植物的抗冻性PPT课件
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《植物如何防寒》课件
在低温下，植物的细胞壁会发生改变，以 增强其机械强度。这些改变包括增加木质 素和纤维素等物质的含量。
细胞器的变化
细胞间隙的变化
在寒冷环境中，植物的细胞器会发生改变 。例如，线粒体和叶绿体的数量和形态会 发生改变，以适应低温环境。
在低温下，植物的细胞间隙会充满凝胶状 的物质。这些物质可以起到保温的作用， 减少热量的流失。
利用化学物质诱导抗寒基因表达
通过化学物质诱导植物体内抗寒基因的表达，提 高植物的抗寒能力。
ABCD
施肥与喷药结合
将防冻剂与其他肥料或农药混合使用，提高植物 的抗寒能力和生长效果。
化学物质与生物农药结合
将化学物质与生物农药结合使用，既增强植物的 抗寒能力，又减少化学物质对环境的污染。
05
植物防寒的应用
02
植物的抗寒机制
植物的生理反应
低温适应
植物在感知到低温后，会通过一系列生理反应来适应寒冷 环境。这些反应包括降低细胞内冰点，增加细胞膜的流动 性，以及调节细胞内的渗透压等。
光合作用变化
在低温下，植物的光合作用速率会降低。这是因为低温会 影响光合作用的酶活性，导致光合作用的效率降低。
生长停止
在寒冷季节，植物的生长活动会减缓或停止，以减少能量 的消耗。这种生长停滞的现象有助于植物在寒冷环境中存 活。
呼吸作用变化
在低温下，植物的呼吸作用也会发生变化。一些植物会通 过增加呼吸作用来产生更多的热量，以抵御寒冷。
植物的生化反应
抗冻蛋白的产生
在感知到低温后，植物会合成抗冻蛋白。这些抗冻蛋白可以与冰晶结 合，从而防止冰晶对细胞的伤害。
糖类的积累
在低温下，植物会积累糖类物质。这些糖类物质可以作为能量来源， 同时也可以起到防寒的作用。
第十二章 植物的抗性生理PPT课件
活性氧的产生
• 活性氧可在正常代谢过程中产生，但数量较
少。然而在逆境条件下，如在高温、低温、干旱、 大气污染等条件下，植物体通过各种途径大量产 生活性氧，而且在逆境条件下活性氧清除能力下 降，造成活性氧积累，引起严重的危害。
27
氧自由基：自由基（free radical）指含有不配对
电子的原子、分子或离子，如：
代谢强度与抗逆 ( hardiness ) 能力：
代谢强度越弱，抗性越强，如休眠种子、休眠芽。 代谢强度越强，抗性越弱，如幼苗。
17
二、植物对逆境的适应
（一）胁迫蛋白
• 逆境条件下，植物体内会诱导合成部分新蛋白，这些 蛋白对于植物细胞耐受逆境刺激，平稳度过不良环境 具有重要作用。
• 这些蛋白包括： • 1、热激蛋白：heat shock protein • 2、冷调节蛋白：cold regulated protein • 3、渗压素：osmotin • 4、厌氧多肽：anaerobic polypeptide
逆境的概念：
指对植物产生伤害的环境。又称胁迫（stress）.
生物胁迫
病害、虫害和杂草
非生物胁迫
寒冷、高温、干旱、盐渍
11
雪莲却能在零下几十度的严寒中和空气稀薄的缺氧环境中
傲霜斗雪、顽强生长 。（海拔4000米）
12
沙漠人参：肉苁蓉
13
植物的抗逆性：
这种对不良环境的适应性和抵抗力称为植物的 抗逆性。
C、过氧化氢E（CAT）
主要存在于过氧化体中，负责过 氧化体中H2O2的清除。
31
（2）抗氧化物质（非酶促体系）
抗坏血酸（Asb）、还原型谷胱甘 肽（GSH）、维生素E（VE）、类胡 萝卜素（Car）、巯基乙醇（MSH）、 甘露醇等。
• 活性氧可在正常代谢过程中产生，但数量较
少。然而在逆境条件下，如在高温、低温、干旱、 大气污染等条件下，植物体通过各种途径大量产 生活性氧，而且在逆境条件下活性氧清除能力下 降，造成活性氧积累，引起严重的危害。
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氧自由基：自由基（free radical）指含有不配对
电子的原子、分子或离子，如：
代谢强度与抗逆 ( hardiness ) 能力：
代谢强度越弱，抗性越强，如休眠种子、休眠芽。 代谢强度越强，抗性越弱，如幼苗。
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二、植物对逆境的适应
（一）胁迫蛋白
• 逆境条件下，植物体内会诱导合成部分新蛋白，这些 蛋白对于植物细胞耐受逆境刺激，平稳度过不良环境 具有重要作用。
• 这些蛋白包括： • 1、热激蛋白：heat shock protein • 2、冷调节蛋白：cold regulated protein • 3、渗压素：osmotin • 4、厌氧多肽：anaerobic polypeptide
逆境的概念：
指对植物产生伤害的环境。又称胁迫（stress）.
