植物的冻害与抗冻性（一）概念（一）概念冻冻害害(freezing(freezing injury)injury)：冰冰点点(0)(0)以以下下低低温温对对植植物的伤害。物的伤害。抗抗冻冻性性(freezing(freezing resistance)resistance)：植植物物对对冰冰点点以以下下低温的适应抵抗能力。常与霜害伴随发生。低温的适应抵抗能力。常与霜害伴随发生。（二）冻害的类型与症状（二）冻害的类型与症状类型：胞间结冰与胞内结冰。类型：胞间结冰与胞内结冰。症症状状：叶叶出出现现烫烫伤伤样样，组组织织柔柔软软，叶叶色色变变褐褐，最最终终导致枯死。导致枯死。第二节 植物的寒害与抗寒性二、植物的冻害与抗冻性 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性（三）冻害的机理（三）冻害的机理l结结冰冰伤伤害害：胞胞间间结结冰冰使使原原生生质质严严重重脱脱水水，蛋蛋白白质质变变性性，原原生生质质不不可可逆逆凝凝胶胶化化；冰冰晶晶体体对对细细胞胞的的机机械械损损伤伤；融融冰冰伤伤害害。胞胞内内结结冰冰（冰冰晶晶形形成成及及融融化化）对对膜膜与与细细胞胞器器和和胞胞基基质质产产生生机机械械伤伤害害，导导致致代代谢谢紊紊乱乱和和细胞死亡细胞死亡。l膜膜伤伤害害：膜膜的的机机械械损损伤伤，透透性性增增大大，溶溶质质大大量量外外流流；膜膜脂脂相相变变，膜膜结结合合的的酶酶游游离离而而失失去去活活性性，引引起起代代谢谢失调。失调。l破坏蛋白质空间结构破坏蛋白质空间结构(-SH(-SH假说假说)第二节 植物的寒害与抗寒性（三）冻害的机理 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性胞内、胞间结冰与化冻胞内、胞间结冰与化冻脱水胁迫脱水胁迫膜蛋白变性膜蛋白变性膜脂与膜蛋白相互作用改变膜脂与膜蛋白相互作用改变K K+泵和糖运输酶系统失活泵和糖运输酶系统失活K K+泵和糖大量外渗泵和糖大量外渗水渗入水渗入组织组织失去彭压失去彭压原生质彭润原生质彭润 膜上的膜上的CaCa2+2+被被K K+置换置换叶绿体和线粒体叶绿体和线粒体功能受阻功能受阻细胞内缺氧细胞内缺氧膜系统破坏膜系统破坏细胞死亡细胞死亡冻害冻害磷酸化解偶联磷酸化解偶联机械胁迫机械胁迫渗透胁迫渗透胁迫 第二节 植物的寒害与抗寒性胞内、胞间结冰与化冻脱水胁迫 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性（四）提高抗冻性的措施（四）提高抗冻性的措施抗冻锻练：可溶性糖含量增加，束缚水抗冻锻练：可溶性糖含量增加，束缚水/自由水比自由水比值增大，原生质粘性、弹性增大，代谢活动减弱，值增大，原生质粘性、弹性增大，代谢活动减弱，膜不饱和脂肪酸含量增加，膜脂相变温度降低，抗膜不饱和脂肪酸含量增加，膜脂相变温度降低，抗性增强。性增强。化学调控化学调控农业措施：选育抗冻品种；适时播种、调节农业措施：选育抗冻品种；适时播种、调节NPKNPK比比例、加强田间管理、薄膜等覆盖、培育壮苗等。例、加强田间管理、薄膜等覆盖、培育壮苗等。第二节 植物的寒害与抗寒性（四）提高抗冻性的措施 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性三、植物对低温的适应三、植物对低温的适应l含水量降低，自由水含量减少，束缚水含量相对增加；含水量降低，自由水含量减少，束缚水含量相对增加；l呼吸减弱；呼吸减弱；第二节 植物的寒害与抗寒性三、植物对低温的适应 第二节第二节 植物的寒害与抗寒性植物的寒害与抗寒性激素的种类及比例发生变化，生长停止，进入休眠；激素的种类及比例发生变化，生长停止，进入休眠；可溶性糖等保护性物质含量增加；可溶性糖等保护性物质含量增加；低温诱导蛋白形成。