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生物技术在植物抗逆性上的应用.ppt

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 22:45

植物的抗逆性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状；如抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害等。目前，科学家发现的能提高植物抗逆性的技术手段主要有基因工程，能影响植物抗逆性的物质主要有激素、活性氧、稀土元素等。一、基因工程提高植物抗逆性二、植物激素提高植物抗逆性三、活性氧的清除与植物的抗逆性四、稀土与植物的抗逆性二、植物激素提高植物抗逆性脱落酸（ABA）提高植物抗逆性多胺提高植物抗逆性乙烯提高植物抗逆性细胞分裂素提高植物抗逆性　　1、脱落酸（ABA）提高植物抗逆性脱落酸（ABA）是20世纪60年代最初认为它是一种生长抑制物质．随着研究的不断深入．发现ＡＢＡ在植物干旱、高盐、低温和病虫害等逆境胁迫反应巾起重要作用。逆境下，植物启动脱落酸合成系统，合成大量的脱落酸，促进气孔关闭，抑制气孔开放。促进水分吸收，并减少水分运输的途径，增加共质体途径水流。降低ＬＥＲ（叶片伸展率），诱导抗旱特异性蛋白质合成，调整保卫细胞离子通道，诱导ＡＢＡ反应基因改变相关基因的表达，增强植物抵抗逆境的能力。　　抗旱：　根源信号物质,经木质部蒸腾流到达叶的保卫细胞,抑制内流K+通道和促进苹果酸的渗出使保卫细胞膨压下降,引起气孔关闭,蒸腾减少。在部分根系受到水分胁迫时,即使叶片的水势不变,叶片下表皮中的ABA也增加, 伴随的是气孔适度关闭。抗寒： ABA在寒冷条件下可以通过促进水分从根系向叶片的输送以提高细胞膜的通透性、增加植物体内渗透调节物质的含量和迅速关闭气孔以减少水分的损失、增加膜的稳定性以减少电解质的渗漏。 2、多胺提高植物抗逆性　　在逆境条件下,植物会改变生长和发育类型以适应环境。许多研究表明,在各种逆境协迫下,植物体中多胺水平及其合成酶活力会大量增加,以调节植物生长、发育和提高其抗逆能力,这种反应对逆境条件下的植物可能有意义。多胺合成代谢中的3个关键酶ADC、ODC、SAMDC已在许多植物中得到了纯化和鉴定,它们的基因也从多种植物中克隆,并采用转基因技术获得了一些认为多胺可提高植物抗性的证据,采用各种手段分子生物学的方法研究多胺对植物作用的多样性和提高植物抗胁迫的分子机制、多胺作用的信号转导是值得考虑的。多胺提高植物的抗逆性其机制可能是: ①通过气孔调节和部分渗透调节控制水分的丢失。多胺以保卫细胞中向内的K+-通道作为靶点,调节气孔的运动。多胺还可作为渗透调节剂,其积累可增加细胞间渗透,部分调节水分丢失。 ②调节膜的物理化学性质。多胺可与膜上带负电荷的磷脂及其他基团结合,影响了膜的流动性,同时也间接地调节膜结合酶的活性。 ③可影响核酸酶和蛋白质酶特别是与植物抗逆性有关的保护酶活性,保护质膜和原生质不受伤害。 ④清除体内活性氧自由基和降低膜脂过氧化。 ⑤调节复制、转录、翻译过程。 3、乙烯提高植物抗逆性　逆境乙烯在生物学系统中充当一个信号分子的角色,具有遇激而增,信息应变的性质和作用。各种环境胁迫都能引起乙烯产生量的增加,如:机械胁迫、低温、水、盐、干旱等都能使一些植物的乙烯增加。乙烯大量生成后,主要生理作用有: 1、通气组织的发生和发展; 2、刺激不定根的生成。干旱胁迫下施用乙烯不仅改善了植物体内水分状况,而且刺激了体内保护物质的合成累积,稳定膜结构;同时,保护物质的存在也会加快壁物质的填充,进而增加壁的可塑性。有试验表明,在干旱处理前用不同浓度的乙烯利处理玉米幼苗,能显著改变其体内的相对含水量和渗透调节能力,增强其抗旱性。乙烯提高玉米幼苗抗旱性的生理基础可能是通过脯氨酸、SOD和POD的抗氧化作用保护细胞膜免受破坏或破坏程度受到削弱而提高抗旱性。 4、细胞分裂素提高植物抗逆性　　CTK在植物多种胁迫中起到从根到冠的信息介质的作用,温度逆境、水分亏缺、盐胁迫均使CTK含量发生变化。CTK在根中合成,当根处于缺水环境时,根中CTK合成和运输的量减少, 间接导致气孔关闭。研究表明,CTK在植物抗逆和抗病虫害中有独特的作用。CTK可清除自由基,减少脂质过氧化作用,提高SOD等膜保护酶的活性,改变膜脂过氧化产物、膜脂肪酸组成的比例,保护细胞膜,促进冷后水稻幼苗的生长,也可改变过氧化物酶等的活性,提高淹水后大麦和小麦的抗涝，增加玉米的产量。植物在受到昆虫一定程度的取食后,可促进植物的生长发育,弥补因昆虫取食而造成的营养和生殖的损失。如果植物生长环境良好,促进作用所增加的生长量可能超过取食的损失,对植物的生长和生存反而有利,这种现象被称之为植物的超越补偿反应，CTK在该调控系统中承