第十三章植物的抗逆生理第一节抗逆生理概论第二节植物的抗寒性第三节植物的抗热性第四节植物的抗早性与抗涝性第五节植物的抗盐性第六节植物的抗病性与抗虫性第七节环境污染与植物抗性小结
第十三章 植物的抗逆生理 第一节 抗逆生理概论 第二节 植物的抗寒性 第三节 植物的抗热性 第四节 植物的抗旱性与抗涝性 第五节 植物的抗盐性 第六节 植物的抗病性与抗虫性 第七节 环境污染与植物抗性 小结
重力在农业生产中，经常会遇到各种不良的环大气成分光境条件，如干旱、洪涝、低温、高温、盐渍以及及污染物（光强、光质、光周期光照时间病虫侵染等，世界上每年都发生不同程度的自然机械刺激灾害。随着现代工农业的发展，又出现了大气、化学试剂（风雨、摩擦（农药、生长声等）调节剂等）土壤和水质的污染，这些不仅危及动植物的生长和发育，而且威胁着人类的生活和生存。湿度食草动物据统计，地球上比较适宜栽种作物的士地地上部分气温病原生物还不足10%，其余为于旱、半于旱、冷士和盐碱地温地下部分土。我国有近465万km2，即占国土面积48%的电磁场土壤生物土地处于干旱、半干旱地区。有毒物质土壤质地因此，研究植物在不良环境下生命活动规及根分泌物律及抵抗和忍耐能力，对于提高农业生产力，保旱涝等逆境矿质营养氧气和水分护环境有现实意义。重力植物发育受多种环境因素的影响
在农业生产中，经常会遇到各种不良的环 境条件，如干旱、洪涝、低温、高温、盐渍以及 病虫侵染等，世界上每年都发生不同程度的自然 灾害。随着现代工农业的发展，又出现了大气、 土壤和水质的污染，这些不仅危及动植物的生长 和发育，而且威胁着人类的生活和生存。 据统计，地球上比较适宜栽种作物的土地 还不足10%，其余为干旱、半干旱、冷土和盐碱 土。我国有近465万km2，即占国土面积48%的 土地处于干旱、半干旱地区。 因此，研究植物在不良环境下生命活动规 律及抵抗和忍耐能力，对于提高农业生产力，保 护环境有现实意义。 植物发育受多种环境因素的影响
第一节胁迫应答与适应生理通论逆境和植物的抗逆性病害虫害逆境的概念及种类生物因素（感染与竞争）杂草逆境(environmental厂雪、霍、冰、风、雷、电、磁等物理的人离子辐射（a、β、Y、X射线）逆境种类stress)是指对植物生存与发育不过强或过弱可见光，红外、紫外光伤害除草剂、化肥的副作用利的各种环境因素的总称，盐碱土危害化学的非生物因素根据环境的种类又可将逆大气、水体、土污染等厂冷害境分为生物胁迫和非生物胁迫低温L冻害温度的高温热害等类型。(图11-1)涝灾害水分的植物对逆境的抵抗和忍耐干旱（上璨、大气及生理干旱）能力叫植物抗逆性，简称抗性图1逆境的种类
图 1 逆境的种类 根据环境的种类又可将逆 境分为生物胁迫和非生物胁迫 等类型。（图11-1） 植物对逆境的抵抗和忍耐 能力叫植物抗逆性，简称抗性。 逆境的概念及种类 逆境(environmental stress)是指对植物生存与发育不 利的各种环境因素的总称。 逆境和植物的抗逆性 第一节 胁迫应答与适应生理通论
生物性胁迫和非生物性胁迫在全球范围内所造成的作物产量损失是相当惊人的，可使平均产量下降65%~87%（表1)。表1多种主要作物的平均产量与最高产量以及胁迫所造成的损失平均产量最高产量平均损失（kg/每公顷）非生物性胁迫损失占最高产作物(kg/每公顷）(kg/每公顷）量的百分比（%）生物性胁迫非生物性胁迫玉米65.819.3004.600195212.700小麦72682.114500188011900大豆73901610666512069.3高粱20100283010511620080.6燕麦106001720924796075.1大麦114002050765859075.4马铃薯9410054.1283001777550900甜菜50.7121000426001710061300
生物性胁迫和非生物性胁迫在全球范围内所造成的作物产量损失是 相当惊人的，可使平均产量下降65％～87％(表1)。 作物 最高产量 (kg/每公顷) 平均产量 (kg/每公顷) 平均损失(kg/每公顷) 非生物性胁迫损失占最高产 量的百分比(%) 生物性胁迫 非生物性胁迫 玉米 19 300 4 600 1 952 12 700 65.8 小麦 14 500 1 880 726 11 900 82.1 大豆 7 390 1 610 666 5 120 69.3 高粱 20 100 2 830 1 051 16 200 80.6 燕麦 10 600 1 720 924 7 960 75.1 大麦 11 400 2 050 765 8 590 75.4 马铃薯 94 100 28 300 17 775 50 900 54.1 甜菜 121 000 42 600 17 100 61 300 50.7 表1 多种主要作物的平均产量与最高产量以及胁迫所造成的损失