低温诱导蛋白形成。思考题：思考题：1.行道树在冬天为什么易受害？行道树在冬天为什么易受害？2.倒春寒作物为什么易受害？倒春寒作物为什么易受害？第二节 植物的寒害与抗寒性激素的种类及比例发生变化，生 第三节第三节 植物的热害与抗热性植物的热害与抗热性一、热害与抗热性的概念一、热害与抗热性的概念热害热害（heat injuryheat injury）：高温对植物的伤害。）：高温对植物的伤害。抗抗热热性性（heat heat resistanceresistance）：植植物物对对热热害害的的适适应应和抵抗能力。和抵抗能力。二、高温对植物的伤害二、高温对植物的伤害（一）症状（一）症状叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官脱落等。叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官脱落等。（二）伤害（二）伤害1 1、直接伤害、直接伤害 第三节 植物的热害与抗热性一、热害与抗热性的概念 第三节第三节 植物的热害与抗热性植物的热害与抗热性蛋白质变性，空间结构破坏；蛋白质变性，空间结构破坏；膜脂液化，破坏膜结构。膜脂液化，破坏膜结构。2 2、间接伤害、间接伤害饥饿饥饿：因光合低于呼吸，消耗同化物过多。：因光合低于呼吸，消耗同化物过多。毒毒害害：有有氧氧呼呼吸吸被被破破坏坏，无无氧氧呼呼吸吸产产生生乙乙醛醛、乙乙醇醇等有毒物质；蛋白分解产生等有毒物质；蛋白分解产生NHNH3 3毒害细胞。毒害细胞。生化障碍生化障碍：必需的生理活性物质缺乏。：必需的生理活性物质缺乏。蛋蛋白白质质破破坏坏：水水解解酶酶作作用用；ATPATP减减少少，氧氧化化与与磷磷酸酸化化解解偶偶联联，破破坏坏核核糖糖体体与与核核酸酸的的生生物物活活性性，蛋蛋白白质质合成受阻。合成受阻。第三节 植物的热害与抗热性蛋白质变性，空间结构破坏；第三节第三节 植物的热害与抗热性植物的热害与抗热性热热害害代谢速代谢速度变化度变化呼吸大于光合呼吸大于光合贮藏物消耗贮藏物消耗细胞死亡细胞死亡必需辅酶合必需辅酶合成减少成减少与辅酶有关的代谢与辅酶有关的代谢活动中断活动中断生化损伤生化损伤有毒中间产物消有毒中间产物消除速率降低除速率降低毒物使代谢毒物使代谢中断中断毒物损伤毒物损伤蛋白质蛋白质变性变性蛋白合成酶蛋白合成酶变性变性蛋白只分解不蛋白只分解不合成合成蛋白质消耗蛋白质消耗酶蛋白变性酶蛋白变性凝凝 聚聚膜伤害膜伤害间接间接伤害伤害脂类液化脂类液化化学分解化学分解分解伤害分解伤害直接直接伤害伤害 第三节 植物的热害与抗热性热害代谢速度变化呼吸大于光合 第三节第三节 植物的热害与抗热性植物的热害与抗热性三、植物的抗热性与提高途径三、植物的抗热性与提高途径l机机理理：不不同同环环境境生生长长的的植植物物以以及及同同一一植植物物在在不不同同生生育育期期、不不同同器器官官抗抗热热性性有有差差别别；与与蛋蛋白白质质(酶酶)、核核酸对热的稳定性以及有机酸代谢强度有关。酸对热的稳定性以及有机酸代谢强度有关。l途途径径：高高温温锻锻炼炼；改改善善栽栽培培措措施施；用用生生长长调调节节剂剂、盐类处理。盐类处理。第三节 植物的热害与抗热性三、植物的抗热性与提高途径 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性一、概念一、概念旱旱害害(drought(drought injury)injury)：指指土土壤壤缺缺水水或或大大气气相相对对湿度过低对植物造成的伤害。湿度过低对植物造成的伤害。抗抗旱旱性性(drought(drought resistance)resistance)：指指植植物物对对干干旱旱的的抵抵抗适应能力。