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《逆境下植物衰老及活性氧清除機(jī)理》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、逆境下植物衰老及活性氧清除機(jī)理鹽和干旱脅迫對(duì)植物生長發(fā)育的影響是非常復(fù)雜的,它不僅與植物本身的遺傳背景相關(guān),還包括植物生理、代謝和細(xì)胞結(jié)構(gòu)等多方面的因素重復(fù)。干旱缺水會(huì)抑制葉片伸展,引起氣孔關(guān)閉,減少CO2攝取量,降低光合作用過程中有關(guān)酶的活性,從而抑制植物的光合作用,使葉片凈光合速率降低。在鹽脅迫下,由于水分的虧缺,礦質(zhì)營養(yǎng)不良、能量不足造成植物的生理過程受到干擾,細(xì)胞膜系統(tǒng)包括與光合作用相關(guān)的膜結(jié)構(gòu)遭到破壞。這些都可能直接或間接地影響到葉綠素含量,造成植物光合強(qiáng)度降低,最終植物因不能從光合作用中獲取足夠的物質(zhì)和能量而使生長受到抑制,甚至因饑餓致死
2、。 一,干旱對(duì)植物衰老的影響 (一)旱害 陸生植物最常遭受的環(huán)境協(xié)迫是缺水,當(dāng)植物耗水大于吸水時(shí),就使組織內(nèi)水分虧缺。過度水分虧缺的現(xiàn)象,稱為干旱(drought)。旱害(droughtinjury)則是指土壤水分缺乏或大氣相對(duì)濕度過低對(duì)植物的危害。植物抵抗旱害的能力稱為抗旱性(droughtresistance)。中國西北、華北地區(qū)干旱缺水是影響農(nóng)林生產(chǎn)的重要因子,南方各省雖然雨量充沛,但由于各月分布不均,也時(shí)有干旱危害?!?.干旱類型 (1)大氣干旱是指空氣過度干燥,相對(duì)濕度過低,常伴隨高溫和干風(fēng)。這時(shí)植物蒸騰過強(qiáng),根系吸水補(bǔ)償不了失水,從而受
3、到危害。中國西北、華北地區(qū)常有大氣干旱發(fā)生?!?2)土壤干旱是指土壤中沒有或只有少量的有效水,這將會(huì)影響植物吸水,使其水分虧缺引起永久萎蔫?!?3)理干旱土壤水分并不缺乏,只是因?yàn)橥翜剡^低、土壤溶液濃度過高或積累有毒物質(zhì)等原因,妨礙根系吸水,造成植物體內(nèi)水分平衡失調(diào),從而使植物受到的干旱危害?! 〈髿飧珊等绯掷m(xù)時(shí)間較長,必然導(dǎo)致土壤干旱,所以這兩種干旱常同時(shí)發(fā)生。在自然條件下,干旱常伴隨著高溫,所以,干旱的傷害可能包括脫水傷害(狹義的旱害)和高溫傷害(熱害)。(二)干旱傷害植物的機(jī)理 干旱對(duì)植株最直觀的影響是引起葉片、幼莖的萎蔫。萎蔫可分為暫時(shí)萎蔫
4、和永久萎蔫,兩者根本差別在于前者只是葉肉細(xì)胞臨時(shí)水分失調(diào),而后者原生質(zhì)發(fā)生了脫水。原生質(zhì)脫水是旱害的核心,由此可帶來一系列生理生化變化并危及植物的生命?!?.改變膜的結(jié)構(gòu)及透性當(dāng)植物細(xì)胞失水時(shí),原生質(zhì)膜的透性增加,大量的無機(jī)離子和氨基酸、可溶性糖等小分子被動(dòng)向組織外滲漏。細(xì)胞溶質(zhì)滲漏的原因是脫水破壞了原生質(zhì)膜脂類雙分子層的排列所致。正常狀態(tài)下的膜內(nèi)脂類分子靠磷脂極性同水分子相互連接,所以膜內(nèi)必須有一定的束縛水時(shí)才能保持這種膜脂分子的雙層排列。而干旱使得細(xì)胞嚴(yán)重脫水,膜脂分子結(jié)構(gòu)即發(fā)生紊亂(圖11-12),膜因而收縮出現(xiàn)空隙和龜裂,引起膜透性改變。lo
5、catedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame圖11-12膜內(nèi)脂類分子排列 A.在細(xì)胞正常水分狀況下雙分子分層排列;B.脫水膜內(nèi)脂類分子成放射的星狀排列。(J.Levitt,1980) 2.破壞了正常代
6、謝過程細(xì)胞脫水對(duì)代謝破壞的特點(diǎn)是抑制合成代謝而加強(qiáng)了分解代謝,即干旱使合成酶活性降低或失活而使水解酶活性加強(qiáng)?! ?1)對(duì)光合作用的影響水分不足使光合作用顯著下降,直至趨于停止。番茄葉片水勢低于-0.7MPa時(shí),光合作用開始下降,當(dāng)水勢達(dá)到-1.4MPa時(shí),光合作用幾乎為零。干旱使光合作用受抑制的原因是多方面的,主要由于:水分虧缺后造成氣孔關(guān)閉,CO2擴(kuò)散的阻力增加;葉綠體片層膜體系結(jié)構(gòu)改變,光系統(tǒng)Ⅱ活性減弱甚至喪失,光合磷酸化解偶聯(lián);葉綠素合成速度減慢,光合酶活性降低;水解加強(qiáng),糖類積累;……這些都是導(dǎo)致光合作用下降的因素。 (2)對(duì)呼吸作用的影
7、響locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfatal,whennightcame干旱對(duì)呼吸作用的影響較復(fù)雜,一般呼吸速率隨水勢的下降而緩慢降低。有時(shí)水分虧缺會(huì)使呼吸短時(shí)間上升,而后下降,這是因?yàn)殚_始時(shí)呼吸基質(zhì)增多的緣故。若缺水時(shí)淀粉酶
8、活性增加,使淀粉水解為糖,可暫時(shí)增加呼吸基質(zhì)。但到水分虧缺嚴(yán)重時(shí),呼吸又會(huì)大大降低。如馬鈴薯葉的水勢下降至-