生物胁迫
病害、虫害和杂草
非生物胁迫
寒冷、高温、干旱、盐渍
11
雪莲却能在零下几十度的严寒中和空气稀薄的缺氧环境中
傲霜斗雪、顽强生长 。（海拔4000米）
12
沙漠人参：肉苁蓉
13
植物的抗逆性：
这种对不良环境的适应性和抵抗力称为植物的 抗逆性。
C、过氧化氢E（CAT）
主要存在于过氧化体中，负责过 氧化体中H2O2的清除。
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（2）抗氧化物质（非酶促体系）
抗坏血酸（Asb）、还原型谷胱甘 肽（GSH）、维生素E（VE）、类胡 萝卜素（Car）、巯基乙醇（MSH）、 甘露醇等。
第二十五讲：植物的抗寒性及抗旱型
一. 二. 三. 四. 旱害及其类型 干旱时植物的生理生化变化 干旱伤害植物的机理 植物的抗旱性及其提高途径
一. 旱害及其类型
旱害是指土壤水分缺乏或大气相对湿度(RH)过 低对植物造成的危害。 萎蔫 两种类型 （暂时 永久）
土壤干旱: 土壤中可利用的水分不足 -8 ~ -15×105 pa 大气干旱: RH过低(10％~20％以下)
通过化学的方法，如使用 硫醇可以保护-SH不被氧 化，起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜的伤害
3.机械伤害 4.活性氧伤害 膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
主要破坏了膜脂与膜蛋白。
（三）植物对冷冻的适应
1．抗冻锻炼
在冬季来临之前，随着气温的降低与日照长度的变短，植 物体内发生一系列适应冷冻的生理生化变化，以提高抗冻能 力，这一过程称为抗冻锻炼。
（2）化学诱导
（3）矿质营养
P、K肥 B
0.25 ％ CaCl2 浸种20 h 0.05 ％ ZnSO4 喷洒叶面 ABA B9 CCC
Cu
返回
低 加 解 加 CO2扩散 阻力增大
贮藏物质 的消耗
光合下降
代谢失控 离子和 失水和保 酶外流 水能力丧 失 细胞自溶
饥饿
小 受害程度
衰老
死亡
大
四. 植物的抗旱性及其提高途径
1. 抗旱植物的特征
（1）形态特征：
①根系发达，R／T比大， R／T比越大， 越抗旱 ②维管束发达，叶脉致密，单位面积气 孔数目多
返回
二. 干旱时植物的生理生化变化
1. 水分重新分配 2. 光合作用下降 3. 矿质营养缺乏 4. 物质代谢失调 酶类活性降低 5. 呼吸作用异常 长成器官衰老 气孔效应，非气孔效应 吸收、运输受阻 水解酶类活性升高，合成 缓慢降低或先升后降 ∵呼吸底物增加 渗透调节 消除氨毒害
一. 旱害及其类型
旱害是指土壤水分缺乏或大气相对湿度(RH)过 低对植物造成的危害。 萎蔫 两种类型 （暂时 永久）
土壤干旱: 土壤中可利用的水分不足 -8 ~ -15×105 pa 大气干旱: RH过低(10％~20％以下)
通过化学的方法，如使用 硫醇可以保护-SH不被氧 化，起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜的伤害
3.机械伤害 4.活性氧伤害 膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
主要破坏了膜脂与膜蛋白。
（三）植物对冷冻的适应
1．抗冻锻炼
在冬季来临之前，随着气温的降低与日照长度的变短，植 物体内发生一系列适应冷冻的生理生化变化，以提高抗冻能 力，这一过程称为抗冻锻炼。
（2）化学诱导
（3）矿质营养
P、K肥 B
0.25 ％ CaCl2 浸种20 h 0.05 ％ ZnSO4 喷洒叶面 ABA B9 CCC
Cu
返回
低 加 解 加 CO2扩散 阻力增大
贮藏物质 的消耗
光合下降