抗适应能力。二、干旱种类二、干旱种类土壤干旱土壤干旱大气干旱大气干旱生理干旱生理干旱 第四节 植物的旱害与抗旱性一、概念 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性三、植物旱害的外部表现三、植物旱害的外部表现 萎蔫萎蔫暂时萎蔫暂时萎蔫 永久萎蔫永久萎蔫生长减慢生长减慢四、旱害的机理四、旱害的机理原生质脱水是旱害的核心原生质脱水是旱害的核心破破坏坏原原生生质质膜膜上上脂脂双双分分子子层层的的排排列列，结结构构受受损损，改改变了膜透性，使代谢紊乱变了膜透性，使代谢紊乱光合作用受抑制，呼吸作用光合作用受抑制，呼吸作用先升后降先升后降 第四节 植物的旱害与抗旱性三、植物旱害的外部表现 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性酶活性改变酶活性改变水解酶活性增强，合成酶活性降低水解酶活性增强，合成酶活性降低SODSOD、PODPOD、CATCAT活性降低活性降低蛋白质分解加快，脯氨酸积累蛋白质分解加快，脯氨酸积累DNADNA、RNARNA合成减弱合成减弱激激素素发发生生变变化化ABAABA积积累累，CTKCTK减减少少，CTK/ABACTK/ABA比比值值降降低，乙烯增加低，乙烯增加植株各器官水分重新分配植株各器官水分重新分配造成细胞的机械损伤造成细胞的机械损伤生长受抑制生长受抑制 第四节 植物的旱害与抗旱性酶活性改变 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性 干旱干旱 细胞脱水细胞脱水细胞彭压降低细胞彭压降低代谢紊乱代谢紊乱膜透性改变膜透性改变机械损伤机械损伤生生长长受受抑抑光合光合酶活酶活性下性下降降呼吸呼吸酶活酶活性增性增加加蛋白蛋白核酸核酸降解降解ABAABA乙乙烯含烯含量增量增加加细胞区域细胞区域化破坏化破坏质膜液泡质膜液泡膜破裂膜破裂光合下降光合下降贮藏物贮藏物质消耗质消耗饥饿饥饿衰老衰老代代谢谢失失控控离子和离子和酶外流酶外流细胞细胞自溶自溶失水保失水保水能力水能力丧失丧失死亡死亡小小大大受害程度受害程度减少细胞间隙，气减少细胞间隙，气孔关闭，孔关闭，二氧化碳二氧化碳扩散阻力增加扩散阻力增加 第四节 植物的旱害与抗旱性 干旱 细胞脱水细胞彭压降低 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性五、植物抗旱类型与特征五、植物抗旱类型与特征1 1、类型、类型水生植物水生植物中生植物中生植物旱生植物旱生植物 有避旱型、御旱型和耐旱型。有避旱型、御旱型和耐旱型。2 2、特征、特征形形态态：根根系系发发达达而而深深广广，根根冠冠比比大大；细细胞胞小小，维维管管束束发发达达；单单位位面面积积气气孔孔数数多多而而小小；输输导导组组织织发发达达；角质或蜡质层厚。角质或蜡质层厚。第四节 植物的旱害与抗旱性五、植物抗旱类型与特征 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性生理生理：脯氨酸、甜菜碱、：脯氨酸、甜菜碱、ABAABA等物质积累多，细等物质积累多，细胞渗透势低，吸水保水力强；水解酶活性保持胞渗透势低，吸水保水力强；水解酶活性保持稳定，合成酶活性不削弱，减少生物大分子的稳定，合成酶活性不削弱，减少生物大分子的分解，合成反应占优势，既可保持原生质稳定、分解，合成反应占优势，既可保持原生质稳定、质膜不受破坏，又使细胞具有较高的亲水性、质膜不受破坏，又使细胞具有较高的亲水性、粘性和弹性，防止细胞脱水而产生机械损伤，粘性和弹性，防止细胞脱水而产生机械损伤，还使其它代谢反应正常。还使其它代谢反应正常。