植物的抗盐性.ppt
《植物的抗盐性.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《植物的抗盐性.ppt(38页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二十六讲:植物的抗盐性第二十六讲:植物的抗盐性盐害盐害:土壤中盐分过多对植物造成的伤害土壤中盐分过多对植物造成的伤害盐碱土盐碱土盐土:含盐土:含NaCINaCI和和NaNa2 2SOSO4 4为主的土壤为主的土壤碱土:含碱土:含NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3为主的土壤为主的土壤植物对盐渍的适应与抵抗能力称为植物对盐渍的适应与抵抗能力称为抗盐性。抗盐性。根据植物对盐根据植物对盐分的适应能力分的适应能力盐生植物盐生植物淡(甜)土植物淡(甜)土植物一、盐分过多对植物的伤害及其原因一、盐分过多对植物的伤害及其原因(一)渗透胁迫引起生理干旱(一)渗透胁迫引起生理干旱 土壤中
2、盐分过多使土壤溶液水势下降,导致植物吸土壤中盐分过多使土壤溶液水势下降,导致植物吸水困难,甚至体内水分有外渗的危险,造成生理干旱。水困难,甚至体内水分有外渗的危险,造成生理干旱。(二)离子失调导致毒害作用(二)离子失调导致毒害作用 植物由于过多的吸收某种盐类而排斥了对另一些矿植物由于过多的吸收某种盐类而排斥了对另一些矿质盐的吸收,导致营养缺乏或产生毒害作用。质盐的吸收,导致营养缺乏或产生毒害作用。(三)胁迫效应破坏正常代谢(三)胁迫效应破坏正常代谢 光合作用下降,叶绿体解体;蛋白质合成受抑制,光合作用下降,叶绿体解体;蛋白质合成受抑制,但分解加强,产生有毒的产物,对细胞产生毒害。但分解加强,产
3、生有毒的产物,对细胞产生毒害。二、植物对盐渍的适应机理二、植物对盐渍的适应机理分分避盐避盐与与耐盐耐盐(一)避盐的机理(一)避盐的机理 植物通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈值之下,植物通过某种方式将细胞内盐分控制在伤害阈值之下,以避免盐分过多对细胞的伤害。以避免盐分过多对细胞的伤害。包括包括泌盐泌盐、稀盐稀盐和和拒盐拒盐三种方式。三种方式。1 1泌盐泌盐2 2稀盐稀盐3 3拒盐拒盐 植物根细胞对某些盐离子的透性低。植物根细胞对某些盐离子的透性低。植物通过吸收大量水分和加速生长,稀释植物通过吸收大量水分和加速生长,稀释细胞内盐分浓度。细胞内盐分浓度。通过盐腺排泄到茎叶表面,再被冲刷掉。如通过
4、盐腺排泄到茎叶表面,再被冲刷掉。如柽柳、匙叶草等柽柳、匙叶草等(二)耐盐的机理(二)耐盐的机理指通过生理的或代谢的适应,忍受已进入细胞的盐分。指通过生理的或代谢的适应,忍受已进入细胞的盐分。1 1通过渗透调节以适应盐分过多而产生的水分胁迫通过渗透调节以适应盐分过多而产生的水分胁迫2 2能消除盐分对酶或代谢产生的毒害作用能消除盐分对酶或代谢产生的毒害作用高盐条件下保持一些酶活性稳定。高盐条件下保持一些酶活性稳定。3 3通过代谢产物与盐类结合减少盐离子对原生质的破坏作用通过代谢产物与盐类结合减少盐离子对原生质的破坏作用如细胞中的清蛋白。如细胞中的清蛋白。4.C4.C3 3途径转变为途径转变为C C
5、4 4光合途径光合途径三、提高植物抗盐性的途径三、提高植物抗盐性的途径(一)抗盐锻炼(一)抗盐锻炼(二)植物生长物质处理(二)植物生长物质处理促进植物迅速生长,稀释盐分。促进植物迅速生长,稀释盐分。(三)选育抗盐品种(三)选育抗盐品种 将植物种子按盐分梯度进行一定时间的处理,将植物种子按盐分梯度进行一定时间的处理,提高其抗盐能力。提高其抗盐能力。如盐水浸种。如盐水浸种。植物抗逆的生理生化基础植物抗逆的生理生化基础第第四四节节一、逆境信息及逆境信号与植物抗逆性一、逆境信息及逆境信号与植物抗逆性 植物的生长发育受控于植物的生长发育受控于遗传信息系统遗传信息系统环境信号系统环境信号系统遗传信息系统:
6、遗传信息系统:核酸和蛋白质为主,决定了生长发育的核酸和蛋白质为主,决定了生长发育的潜在模式;潜在模式;环境信号系统:环境信号系统:影响性状的具体表现。影响性状的具体表现。本部分将主要介绍植物逆境信息传递过程中的胞外信本部分将主要介绍植物逆境信息传递过程中的胞外信号,包括水信号、化学信号和电信号。号,包括水信号、化学信号和电信号。(一)水信号(一)水信号水信号(水信号(hydraulic signalhydraulic signal):指能够传递逆境信息,进而使植物做出适应性反指能够传递逆境信息,进而使植物做出适应性反应的植物体内水流(应的植物体内水流(water mass flowwater
7、mass flow)或水压)或水压(hydraustatic pressurehydraustatic pressure)的变化。)的变化。植物根与地上部之间除水流变化的信号外植物根与地上部之间除水流变化的信号外,静水压静水压变化在环境信息传递中具有重要的作用,由于水的变化在环境信息传递中具有重要的作用,由于水的压力波传播速度特别快,因此静水压变化的信号比压力波传播速度特别快,因此静水压变化的信号比水流变化的信号要快得多,这有利于解释某些快速水流变化的信号要快得多,这有利于解释某些快速反应(如气孔运动、生长运动等)的现象。反应(如气孔运动、生长运动等)的现象。(二)化学信号(二)化学信号化学信
8、号(化学信号(chemical signal):):指能够把环境信息从感知位点传递到反应位点,进而影响植物生长发育进程的某种激素或某些化学物质。作用方式作用方式和和性质性质1.正化学信号2.负化学信号3.积累性化学信号4.其他化学信号指在正常情况下作用部位本身就含有该信号物质,并不断地向感知部位输出,维持在一个较低的水平;当感知部位受到环境刺激时,该物质积累相对增加,当积累达一定阈值时,调节作用就明显地表现出来。1.正化学信号正化学信号 随着水分亏缺程度的加大,根系合成随着水分亏缺程度的加大,根系合成ABAABA以及木质部以及木质部汁液中汁液中ABAABA的量增加,导致叶片气孔的关闭。这种化学
9、信的量增加,导致叶片气孔的关闭。这种化学信号称为正化学信号。号称为正化学信号。ABAABA对气孔运动调节轮廓:对气孔运动调节轮廓:ABAABA与膜上受体结合,产生肌醇三磷酸(与膜上受体结合,产生肌醇三磷酸(IPIP3 3)和腺苷)和腺苷酸二磷酸核糖(酸二磷酸核糖(cADPRcADPR),以激活胞内钙库中的),以激活胞内钙库中的CaCa2+2+释释放,同时胞外放,同时胞外CaCa2+2+也可以经过膜上的也可以经过膜上的CaCa2+2+通道通道 (CaCa2+2+channelschannels)内流,从而使胞内)内流,从而使胞内CaCa2+2+浓度升高;另外浓度升高;另外ABAABA还可以诱导胞
10、质碱化(还可以诱导胞质碱化(pHpH升高)。胞内升高)。胞内CaCa2+2+浓度和浓度和pHpH升高可通过调节胞内蛋白激酶升高可通过调节胞内蛋白激酶/蛋白磷酸酶的活性蛋白磷酸酶的活性而调节质膜上相关的离子通道,如激活质膜上的阴离而调节质膜上相关的离子通道,如激活质膜上的阴离子通道(子通道(anion channelsanion channels)和)和K K+外流通道(外流通道(K K+outout channelschannels)、钝化)、钝化K K+内流通道(内流通道(K K+inin channels channels),从),从而诱导气孔关闭或者抑制气孔开放。而诱导气孔关闭或者抑制气
11、孔开放。保卫细胞保卫细胞ABAABA的信号转导途径的信号转导途径2 2负化学信号负化学信号 CTKCTK可能是根系产生的引起气孔关闭的负化学信号。可能是根系产生的引起气孔关闭的负化学信号。3 3积累性化学信号积累性化学信号 ABAABA可能是淹水条件下的积累性化学信号。可能是淹水条件下的积累性化学信号。4 4其他化学信号其他化学信号 如阴阳离子浓度的变化和平衡。如阴阳离子浓度的变化和平衡。5 5化学信号分子的种类化学信号分子的种类植物激素类植物激素类 除了除了5 5大类植物激素外,还有茉莉酸大类植物激素外,还有茉莉酸(jasmonic acid,JAjasmonic acid,JA),茉莉酸甲