代谢失控 离子和 失水和保 酶外流 水能力丧 失 细胞自溶
饥饿
小 受害程度
衰老
死亡
大
四. 植物的抗旱性及其提高途径
1. 抗旱植物的特征
（1）形态特征：
①根系发达，R／T比大， R／T比越大， 越抗旱 ②维管束发达，叶脉致密，单位面积气 孔数目多
返回
二. 干旱时植物的生理生化变化
1. 水分重新分配 2. 光合作用下降 3. 矿质营养缺乏 4. 物质代谢失调 酶类活性降低 5. 呼吸作用异常 长成器官衰老 气孔效应，非气孔效应 吸收、运输受阻 水解酶类活性升高，合成 缓慢降低或先升后降 ∵呼吸底物增加 渗透调节 消除氨毒害
《植物如何防寒》课件
少植物的损伤。
植物的细胞壁和细胞膜的变化
在寒冷环境中，植物的细胞壁会变得 更加坚固，以抵抗低温对细胞的损伤 。
此外，细胞膜上的蛋白质也会发生变 化，以适应低温环境。这些蛋白质能 够维持细胞膜的稳定性，防止细胞膜 受到损伤。
细胞膜是细胞的重要组成部分，它能 够控制细胞内外物质的交换。在寒冷 环境下，细胞膜的流动性会降低，以 减少物质流失和水分蒸发。
在引种和育种过程中，还应该考虑到 植物的生物学特性和生态学特性。不 同植物的抗寒能力不同，因此需要根 据植物的特性采取相应的防寒措施。 例如，有些植物需要在冬季进行休眠 ，而有些植物则需要在春季进行生长 。因此，在引种和育种过程中需要充 分了解植物的生物学特性和生态学特 性，以制定科学合理的防寒措施。
THANKS
感谢观看
植物引种和育种中的防寒问题
植物引种和育种中的防寒问题是一个 重要的生态问题。在引种和育种过程 中，必须考虑到植物的抗寒性，采取 有效的防寒措施，以避免冻害对植物 生长的影响。
在引种和育种过程中，应该选择适合 当地气候和土壤条件的植物品种，并 采取相应的防寒措施。例如，在北方 地区应该选择耐寒性强的植物品种， 在南方地区则应该选择耐热性强的植 物品种。此外，还可以通过杂交育种 等方式培育出具有更强抗寒能力的植 物品种。
、地膜覆盖、水稻旱育秧等。这些技术的应用可以有效提高农作物的抗
寒能力，减少冻害对农业生产的影响。
03
农业防寒意识
提高农民的防寒意识是农业防寒的重要方面。通过加强宣传教育、推广
防寒技术、提高农民的防寒技能等方式，可以增强农民对冻害的认识和
应对能力，减少农业损失。
城市绿化防寒措施
城市绿化防寒意识
城市绿化是城市生态系统的重要组成部分，对于改善城市环境、提高居民生活质量具有重 要意义。因此，加强城市绿化防寒意识，采取有效的防寒措施，是保障城市绿化健康发展 的重要方面。
植物的细胞壁和细胞膜的变化
在寒冷环境中，植物的细胞壁会变得 更加坚固，以抵抗低温对细胞的损伤 。
此外，细胞膜上的蛋白质也会发生变 化，以适应低温环境。这些蛋白质能 够维持细胞膜的稳定性，防止细胞膜 受到损伤。
细胞膜是细胞的重要组成部分，它能 够控制细胞内外物质的交换。在寒冷 环境下，细胞膜的流动性会降低，以 减少物质流失和水分蒸发。
在引种和育种过程中，还应该考虑到 植物的生物学特性和生态学特性。不 同植物的抗寒能力不同，因此需要根 据植物的特性采取相应的防寒措施。 例如，有些植物需要在冬季进行休眠 ，而有些植物则需要在春季进行生长 。因此，在引种和育种过程中需要充 分了解植物的生物学特性和生态学特 性，以制定科学合理的防寒措施。
THANKS
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植物引种和育种中的防寒问题
植物引种和育种中的防寒问题是一个 重要的生态问题。在引种和育种过程 中，必须考虑到植物的抗寒性，采取 有效的防寒措施，以避免冻害对植物 生长的影响。
在引种和育种过程中，应该选择适合 当地气候和土壤条件的植物品种，并 采取相应的防寒措施。例如，在北方 地区应该选择耐寒性强的植物品种， 在南方地区则应该选择耐热性强的植 物品种。此外，还可以通过杂交育种 等方式培育出具有更强抗寒能力的植 物品种。