第四节 植物的旱害与抗旱性生理：脯氨酸、甜菜碱、ABA 第四节第四节 植物的旱害与抗旱性植物的旱害与抗旱性六、提高抗旱性途径六、提高抗旱性途径抗旱锻练：如蹲苗、搁苗、饿苗等；抗旱锻练：如蹲苗、搁苗、饿苗等；合理施肥：合理施肥：P P、K K、B B、CuCu等；等；化学诱导：化学诱导：CaClCaCl2 2、ZuSOZuSO4 4等；等；生生长长延延缓缓剂剂及及抗抗蒸蒸腾腾剂剂的的使使用用；如如ABAABA、CCC(CCC(矮矮壮壮素素););抗旱育种。抗旱育种。第四节 植物的旱害与抗旱性六、提高抗旱性途径 第五节第五节 植物的涝害与抗涝性植物的涝害与抗涝性一、概念一、概念涝害涝害（flood injuryflood injury）：水分过多对植物的伤害。）：水分过多对植物的伤害。抗抗涝涝性性（flood flood resistanceresistance）：植植物物对对水水分分过过多多的的适适应和抵抗能力。应和抵抗能力。二、类型二、类型湿湿害害（wet wet injuryinjury）：土土壤壤过过湿湿、水水分分饱饱和和，土土壤壤含含水水量量超超过过田田间间最最大大持持水水量量，根根系系生生长长在在沼沼泽泽化化的的泥泥浆浆中，对作物产生的危害。中，对作物产生的危害。涝涝害害：地地面面积积水水，淹淹没没了了作作物物的的一一部部分分或或全全部部而而对对作作物产生的危害。物产生的危害。第五节 植物的涝害与抗涝性一、概念 第五节第五节 植物的涝害与抗涝性植物的涝害与抗涝性三、症状与危害三、症状与危害涝涝害害的的核核心心是是液液相相代代替替气气相相，植植物物缺缺氧氧。生生长长量量降降低低，根根变变黑黑，叶叶黄黄化化，叶叶柄柄偏偏上上生生长长，株株植植矮矮小小。无无氧氧呼呼吸吸代代替替有有氧氧呼呼吸吸，产产生生有有毒毒物物质质；代代谢谢损损害害，光光合合受受抑抑；营养失调，乙烯增加，土壤理化性质改变，吸收困难。营养失调，乙烯增加，土壤理化性质改变，吸收困难。四、作物的抗涝性与提高途径四、作物的抗涝性与提高途径机机理理：有有发发达达的的通通气气系系统统，代代谢谢上上提提高高对对缺缺氧氧的的忍忍耐耐力力，改改变变呼呼吸吸途途径径，如如以以磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径代代替替糖糖酵酵解解过过程程；破破坏或抑制有害物质的合成。坏或抑制有害物质的合成。防涝排涝措施防涝排涝措施 第五节 植物的涝害与抗涝性三、症状与危害 第六节第六节 植物的盐害与抗盐性植物的盐害与抗盐性一、盐土、碱土和盐碱土一、盐土、碱土和盐碱土盐土：指含盐土：指含NaClNaCl和和NaNa2 2SOSO4 4为主的土壤。为主的土壤。碱土：指含碱土：指含NaNa2 2COCO3 3和和NaHC0NaHC03 3为主的土壤。为主的土壤。盐碱土：盐土与碱土同时存在的土壤。盐碱土：盐土与碱土同时存在的土壤。二、盐害与抗盐性的概念二、盐害与抗盐性的概念盐盐害害(salt(salt injury)injury)：土土壤壤中中可可溶溶性性盐盐类类过过多多对对植植物的伤害。物的伤害。抗盐性：是植物对盐分过多的抵抗适应能力。抗盐性：是植物对盐分过多的抵抗适应能力。三、症状与盐害机理三、症状与盐害机理 第六节 植物的盐害与抗盐性一、盐土、碱土和盐碱土 第六节第六节 植物的盐害与抗盐性植物的盐害与抗盐性盐害盐害原初盐害原初盐害次生盐害次生盐害直接盐害直接盐害（质膜变化）（质膜变化）间接盐害间接盐害（代谢变化）（代谢变化）离子外渗离子外渗透性或运输透性或运输变化变化增大蛋白质疏水性和增大蛋白质疏水性和降低蛋白质静电强度降低蛋白质静电强度酶活化或钝化酶活化或钝化干扰所有代谢过程干扰所有代谢过程渗透效应渗透效应降低膨压降低膨压抑制生长抑制生长其他脱水效应其他脱水效应营养缺乏营养缺乏 第六节 植物的盐害与抗盐性盐害原初盐害次生盐害直接盐害 第六节第六节 植物的盐害与抗盐性植物的盐害与抗盐性四、植物的抗盐性与提高途径四、植物的抗盐性与提高途径避盐机理：泌盐或排盐、稀盐和拒盐避盐机理：泌盐或排盐、稀盐和拒盐耐耐盐盐机机理理：通通过过细细胞胞的的渗渗透透调调节节，降降低低水水势势；消消除除盐盐对对酶酶或或代代谢谢产产生生的的毒毒害害作作用用；与与盐盐结结合合，减减少少游游离离子对原生质的破坏作用。