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植物生理学之逆境

来源：花匠小妙招时间：2024-12-15 13:41

关于植物生理学之逆境
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所有对植物生命活动不利的环境条件统称为逆境（Stress）。
、逆境与植物的抗逆性概述
、逆境的定义和种类
逆境的种类:
逆境生理（Stress phy白合成或是抑制原有蛋白的合成

植物对氧化胁迫具有相应的适应和抵抗能力。
植物的活性氧清除系统：
：超氧化物歧化酶（SOD）；过氧化物酶；
过氧化氢酶等。
：抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、维生素E、
类胡萝卜素等。
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逆境下活性氧代谢变化
活性氧指化学性质活泼，氧化能力极强的氧代谢产物及含氧衍生物的总称。
活性氧有两类：
氧自由基：自由基（free radical）指含有不配对电子的原子、分子或离子，如：
O2·¯（超氧阴离子自由基）
HO·（羟自由基）
HOO· （氢过氧自由基）
RO · （脂氧自由基）
ROO · （脂过氧自由基）
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活性氧的产生
在逆境条件下，如在高温、低温、干旱、大气污染等条件下，植物体通过各种途径大量产生活性氧，而且在逆境条件下活性氧清除能力下降，造成活性氧积累，引起严重的危害。
活性氧的伤害
（1）膜脂过氧化，膜透性加大，内含物外渗。
（2）蛋白质的结构被破坏。
（3）核酸降解。
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渗透调节（osmoti adjustment）：指植物在干旱、盐渍或低温逆境下，细胞内主动积累溶质，降低渗透势，从而降低水势，提高保水能力，维持正常生理功能以适应水分胁迫环境。
（1）.渗透调节的概念
（2）.渗透调节的生理作用
维持细胞膨压
维持气孔开放
维持生物膜的稳定性和某些酶的活性

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植物细胞内溶液浓度增加到维持细胞内正压力时会发生渗透调节。活性细胞积累溶质，结果溶质势下降促进水流向细胞内。失去渗透调节作用的细胞，溶质浓度被动浓缩但压力消失。
细胞内外水的运动依靠质体膜的水势梯度差
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渗透调节物质的种类很多，大致有四种。
（积累在液泡中）
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、NO3-

脯氨酸是最重要和有效的有机渗透调节物质。
几乎所有的逆境，如干旱、低温、高温、冰冻、盐渍、低pH、营养不良、病害、大气污染等都会造成植物体内脯氨酸的累积，尤其干旱胁迫时脯氨酸累积最多，可比处理开始时含量高几十倍甚至几百倍。
脯氨酸在抗逆中有两个作用：
一是作为渗透调节物质，用来保持原生质与环境的渗透平衡。它可与胞内一些化合物形成聚合物，类似亲水胶体，以防止水分散失；
二是保持膜结构的完整性。脯氨酸与蛋白质相互作用能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀，增强蛋白质的水合作用。
（3）.渗透调节的物质基础
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甜菜碱(betaines) 是细胞质渗透物质，也是一类季铵化合物，化学名称为N-甲基代氨基酸，通式为R4·N·X。
植物中的甜菜碱主要有12种，其中甘氨酸甜菜碱是最简单也是最早发现、研究最多的一种，丙氨酸甜菜碱、脯氨酸甜菜碱(prolinebetaine)也都是比较重要的甜菜碱。
植物在干旱、盐渍条件下会发生甜菜碱的累积，主要分布于细胞质中。
几种渗透调节物质的化学结构式

可溶性糖是另一类渗透调节物质，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等。比如低温下植物体内常常积累大量的可溶性糖。 可溶性糖主要来源于淀粉等碳水化合物的分解，以及光合产物如蔗糖等。
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（5）.渗透调节基因工程
渗透调节能力强的品种抗逆性强。
目前渗透调节基因工程的研究主要集中在渗透调节物质合成酶基因的克隆与转导方面。如Osm基因的转导，BADH（甜菜碱醛合成酶）基因的转导，P5C基因的转导等。
（4）.渗调物质必须具备的性质
分子量小，溶解度高；
在生理pH范围内不带静电荷，能为细胞膜保持住；
引起酶结构变化的作用极小，能使酶构象稳定而不至降解；
生物合成迅速，并能累积到调节渗透势的水平。
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在逆境条件下植物的一般生理生化变化
1. 水分亏缺
许多逆境条件都能导致植物体的水分亏缺，如干旱、盐碱、（渍）高温直接导致亏缺，低温（冷、冻）可间接的导致水分亏缺。
渗透调节（osmotic adjustment）:是指通过主动增加溶质，降低渗透势，提高吸水和保水能力，以维（保）持正常膨压稳定以维持正常作用的现象。
有无渗透调节能

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