、地膜覆盖、水稻旱育秧等。这些技术的应用可以有效提高农作物的抗
寒能力，减少冻害对农业生产的影响。
03
农业防寒意识
提高农民的防寒意识是农业防寒的重要方面。通过加强宣传教育、推广
防寒技术、提高农民的防寒技能等方式，可以增强农民对冻害的认识和
应对能力，减少农业损失。
城市绿化防寒措施
城市绿化防寒意识
城市绿化是城市生态系统的重要组成部分，对于改善城市环境、提高居民生活质量具有重 要意义。因此，加强城市绿化防寒意识，采取有效的防寒措施，是保障城市绿化健康发展 的重要方面。
植物的抗寒性ppt
（P539）
1. 胞外结冰：温度下降 时，细胞间隙和细胞壁 附近的水凝结成冰。
2. 胞内结冰：温度迅速下降， 除了细胞间结冰外，细胞内 的水分也冻结
冻害的形式：
草业与环境科学学院
（二）冻害的机理
1.结冰危害
冰晶的机械损伤：随着低温的持续，胞间的冰晶体积不断增大， 当冰晶体积大于胞间空间，会使细胞变形，将细胞壁和质膜挤 破。
（P539-540）
胞间结冰的危害
使原生质脱水： 胞间结冰使 细胞间隙的蒸汽压和水势降 低，细胞内的蒸汽压和水势 较高，产生的蒸汽压和水势 差使胞内的水分外溢，使原 生质发生不可逆的变性。
融冻的危害：温度骤然回升，冰晶迅速融化，细胞壁吸水恢复原状而原 生质吸水较慢，使质膜在融冻过程中撕裂损伤。
（P539）
（P542）
草业与环境科学学院
3 个措施
（P542）
3.农业措施： 及时播种 实行合理施肥 早春育苗 寒流前进行防护措施
草业与环境科学学院
谢谢观看
有利于糖的积累
地下根茎等,进入休眠状态
低温诱导蛋白 可降低冰点，
增强抗冻性
抗 （P541-542） 寒 锻
呼吸减弱
激素变化
低温诱导蛋白形成
炼 植
A
C
E
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物 的
B
D
F
适
应 植株含水量下降 性
生长缓慢
保护物质增多
变
:
化 自由水减少,束缚水
相对增多
冬季生长十分缓慢，甚 至停止生长，进入休眠
状态
糖浓增高，细胞液浓度增高，冰点降低可 减轻细胞的脱水。如糖、脯氨酸、甜菜碱 积累。一方面降低冰点，另一方面保护大
植物如何防寒_图文
6 使用防冻药品
植物抗冻液使用时间：
晚秋植株休眠前；霜冻或者来临前的3到7天；早春植物发芽前后、 开花前后；低温受冻害后；连日雨雪后或者寒冷天气转好时。
植物防寒概述
防寒措施概述 防寒物料制作
防寒保护措施 2
防寒风障按照不同苗木分为两 种，一种是乔木风障，主要有常绿 乔木；一种是绿篱风障。绿篱风障 又分为全封闭和半封闭。
植物的根系在地温高于5℃时吸水， 低于5℃时植物根系将会停止吸水。因此冬 灌应当在低温低于5℃以前，一次浇透水。 而地温在低于0℃时，土壤中的水分会结冰， 这时也应当浇水一次，以保证地下根系不 会应为风而被抽干。而温度继续降低后， 根部的冻水则会放出潜热，可以一定程度 提高温度。因此冬灌应当进行两次，分别 在十月下旬以及十一月的上旬进行。
根颈
根颈的活动时间较长，生长停滞最晚而开始较早。并 且接近地表，接受的温差变化最大，因此根颈的皮层 极易受到低温以及温差的伤害。
根系
➢根系不具有自然休眠的能力，因此抗冻性较差。在靠近地表 部分的根系极易受到冬季寒冷干旱的危害，尤其是在沙土地， 加之冬季少雪干旱。 ➢根系的冻害不易被及时的发现。因为根系受冻后，树木在春 天仍旧会发芽，可是一段时间后就会突然死亡。
花灌木：紫叶李、紫叶矮樱、樱花、碧桃、美人梅、独本木槿等。
灌木绿篱：黄杨、卫矛、女贞、小檗、丛生木槿、造型女贞、水蜡、所有的球类等。
其他植物：紫薇、石榴、美人蕉、月季、玉簪等。