离离子对原生质的破坏作用。途途径径：锻锻练练植植株株，逐逐步步适适应应，如如稀稀盐盐浸浸种种、苗苗期期处处理；选育抗盐品种；改造盐碱土。理；选育抗盐品种；改造盐碱土。第六节 植物的盐害与抗盐性四、植物的抗盐性与提高途径 第七节第七节 植物的病害生理与抗病性植物的病害生理与抗病性一、概念一、概念病害：病原物对寄主植物的侵袭和伤害。病害：病原物对寄主植物的侵袭和伤害。抗病性：植物抵抗病原物侵袭的能力。抗病性：植物抵抗病原物侵袭的能力。二、植物对病原物的反应类型二、植物对病原物的反应类型寄寄主主对对病病原原物物的的反反应应可可分分为为感感病病、耐耐病病、抗抗病病和和免免疫疫等等类类型型。但但植植物物从从完完全全不不发发病病到到严严重重发发病病，是是一一个连续过程，其抗病受遗传、代谢及环境的控制。个连续过程，其抗病受遗传、代谢及环境的控制。三、病理伤害的原因三、病理伤害的原因引起作物水分平衡失调引起作物水分平衡失调 第七节 植物的病害生理与抗病性一、概念 第七节第七节 植物的病害生理与抗病性植物的病害生理与抗病性呼吸作用加强呼吸作用加强光合作用下降光合作用下降激素发生变化激素发生变化同化物运输受干扰等同化物运输受干扰等四、植物抗病的生理基础与提高途径四、植物抗病的生理基础与提高途径植物形态结构屏障，组织局部坏死植物形态结构屏障，组织局部坏死氧化酶活性增强氧化酶活性增强促进伤口愈合促进伤口愈合分解毒素，抑制病原菌水解酶活性分解毒素，抑制病原菌水解酶活性 第七节 植物的病害生理与抗病性呼吸作用加强 第七节第七节 植物的病害生理与抗病性植物的病害生理与抗病性产生病原抑制物质产生病原抑制物质植物凝集素、酚类化合物植物凝集素、酚类化合物植保素植保素（phytoalexinsphytoalexins）：植物受浸染后产生的一）：植物受浸染后产生的一类相对分子量较低的抗病原微生物的化合物。类相对分子量较低的抗病原微生物的化合物。病原相关蛋白病原相关蛋白选育抗病品种、改善植物生存环境和营养状况是提选育抗病品种、改善植物生存环境和营养状况是提高抗病能力的主要途径。高抗病能力的主要途径。第七节 植物的病害生理与抗病性产生病原抑制物质 第八节第八节 虫害与植物的抗虫性虫害与植物的抗虫性一、概念一、概念虫害：昆虫对植物的伤害。虫害：昆虫对植物的伤害。抗虫性：植物对昆虫危害的抵抗和适应能力。抗虫性：植物对昆虫危害的抵抗和适应能力。二、抗虫性二、抗虫性1 1、植物对虫害的反应类型、植物对虫害的反应类型免疫、高抗、低抗、易感和高感免疫、高抗、低抗、易感和高感2 2、植物抗虫的机理、植物抗虫的机理生态抗性：由于环境条件（特别是非生物因素）变生态抗性：由于环境条件（特别是非生物因素）变化的影响，制约害虫的侵害而表现的抗性。化的影响，制约害虫的侵害而表现的抗性。第八节 虫害与植物的抗虫性一、概念 第八节第八节 虫害与植物的抗虫性虫害与植物的抗虫性遗传抗性：植物通过遗传方式将抗虫性传给子代的遗传抗性：植物通过遗传方式将抗虫性传给子代的能力。能力。拒虫性拒虫性 ：植物依靠形态解剖结构的特点或生理生：植物依靠形态解剖结构的特点或生理生化作用，使害虫不降落、不能产卵和取食的特性。化作用，使害虫不降落、不能产卵和取食的特性。