浅谈植物的抗性生理论文_陈小兰

浅谈植物的抗性生理论文_陈小兰

陈小兰 甘肃省定西市临洮农业学校 730500

摘 要:植物抗性生理是指逆境对生命活动的影响,以及植物对逆境的抵御抗性能力。本文将对植物的抗冷性、抗冻性、抗热性、抗旱性、抗涝性、抗盐性、抗病性等方面具体阐述植物的抗性生理,以利于更深入的研究。

关键词:植物 抗冷性 抗冻性 抗热性 抗旱性 抗病性

我国地形复杂,幅员辽阔,气候多变,各地都有其特殊的环境,抗性生理与农林生产关系极为密切。我们研究植物的抗性生理,对农作物产量的提高,保护森林等具有重要的意义。

一、植物的抗冷性

1.细胞膜系统与植物抗冷性。细胞膜的流动性和稳定性是细胞乃至整个植物体赖以生存的基础。大量研究证实,膜系中脂肪酸的不饱和度或膜流动性与植物抗寒性密切相关。膜脂上的不饱和脂肪酸成分比例越大,膜流动性越强,植物的相变温度越低,抗寒性越强。

2.植物的渗透调节与抗冷性。

(1)脯氨酸。植物在低温条件下,游离脯氨酸的大量积累被认为是对低温胁迫的适应性反应。脯氨酸具有溶解度高,在细胞内积累无毒性,水溶液水势较高等特点,因此,脯氨酸可作为植物抗冷保护物质。

(2)可溶性糖。低温胁迫下植物体内可溶性糖的含量增加,它的含量与植物的抗冷性密切相关。低温下植株中可溶性糖积累是作为渗透调节物质和防脱水剂而起作用的,它们可降低细胞水势,增强持水力。

(3)可溶性蛋白。多数研究者认为:低温胁迫下,植物可溶性蛋白含量增加。由于可溶性蛋白的亲水胶体性质强,因此,它能明显增强细胞的持水力,增加束缚水含量和原生质弹性。

二、植物的抗冻性

1.冷冻伤害及低温驯化植物生理生化变化。研究表明,植物冷害首先发生在细胞膜系统。已经证明: 膜系统损伤首先是冷冻引发的严重脱水所致。脱水会对细胞产生多种伤害,包括膜的结构和功能低温还会使蛋白质变性。冷敏感水稻细胞液泡膜ATP酶等酶活性降低,而质膜ATP酶活性变化小。

2.植物的抗冻蛋白。植物抗冻蛋白(AFP) 是植物体经低温诱导后产生的一类具有热滞活性和重结晶抑制活性的抗逆蛋白, 普遍存在于越冬植物体内, 通过抑制细胞外重结晶和控制冰晶生长,从而避免了大冰晶对机体的损伤。

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三、植物的抗热性

1.高温对细胞膜的伤害。细胞膜作为联系植物细胞与外界环境的介质,它的组成,性质与外界环境息息相关,外界环境对植物的胁迫危害首先在膜系统中表现出来。高温是改变细胞膜结构的一个重要胁迫因子,所以细胞膜被认为受热害最主要的部位。

2.与高温有关的生理生化效应。高温下,与呼吸作用有关的酶钝化,发生不可逆失活,提高了生物合成,运输蛋白质周转速率而导致能量需求增加。温度升高到对植物造成胁迫时,气孔开度减小,蒸腾作用随之减小,影响植物对矿质离子的运输和水分需求。

四、植物的抗旱性

1.干旱伤害植物的机理。干旱对植物的影响通常易于观察,如植株部分敏感器官萎蔫。萎蔫的实质是因为缺水导致植株内部组织、细胞等结构发生了物理或化学变化,如膜的结构和透性改变。由于结构变化导致代谢过程受阻,如光合作用抑制,呼吸作用减慢,蛋白质分解,脯氨酸积累,核酸代谢受阻,激素代谢途径改变等。植物体内水分分配出现异常,抑制植物生长,更为严重的是引起植株机械性损伤,导致植株死亡。

2.渗透调节。水分胁迫条件下会积累有机分子相溶性溶质或渗压剂,有效地提高植物的渗透调节能力、增强植物的抗逆性。如脱落酸,脯氨酸,甜菜碱等。

3.活性氧清除。植物受到水分、盐分胁迫时,产生活性氧,对细胞造成损伤,大量的研究实验表明,植物体内广泛存在的抗氧化酶系统(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD等)能有效清除活性氧,保证细胞正常的生理功能,维持其对干旱胁迫的抗性。

五、植物抗病性

1.病原物侵染植物时,常使侵染部位迅速木质化,导致木质素沉积。而木质素的前体——酚类物质的加速合成也能够降低病原物的膜、酶和毒素的生物活性。

2.植物经诱导处理后体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)几丁质酶的活性都大大增加。POD和PPO活性的增加可以使植物体内酚氧化物的含量提高,从而抑制病原物分泌的降解细胞壁的酶的作用。

3.植物经诱导处理后能够产生植物保卫素(Phytoalex2ins)。植物保卫素是植物被病原物侵染或受到多种生理、物理、化学因子诱导后,所产生或积累的一类抗菌性次生代谢产物,一般分子量较低,具亲脂性,是植物防卫反应的重要物质之一,对病原菌有很高的毒性,但专化性不明显。在抗病和感病植株中都可以形成PA,但在抗性植株中形成的较快,感染初期就可达到高峰。

4.植物经诱导处理后能够产生病程相关蛋白(Pathogen2sis Related Proteins,PRP) 。病程相关蛋白(PRP)是植物受病原物或不同因子的刺激、胁迫所产生的一类具有广谱抗性的可溶性蛋白质,有直接杀伤或者抵抗病原物活性的作用,在某些植物中,PRP蛋白诱导表达被认为是植物抗病反应的生化指标之一。

论文作者:陈小兰

论文发表刊物:《教育学文摘》2015年6月总第158期供稿

论文发表时间:2015-6-24

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