植物防寒概述 防寒措施概述 防寒物料制作
植物防寒概述
防寒措施概述
防寒物料制作
植物防寒 保护部位
植物防寒概述 防寒措施概述 防寒物料制作
8 春季养管措施
春季管理应以增加地温为主，使植物地 上部分生长与根系发育同步进行。采取的办 法是，在绿化树木发芽前应及时灌水，而且 要保证返青水足够量，以保持土壤经常湿润。 这样做可以降低地温，延迟花芽萌动与开花， 防止春风吹袭，使树枝干梢。
第十三章植物的抗性生理ppt课件
图13-1 逆境的种类
二、植物对逆境的适应——抗性的方式
Ø 抗性是植物在对环境的逐步适应过程中形成的。
Ø 植物适应逆境的方式主要表现在三个方面。
避逆性 逆境逃避
御逆性 耐逆性——逆境忍耐
Ø 避逆性：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。
Ø 例如夏季生长的短命植物，其渗透势比较低，且 能随环境而改变自己的生育期。
三、胁迫蛋白
在高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外 线等逆境条件下，植物关闭一些正常表达的基因，启动一 些与逆境相适应的基因，形成新的蛋白质(或酶)，这些蛋白 质统称为胁迫蛋白（或逆境蛋白）(stress protein)。
1. 热激蛋白 由高温诱导合成的热激蛋白(又叫热休克蛋白， heat shock proteins,HSPs)现象广泛存在于植物 界，已发现在酵母、大麦、小麦、谷子、大豆、 油菜、胡萝卜、.）根皮层中通气组织的发育。
在氧气充足的条件（A）或72小时缺氧的条件下（B）玉米根系横切 面的电子显微镜图片显示缺氧根系皮层通气组织的形成。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。
(二) 生理生化变化
Ø 在冰冻、低温、高温、干旱、盐渍、土壤过湿和病 害等各种逆境发生时，植物体的水分状况有相似变 化，即吸水力降低，蒸腾量降低，但蒸腾量大于吸 水量，使植物组织的含水量降低并产生萎蔫。
几乎所有的逆境，如干旱、低温、高温、冰冻、盐渍 、 低pH、营养不良、病害、大气污染等都会造成植物体 内脯氨酸的累积，尤其干旱胁迫时脯氨酸累积最多，可 比处理开始时含量高几十倍甚至几百倍。 脯氨酸在抗逆中有两个作用：
Ø 一是作为渗透调节物质，用来保持原生质与环境的渗透 平衡。它可与胞内一些化合物形成聚合物，类似亲水胶 体，以防止水分散失。
第十一章植物的逆境生理ppt课件
直接生长在高温下
大豆幼苗耐热性诱导实验
植物对逆境的适应与抵抗方式
避逆性 escape
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 生活史。如夏季短命植物
御逆性 avoidance
植物具有防御环境胁迫的能力，处于 逆境时保持正常的生理状态。(逆境 排外)如仙人掌
耐逆性 tolerance
（二）植物激素与抗逆性
在逆境胁迫下，脱落酸（ABA）和乙烯（ETH）含量增加。
逆境条件下，变化最大的植物激素是ABA。并且ABA含量的 增加与植物的抗逆性呈正相关。
研究表明ABA主要作为一种信号物质，诱发植物体发生某些 生理生化变化，提高植物对逆境的抵抗能力。如ABA作为一 种根信号，对干旱产生反应。所以ABA又称为“胁迫激素”。
膜脂相变影响膜上膜的流动性、透性以及膜上酶的性质等。
膜脂的相变温度与膜脂种类、碳链长度和不饱和程度有关。
脂肪酸碳链越长，固化温度越高。
不饱和脂肪酸的比例高，固化温度低，抗冻性强。
高等植物膜脂
磷脂：如磷脂酰胆碱（PC）
糖脂：如双半乳糖二甘油酯（DGPG） 与单半乳糖二甘油酯（MGPG）
膜脂中的PC含量高，抗冻性强。
（4）内源激素的变化：ABA含量上升，GA、IAA含量减少；