耐虫性：植物具有迅速再生的能力，可以经受害虫耐虫性：植物具有迅速再生的能力，可以经受害虫危害。危害。抗虫性：植物体内有毒的代谢产物，可以抑制害虫抗虫性：植物体内有毒的代谢产物，可以抑制害虫的生存、发育及繁殖，直至中毒死亡的特性。的生存、发育及繁殖，直至中毒死亡的特性。第八节 虫害与植物的抗虫性遗传抗性：植物通过遗传方式将 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性一、大气污染一、大气污染l大气污染：指大气中废气体对植物的危害。大气污染：指大气中废气体对植物的危害。l污染物污染物l氧化物质：氧化物质：O O3 3、NONO2 2、ClCl2 2l还原物质：还原物质：SOSO2 2，H H2 2S S，甲醛、，甲醛、COCOl酸性物质：酸性物质：HFHF、HClHCl、HCNHCN、SOSO3 3、SiFSiF4 4l碱性物质：碱性物质：NHNH3 3l有机物质：乙烯等。有机物质：乙烯等。l症状与反应症状与反应 第九节 环境污染与植物的抗性一、大气污染 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性l急急性性伤伤害害可可在在短短时时间间内内使使植植物物组组织织坏坏死死；叶叶呈呈灰灰绿绿色色，逐逐渐渐转转为为暗暗绿绿色色油油渍渍或或水水渍渍斑斑，叶叶片片变变软软，坏坏死组织脱水变干，并呈现象牙色到红色或暗褐色。死组织脱水变干，并呈现象牙色到红色或暗褐色。l慢慢性性伤伤害害是是长长期期接接触触亚亚致致死死浓浓度度的的污污染染气气体体而而受受害害；叶叶片片失失绿绿，变变小小畸畸形形，加加速速衰衰老老，症症状状据据污污染染物物不不同而各异。同而各异。l受受污污染染后后光光合合降降低低，呼呼吸吸异异常常，干干物物累累积积减减慢慢，酶酶活性改变。活性改变。第九节 环境污染与植物的抗性急性伤害可在短时间内使植物 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性二、水体污染与土壤污染二、水体污染与土壤污染l水水体体污污染染与与土土壤壤污污染染：指指水水体体和和土土壤壤中中毒毒废废物物质质对对植物的危害。植物的危害。l污染物污染物l酚类化合物：一元酚、二元酚、多元酚酚类化合物：一元酚、二元酚、多元酚l氰化物：有机氰、无机氰氰化物：有机氰、无机氰l洗涤剂、三氯乙醛、石油及其它有机物洗涤剂、三氯乙醛、石油及其它有机物l重金属离子：汞、铬、砷、硒、铅、镉、铝重金属离子：汞、铬、砷、硒、铅、镉、铝l酸雨、酸雾酸雨、酸雾 第九节 环境污染与植物的抗性二、水体污染与土壤污染 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性症状与反应症状与反应土壤性质可能改变；土壤性质可能改变；植株生长受阻，矮小，叶色变黄；植株生长受阻，矮小，叶色变黄；根系呈现褐色，逐渐死亡腐烂；根系呈现褐色，逐渐死亡腐烂；有害物质往往有积累效应。有害物质往往有积累效应。三、植物与环境保护三、植物与环境保护根根据据植植物物对对污污染染物物的的反反应应分分为为敏敏感感性性植植物物与与抗抗性性植植物。物。环环境境监监测测：敏敏感感性性植植物物可可作作指指示示植植物物，监监测测环环境境污污染。染。第九节 环境污染与植物的抗性症状与反应 第九节第九节 环境污染与植物的抗性环境污染与植物的抗性净化环境净化环境抗抗性性植植物物可可用用来来吸吸收收和和分分解解有有毒毒物物质质，净净化化空空气气和和水体，保护环境；水体，保护环境；维持大气中维持大气中COCO2 2与与O O2 2的平衡；的平衡；可吸尘和杀菌，美化环境维持生态平衡。可吸尘和杀菌，美化环境维持生态平衡。第九节 环境污染与植物的抗性净化环境谢谢大家