文档介绍：第十二章 植物的逆境生理
Plant Stress Physiology
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影响植物生长发育的各种环境因子示意图
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研究植物逆境生理的意义
逆境生理通论
逆境生理各论
逆境的概念和种类
逆境对植物的伤害
引起生长的抑制，最终导致细胞的死亡
低浓度Na＋是一种有益元素: 可以促进植物的生长，特别是
当介质 中K＋浓度很低时
 
一些盐生植物的生长发育需要Na＋: 是一种必需的营养元素
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高等植物
细胞质代谢酶
对
Na
+
很敏感
液泡膜
Na
+
/H
+
antiporter
能使细胞质
中的绝大部分
Na
＋
区域化在液泡中
胞质中的
Na
＋
浓度
保持在非毒害水平
积累在液泡中的
Na
＋
可作为渗透调节剂
降低细胞的水势
维持逆境下植物的生长
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游离脯氨酸
(proline)
大量积累
脯氨酸的合成加强
脯氨酸的氧化受抑制
蛋白质的合成减弱
逆境
脯氨酸
合成的
2条途径
谷氨酸途径：吡咯啉-5′-羧酸还原酶
（P5CR)
鸟氨酸途径: 鸟氨酸氨基转移酶
（OAT）
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脯氨酸的特性
等电点中性（），避免酸碱失调
游离脯氨酸毒性最低
游离脯氨酸溶解度最高，水势降低
脯氨酸富含能量、富含N素
结合游离NH3，防止毒害
脯氨酸氧化的关键酶：脯氨酸氧化酶（PO）
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脯氨酸的功能
在植物的渗透调节中起重要的贡献
在脱水情况下对生物大分子有保护作用
活性氧的清除剂
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胆碱
胆碱单氧化物酶(ＣＭＯ)
甜菜碱醛
甜菜碱醛脱氢酶(ＢＡＤＨ)
甘氨酸甜菜碱
甜菜碱 (betaine)
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能使细胞在胁迫下与环境保持渗透平衡
具有稳定蛋白质高级结构的能力
许多代谢过程中的酶类能继续保持活性
甜菜碱
在渗透胁迫下
可溶性糖：蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等
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有机渗透调节物质的特点
分子量小、水溶性好
在生理pH范围内不带静电荷
本身不改变酶结构，且能维持酶结构的稳定
合成酶对胁迫反应敏感，能在很短时间内累
积足以降低细胞渗透势的量。
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2. 逆境蛋白(stress protein)
在各种不良环境下，植物体中诱导形成的新蛋白质，称为逆境蛋白。
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热激蛋白(heat shock proteins, HSPs)
盐胁迫蛋白(salt stress protein)
紫外线诱导蛋白(UV-induced protein)
病原相关蛋白(pathogenesis related proteins, PRs)
后期胚胎发生富集蛋白 (late embryogenesis
abundant proteins，LEA蛋白)
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LEA蛋白是指胚胎发生后期种子中大量积累的一系列蛋白质，它广泛存在于高等植物中。
 
许多营养组织在渗透胁迫的诱导下也能产生特异的LEA蛋白。这表明, LEA蛋白虽是阶段发育专一的，但可以被诱导，且无组织专一性。
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LEA蛋白具有高度的亲水性，能把足够的水分捕获到细胞内，从而保护细胞免受水分胁迫的伤害。
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3．活性氧清除系统：
活性氧(ROS--Reactive oxygen species)
超氧物阴离子自由基: O·-2
羟自由基: ·OH
过氧化氢: H2O2
单线态氧: 1O2
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性质活泼，有很强的氧化能力
对许多生物功能分子有破坏作用
破坏细胞膜的结构与功能
ROS
清除系统
酶促系统：抗氧化酶
非酶促系统：抗氧化剂
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超氧物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)
过氧化氢酶(catalase，CAT)
过氧化物酶(peroxidase，POD)
抗氧化酶
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2 O·-2+2H+ H2O2+O2
SOD
H2O2 + H2O2 2H2O+O2
CAT
H2O2 +R(OH)2 2H2O+RO2
POD
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抗氧化剂
抗坏血酸
谷胱甘肽
类胡萝卜素