在形态上也发生相应的变化，如形成种子、休眠 芽、地下根茎等，进入休眠状态。
3．外界条件对植物适应冷冻的影响
（1）温度 （2）日照长度 （3）水分 （4）矿质营养
二、冷害与冷害的机理
冷害虽然没有结冰现象，但会引起喜温植物的生理障碍。
直接伤害
通过化学的方法，如使用 硫醇可以保护-SH不被氧 化，起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
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（一） 膜结构损伤 冻害首先损伤细胞的膜结构，从而引起酶活性改变，生 理生化过程就被破坏。
（二）结冰伤害 细胞在零下低温的结冰有两种： 细胞间结冰: 细胞间隙中细胞壁附近的水分结成冰 细胞内结冰: 先在细胞质结冰，然后在液泡内结冰
细胞内结冰伤害的原因主要是机械的损害。冰晶体会破
大多数木本植物形成或加强保护组织（如芽鳞片、木 栓层等）和落叶。
2
植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内发生 了一系列的适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐加强。 这种提高抗寒能力的过程，称为抗寒锻炼。
（一）植株含水量下降 随着温度下降，植株吸水较少，含水量逐渐下降。随着抗寒锻 炼过程的推进，细胞内亲水性胶体加强，使束缚水含量相对提 高，而自由水含量则相对减少。由于束缚水不易结冰和蒸腾， 所以，总含水量减少和束缚水量相对增多，有利于植物抗寒性 的加强。
10
（二）抗冻蛋白（antifreeze protein，AFP） 抗冻蛋白是从耐冻的鱼，昆虫等过冬生物组织中提炼 出来的一类具有特殊功能的蛋白，它能抑制冰晶生长 速度，降低冰点，保护细胞核免受冷冻损伤。
植物本身可能也具有与动物中类似的抗冻蛋白，所以 抗冻蛋白是目前研究植物冻融伤害的主要对象。 目前已经发现约有30多种植物中含有AFP
（二）呼吸减弱 植株的呼吸随着温度的下降逐渐减弱，其中抗寒弱的植株或品种 减弱得很快，而抗寒性强的则减弱得较慢，比较平稳。细胞呼吸 微弱，消耗糖分少，有利于糖分积累；细胞呼吸微弱，代谢活动 低，有利于对不良环境条件的抵抗。
3
（三）脱落酸含量增多 多年生树木（如桦树等）的叶子，随着秋季日照变短、气温降低， 逐渐形成较多的脱落酸，并运到生长点，抑制茎的伸长，并开始 形成休眠芽，叶子脱落，植株进入休眠阶段，提高抗寒力。
（二）外界条件
温度逐渐降低是植物进入休眠的主要条件之一。 光照长短可影响植物进入休眠，同样影响抗寒能力的 形成。光照强度与抗寒力有关。 土壤含水量过多，细胞吸水太多，植物锻炼不够，抗 寒力差。 土壤营养元素充足，植株生长健壮，有利安全越冬。12
从拟南芥中鉴定出的冷诱发基因与鱼编码抗冻蛋白的 DNA同源。 从沙漠生长的抗冻植物沙冬青种分离出3种抗冻蛋白。
11
四、内外条件对植物抗冻性的影响
（一）内部因素 各种植物的产地不同，生长期长短不同对温度条件的 要求不同，抗寒能力也不同。 同一作物不同品种之间的抗寒性差别也是很明显的。 同一植物不同生长时期的抗寒性也不同。
坏生物膜、细胞器和胞质溶胶的结构，使细胞亚显微结
构的隔离被破坏，酶活动无秩序，影响代谢。
7
植物抗冻原因：
1.细胞间结冰。细胞间隙处溶液浓度低，冰 点高，易结冰。吸引细胞内的水外流结冰。 实验证明，低温时液泡内的水流入胞间隙。 ⑴质膜内陷弯曲，扩大细胞排水面积。 ⑵脂质从膜上释放，增加膜的透水性。 ⑶质膜内陷，与液泡链接，为液泡内水的 外排提供通道。
2.过冷却：细胞液在其冰点下保持非冰冻状 态。
8