12、酯(),茉莉酸甲酯(Me-JAMe-JA)、水杨)、水杨酸(酸(salisylic acid,SAsalisylic acid,SA)。)。寡聚糖类寡聚糖类 主要包括主要包括1,3-D1,3-D葡聚糖、半乳糖、聚氨葡聚糖、半乳糖、聚氨基葡萄糖、富含甘露糖的糖蛋白等。基葡萄糖、富含甘露糖的糖蛋白等。多肽类多肽类 如系统素(如系统素(systeminsystemin),又叫周身素。),又叫周身素。另外还有,胞外另外还有,胞外CaCa2+2+、H H+及其跨膜梯度的变化及其跨膜梯度的变化是叶片受到伤害产生的一类可以移动的由18个氨基酸组成的多肽,是一种蛋白酶抑制剂的诱导物。(三)电信号(三)电信号电
13、信号(电信号(electrical signal)指植物体内能够传递信息的电位波动。外界的各种刺激,例如光、热、冷、化学物质、机械、电以及伤害性刺激等,都可以引起植物体内电信号的产生及电波传递反应,而电波传递又与植物生理效应相关联。电波传递是高等植物体内信息传递的一种重要方式。生物膜对逆境最敏感。逆境条件影响膜的结构与化学成分生物膜对逆境最敏感。逆境条件影响膜的结构与化学成分(脂类与蛋白)。(脂类与蛋白)。1.膜结构与抗逆性膜结构与抗逆性液晶态液晶态凝胶态凝胶态低温低温高温高温液态液态低温低温高温高温不饱和脂肪酸的比例高,固化温度低,抗冻性强。不饱和脂肪酸的比例高,固化温度低,抗冻性强。脂肪酸
14、链越长,固化温度越高。脂肪酸链越长,固化温度越高。膜脂相变影响膜上膜的流动性、透性以及膜上酶的性质等。膜脂相变影响膜上膜的流动性、透性以及膜上酶的性质等。二、生物膜与植物抗逆性二、生物膜与植物抗逆性(一)膜结构的变化(二)膜脂的成分与抗逆性(二)膜脂的成分与抗逆性高等植物膜脂高等植物膜脂磷脂:如磷脂:如磷脂酰胆碱(磷脂酰胆碱(PCPC)糖脂:如糖脂:如双半乳糖二甘油酯(双半乳糖二甘油酯(DGPGDGPG)与单半乳糖二甘油酯(与单半乳糖二甘油酯(MGPGMGPG)膜脂中的膜脂中的PCPC含量高,抗冻性强。含量高,抗冻性强。不饱和脂肪酸越多,不饱和程度大,固化温度就越不饱和脂肪酸越多,不饱和程度大
15、,固化温度就越低,抗冷性愈强。低,抗冷性愈强。饱和脂肪酸多,抗脱水能力强,抗旱性强。饱和脂肪酸多,抗脱水能力强,抗旱性强。MGDGMGDG含量高,抗盐性差。含量高,抗盐性差。膜脂成分除了影响膜的状态以外,还可能作为信号物膜脂成分除了影响膜的状态以外,还可能作为信号物质对植物的抗性产生影响。质对植物的抗性产生影响。(三)膜蛋白的变化(三)膜蛋白的变化 植物的抗逆性不仅与膜上的原有蛋白有关,而且与新产植物的抗逆性不仅与膜上的原有蛋白有关,而且与新产生的膜蛋白有关。生的膜蛋白有关。逆境胁迫可能会造成新的膜蛋白合成或是抑制原有蛋逆境胁迫可能会造成新的膜蛋白合成或是抑制原有蛋白的合成白的合成(四)膜脂过
16、氧化作用(四)膜脂过氧化作用 膜脂过氧化作用是自由基(如O2,OH)对类脂中的不饱和脂肪酸的氧化作用过程,结果产生对细胞有毒性的脂质过氧化物。膜脂过氧化过程中的中间产物自由基,进而对膜蛋白造成伤害。三、逆境蛋白与植物抗逆性三、逆境蛋白与植物抗逆性(一)渗调蛋白(一)渗调蛋白 盐诱导过程中产生的一种新的26kDa蛋白,它的合成总伴随渗透调节的开始,因此被命名为渗调蛋白(osmotin)。渗调蛋白的积累是植物生长受抑、适应逆境所产渗调蛋白的积累是植物生长受抑、适应逆境所产生的一种原初免疫反应。可能是一种耐脱水蛋白,生的一种原初免疫反应。可能是一种耐脱水蛋白,并具有抗真菌活性。并具有抗真菌活性。渗调
17、蛋白是一种阳离子蛋白,在盐适应细胞中可稳渗调蛋白是一种阳离子蛋白,在盐适应细胞中可稳定地产生,有定地产生,有可溶性可溶性或或颗粒状颗粒状两种形式存在两种形式存在(二)热激蛋白(二)热激蛋白热激蛋白(热激蛋白(heat shock protein,HSP)在有机体受到高温逆境刺激后大量产生的蛋白,是植物对高温胁迫短期适应的产物,对减轻高温胁迫引起的伤害有重要作用。有机体在受到热激伤害后,体内变性蛋白急剧增加,热激有机体在受到热激伤害后,体内变性蛋白急剧增加,热激蛋白可以与变性蛋白结合,维持它们的可溶状态,在有蛋白可以与变性蛋白结合,维持它们的可溶状态,在有MgMg2+2+和和ATPATP的存在下
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 植物 抗盐性
限制150内