植物抗性的方式植物对逆境的抵抗和忍耐能力叫植物抗逆性，简称抗性(stressresistance,hardiness)。植物适应逆境的方式主要表现在2个方面。避逆性一一逆境逃避耐逆性一一逆境忍耐1避逆性(stress escape)指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的干扰，在相对适宜的环境中完成其生活史。例如，沙漠中的某些短命植物只在雨季生长
植物抗性的方式 植物对逆境的抵抗和忍耐能力叫植物抗逆性，简称抗性 (stress resistance,hardiness)。 植物适应逆境的方式主要表现在2个方面。 避逆性——逆境逃避 耐逆性——逆境忍耐 1）避逆性(stress escape) 指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的干扰，在相对 适宜的环境中完成其生活史。 例如，沙漠中的某些短命植物只在雨季生长
2）耐逆性(stress tolerance)指植物处于不利环境时，通过代谢反应来阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。例如：植物遇到干旱或低温时细胞内的渗透物质会增加，以提高细胞抗性。臭氧胁迫是植物可以接受并识别助迫→识别的环境信号。植物识别极端的温度信号转导逆境后，该信号就在细胞间茶及整株植物中传递。环境信与的转导通常会导致细胞水生理和发育事件平上的基因表达发生变化，细胞代谢的改变它又接着影响到整株植物的代谢和发育。植物以细胞和整个生物有机体抵抗环境胁迫
2）耐逆性 (stress tolerance) 指植物处于不利环境时，通过代谢反应来阻止、降低或修复由逆境 造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。例如：植物遇到干旱或低温时， 细胞内的渗透物质会增加，以提高细胞抗性。 胁迫是植物可以接受并 识别的环境信号。植物识别 逆境后，该信号就在细胞间 及整株植物中传递。环境信 与的转导通常会导致细胞水 平上的基因表达发生变化， 它又接着影响到整株植物的 代谢和发育。 植物以细胞和整个生物有机体抵抗环境胁迫
通常指的植物抗逆性包括避逆性和耐逆性，此时植物虽经受逆境影响，但它通过结构特点和生理反应来抵抗逆境臭氧逆境所造成的在可忍耐的范围内，损伤是可逆的，即在逆境消除时植物可极端的温度以恢复正常状态；如果超过可忍耐范围超出植物自身修复能力，损伤将变成不水涝可逆的，植物将受害其至死亡抗性避逆性植物的抗逆性具有多重性干旱和耐逆性可在植物体上同时出现，或在不同部位同时发生。盐份植物的抗逆生理（plantstressphysiology)主要研究逆境对植物生命活动的影响以及植物对逆境的抗性
通常指的植物抗逆性包括避逆性和耐逆性，此时植物虽经受逆境影响，但它通 过结构特点和生理反应来抵抗逆境。 在可忍耐的范围内，逆境所造成的 损伤是可逆的，即在逆境消除时植物可 以恢复正常状态；如果超过可忍耐范围， 超出植物自身修复能力，损伤将变成不 可逆的，植物将受害甚至死亡。 植物的抗逆性具有多重性，避逆性 和耐逆性可在植物体上同时出现，或在 不同部位同时发生。 植物的抗逆生理(plant stress physiology)主要研究逆境对植物生命活 动的影响以及植物对逆境的抗性
植物的基因型和发育环境胁迫的严重程度和持续时间植株特征胁迫特征讨论中的严重植物通过多种反应机制抵抗迫组织器官忍耐生存和生长抗性环境胁迫发育阶段死亡易感性无法补偿均衡严重肋迫导致植株死亡迫结合基因型多种因素决定植物如何适应环境肋迫
多种因素决定植物如何适应环境胁迫 植物通过多种反应机制抵抗胁迫 无法补偿均衡严重胁迫导致植株死亡 植物的基因型和发育环境，胁迫的严重程度和持续时间
一、胁迫对植物的伤害逆境条件下植物形态有明显的变化千旱会导致叶片和嫩茎萎气孔开度减小甚至关闭；淹水使叶片黄化、枯干，根系褐变甚至腐烂：树皮开裂；高温下叶片变褐、出现死斑病原菌侵染叶片出现病斑。逆境往往使细胞膜变性，细胞的区域化被打破原生质变性，叶绿体、线粒体等细胞器结构被破坏。植物形态结构的变化必然导致代谢和功能的改变
一、胁迫对植物的伤害 逆境条件下植物形态有明显的变化 ➢ 干旱会导致叶片和嫩茎萎蔫，气孔开度减小甚至关闭； ➢ 淹水使叶片黄化、枯干，根系褐变甚至腐烂； ➢ 高温下叶片变褐、出现死斑，树皮开裂； ➢ 病原菌侵染叶片出现病斑。 ➢ 逆境往往使细胞膜变性，细胞的区域化被打破，原生质变性，叶绿 体、线粒体等细胞器结构被破坏。 ➢ 植物形态结构的变化必然导致代谢和功能的改变
(A)(B)氧气充足72小时缺氧腔隙皮下组织内皮层内皮层皮下组织氧气缺乏时玉米根皮层中通气组织的发育（电子显微镜图）皮下组织和内皮层仍保持完整，中央皮层细胞死亡空腔隙形成圆柱形的导气室
氧气缺乏时玉米根皮层中通气组织的发育(电子显微镜图) 氧气充足 72小时缺氧 皮下组织和内皮层仍保持完整，中央皮层细胞死亡空腔隙形成圆柱形的导气室