三、抗冻基因和抗冻蛋白 （一）抗冻基因（antifreeze gene） 低温锻炼可以诱发100种以上抗冻基因的表达，例如拟 南芥的cor15 cor6.6，油菜的BN28、BN15等基因。这 些基因表达会迅速产生新多肽，在低温锻炼过程中一 直维持高水平。这些新合成的蛋白质组入膜内或附着 于膜表面，对膜起保护和稳定作用，从而防止冰冻损 伤，提高植物的抗冻性。
9
• 所有cor基因启动子都带有冷调节元件 （CRT/DRE调节元件），由保守序列9bp
• TACCGACAT组成，核心序列5bpCCGAC • .这个调节元件如与转录活化因子结合,就能
刺激cor基因的表达。与此调节元件结合的 激活蛋白叫做CBF1。 • CBF1是小基因家族成员，这个基因家族包 括CBF1-4，其中CBF1-3基因除具有抗寒 作用外，还具有抗旱作用，所以又被称为 DREB1b,DREB 1c,DREB 1a.
（四）生长停止，进入休眠 冬季来临前，树木呼吸减弱，脱落酸含量增多，顶端分生组织的 有丝分裂活动减少，生长速度变慢，节间缩短。 核膜口关闭，核与细胞质间物质交换减少或中断，停止细胞分裂 生长使细胞代谢转为抗寒锻炼途径。抗寒基因启动表达，增强抗 寒力。
（五）保护物质的增多 在温度下降的时候，淀粉水解成糖比较旺盛，所以越冬植物体 内淀粉含量减少，可溶性糖（主要是葡萄糖和蔗糖）含量增多， 含糖量与温度呈负相关。可溶性糖的增多对抗寒有良好效果 脂肪也是保护物质之一。
第三节 植物的抗冻性
冻害 ：温度低于0℃以下时，植物 体内发生冰冻，因而受伤或死亡的 现象。
1
一、植物对冻害的生理适应
植物在长期进化过程中，对冬季的低温，在生长习性 方面有各种特殊适应方式。
一年生植物主要以干燥种子形式越冬；
大多数多年生草本植物越冬时地上部死亡，而以埋藏 于土壤中的延存器官（如鳞茎、块茎等）度过冬天；
（二）结冰伤害 细胞在零下低温的结冰有两种： 细胞间结冰: 细胞间隙中细胞壁附近的水分结成冰 细胞内结冰: 先在细胞质结冰，然后在液泡内结冰
细胞内结冰伤害的原因主要是机械的损害。冰晶体会破
大多数木本植物形成或加强保护组织（如芽鳞片、木 栓层等）和落叶。
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植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内发生 了一系列的适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐加强。 这种提高抗寒能力的过程，称为抗寒锻炼。
（一）植株含水量下降 随着温度下降，植株吸水较少，含水量逐渐下降。随着抗寒锻 炼过程的推进，细胞内亲水性胶体加强，使束缚水含量相对提 高，而自由水含量则相对减少。由于束缚水不易结冰和蒸腾， 所以，总含水量减少和束缚水量相对增多，有利于植物抗寒性 的加强。
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（二）抗冻蛋白（antifreeze protein，AFP） 抗冻蛋白是从耐冻的鱼，昆虫等过冬生物组织中提炼 出来的一类具有特殊功能的蛋白，它能抑制冰晶生长 速度，降低冰点，保护细胞核免受冷冻损伤。
植物本身可能也具有与动物中类似的抗冻蛋白，所以 抗冻蛋白是目前研究植物冻融伤害的主要对象。 目前已经发现约有30多种植物中含有AFP
（二）呼吸减弱 植株的呼吸随着温度的下降逐渐减弱，其中抗寒弱的植株或品种 减弱得很快，而抗寒性强的则减弱得较慢，比较平稳。细胞呼吸 微弱，消耗糖分少，有利于糖分积累；细胞呼吸微弱，代谢活动 低，有利于对不良环境条件的抵抗。
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（三）脱落酸含量增多 多年生树木（如桦树等）的叶子，随着秋季日照变短、气温降低， 逐渐形成较多的脱落酸，并运到生长点，抑制茎的伸长，并开始 形成休眠芽，叶子脱落，植株进入休眠阶段，提高抗寒力。
（二）外界条件
温度逐渐降低是植物进入休眠的主要条件之一。 光照长短可影响植物进入休眠，同样影响抗寒能力的 形成。光照强度与抗寒力有关。 土壤含水量过多，细胞吸水太多，植物锻炼不够，抗 寒力差。 土壤营养元素充足，植株生长健壮，有利安全越冬。12
从拟南芥中鉴定出的冷诱发基因与鱼编码抗冻蛋白的 DNA同源。 从沙漠生长的抗冻植物沙冬青种分离出3种抗冻蛋白。
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四、内外条件对植物抗冻性的影响
（一）内部因素 各种植物的产地不同，生长期长短不同对温度条件的 要求不同，抗寒能力也不同。 同一作物不同品种之间的抗寒性差别也是很明显的。 同一植物不同生长时期的抗寒性也不同。
坏生物膜、细胞器和胞质溶胶的结构，使细胞亚显微结
构的隔离被破坏，酶活动无秩序，影响代谢。
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植物抗冻原因：
1.细胞间结冰。细胞间隙处溶液浓度低，冰 点高，易结冰。吸引细胞内的水外流结冰。 实验证明，低温时液泡内的水流入胞间隙。 ⑴质膜内陷弯曲，扩大细胞排水面积。 ⑵脂质从膜上释放，增加膜的透水性。 ⑶质膜内陷，与液泡链接，为液泡内水的 外排提供通道。
2.过冷却：细胞液在其冰点下保持非冰冻状 态。
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三、抗冻基因和抗冻蛋白 （一）抗冻基因（antifreeze gene） 低温锻炼可以诱发100种以上抗冻基因的表达，例如拟 南芥的cor15 cor6.6，油菜的BN28、BN15等基因。这 些基因表达会迅速产生新多肽，在低温锻炼过程中一 直维持高水平。这些新合成的蛋白质组入膜内或附着 于膜表面，对膜起保护和稳定作用，从而防止冰冻损 伤，提高植物的抗冻性。
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• 所有cor基因启动子都带有冷调节元件 （CRT/DRE调节元件），由保守序列9bp
• TACCGACAT组成，核心序列5bpCCGAC • .这个调节元件如与转录活化因子结合,就能
刺激cor基因的表达。与此调节元件结合的 激活蛋白叫做CBF1。 • CBF1是小基因家族成员，这个基因家族包 括CBF1-4，其中CBF1-3基因除具有抗寒 作用外，还具有抗旱作用，所以又被称为 DREB1b,DREB 1c,DREB 1a.
（四）生长停止，进入休眠 冬季来临前，树木呼吸减弱，脱落酸含量增多，顶端分生组织的 有丝分裂活动减少，生长速度变慢，节间缩短。 核膜口关闭，核与细胞质间物质交换减少或中断，停止细胞分裂 生长使细胞代谢转为抗寒锻炼途径。抗寒基因启动表达，增强抗 寒力。
（五）保护物质的增多 在温度下降的时候，淀粉水解成糖比较旺盛，所以越冬植物体 内淀粉含量减少，可溶性糖（主要是葡萄糖和蔗糖）含量增多， 含糖量与温度呈负相关。可溶性糖的增多对抗寒有良好效果 脂肪也是保护物质之一。
第三节 植物的抗冻性
冻害 ：温度低于0℃以下时，植物 体内发生冰冻，因而受伤或死亡的 现象。
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一、植物对冻害的生理适应
植物在长期进化过程中，对冬季的低温，在生长习性 方面有各种特殊适应方式。
一年生植物主要以干燥种子形式越冬；
大多数多年生草本植物越冬时地上部死亡，而以埋藏 于土壤中的延存器官（如鳞茎、块茎等）度过冬天；