高温与植物耐热性关系的研究
高温与植物耐热性关系的研究田学军 (红河学院生物系,云南蒙自661100)摘要 高温对植物造成损伤并诱导植物产生热激反应。通过适当高温热驯,植物的耐热性将得到提高。热激蛋白、植物激素、抗氧化系统、膜脂等包含在植物耐热性中。其中,热激蛋白是植物耐热性的重要因子,而膜脂中饱和脂类的增加将提高植物的耐热性和细胞膜的稳定性。脱落酸和水杨酸预处理、激活植物抗氧化系统也能提高植物的耐热性。关键词 植物;高温;热激反应;耐热性中图分类号 Q945 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)01-00133-02StudyontheRelationshipbetweenHighTemperatureandHeatToleranceofPlantTIANXue2jun (DepartmentofBiology,HongheUniversity,Mengzi,Yunnan661100)Abstract Hightemperaturecauseddamageonplantandinducedplanttogenerateheatshockresponse.Theheattoleranceofplantwouldincreasethroughproperacclimationathightemperature.Therewereheatshockproteins,phytohormones,anti2oxidativesystems,membranelipidsandsooninplantwithheattolerance,inwhichheatshockproteinwastheimportantfactorforheattoleranceofplant,andtheincrementofsaturatedlipidsinmem2branelipidswouldenhancetheheattoleranceofplantandthestabilityofcellmembrane.Thepretreatmentswithabscisicacidandsalicylicacidandtheactivationofanti2oxidativesysteminplantalsocouldenhancetheheattoleranceofplant.Keywords Plant;Hightemperature;Heatshockresponse;Heattolerance 随着全球气候变暖的加剧,高温成了制约植物生长发育的主要非生物胁迫因子之一。它对植物生理造成的影响和植物对高温的反应是植物逆境生理学的重要研究课题。1 高温对植物生理的影响在高温胁迫下,所有生物都将产生热激反应(HeatShockResponse)。植物具有在高于适宜生长温度下存活的能力(基本耐热性)和获得抵抗热胁迫耐性的能力(获得性耐热性),能在数小时内迅速产生获得耐热性,以抵御致死高温。超过适宜生长温度10～15℃(亚致死范围),植物热激反应即被诱导[1]。热激反应的作用是:①保护细胞和生物体免受严重损害;②恢复正常的细胞活性和生理活性;③通过热激蛋白(HeatShockProteins,Hsps)的高水平表达而提高耐热性。高温对植物生理造成的影响包括:①光合作用受抑制、细胞膜损伤、细胞老化和死亡[2];②细胞蛋白质广泛降解和凝集,导致所合成的蛋白质错折叠和现有蛋白质变性[3];③基因表达全局转换,其中大多数基因的表达下降或者削弱,而热激基因迅速地高水平表达,使Hsps合成迅速增加[4]。2 植物的耐热性2.1 Hsps与植物的耐热性 热激基因所编码的Hsps根据分子量大小分为5个家族,即Hsp100(Clp)、Hsp90、Hsp70(DnaK)、chaperonins(GroELandHsp60)、thesmallHsps(sHsps)[5]。Hsps通过2个途径减少热胁迫对细胞造成的有害影响:①抵制蛋白质变性和聚集,以保证高温胁迫下许多分子蛋白质的正确功能;②包括泛蛋白(Ubiquitin)和某些蛋白酶在内的Hsps诱导非天然蛋白质的降解[6]。2.1.1 sHsps。在热胁迫下,sHsps的合成占优势,是植物产生耐热性的主要热激蛋白[7],并且植物的耐热性与sHsps的水平呈正相关[1]。sHsps的积累程度则决定于热激温度和热激时限[8]。热处理后,西红柿线粒体sHsp基因Lehsp23.8非常高水平地表达[9]。转基因烟草Lehsp23.8过表达后提高了耐热性,而反义植物表现为热敏性[10]。由此可见,植物耐热作者简介 田学军(1962-),男,云南泸西人,副教授,从事植物逆境生理和资源植物研究。收稿日期 2007207208性的改进需要sHsps。2.1.2 Hsp70。拟南芥(Arabidopsisthaliana)和菠菜Hsp70基因表达序列分析证实,Hsp70侣伴成员在热、冷、干旱等环境胁迫乃至化学和其他胁迫反应中被表达[11],并且耐热性的获得与Hsp70的过表达呈正相关[12]。2.1.3 Hsp100与Hsp90。Hsp100家族在热胁迫及高盐、失水、脱落酸和冷胁迫下均表达,在获得性耐热性中起重要作用。转基因拟南芥比正常植株表达更少的Hsp101,植物获得耐热性严重减少[13]。拟南芥Hsp100家族的Athsp101是耐热性所必需的。Hsp90蛋白质在胁迫反应中表达增加[14],起保护和调节作用。在拟南芥中,Hsp90对热、冷、盐胁迫及重金属、植物激素和光能做出应答。2.2 激素与植物的耐热性 脱落酸、水杨酸等植物激素包含在植物的获得性耐热性中。经脱落酸预处理,雀麦草[15]、玉米[16]、拟南芥[17]耐热性都有所提高。脱落酸转录因子ABF3过表达使植物获得对高温、冷冻、寒害氧化胁迫和干旱的抗性[18]。在致死热处理前,经水杨酸、氨基环烷羧酸(乙烯的前体)和脱落酸预处理的拟南芥幼苗存活率分别提高了约5、3和2倍,并且减少了热胁迫诱导的氧化损伤[17]。2.3 膜脂的饱和度与植物的耐热性 许多研究证实,提高膜脂中饱和脂肪酸水平,植物将有更强的耐热性。通过基因修饰使不饱和脂肪酸水平下降的烟草在高温下存活时间更长[18],耐热小麦品种较热敏性品种有更多饱和的膜脂[19]。2.4 抗氧化系统与植物的耐热性 热胁迫导致活性氧中间体(ReactiveOxygenSpecies,ROS)产生,ROS进一步损害细胞膜,植物则通过酶和非酶抗氧化剂系统来清除体内的ROS。热驯或热胁迫可激活和提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)的含量[2,21-22],以清除植物体内因热激诱导产生的ROS,降低ROS对细胞膜的损伤,提高植物的耐热性。显然,抗氧化防卫机制是植物热适应的一个组成部分,植物的耐热性与抗氧化防卫系统的强度相关。2.5 局部热胁迫、机械损伤与植物的耐热性 植物受到局部热胁迫、机械损伤等将使Hsps受到系统诱导。Hamilton等检测了烟草单个叶片受到热激、机械损伤或外源使用甲基茉安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(1):133-134 责任编辑 理雪莲 责任校对 马君叶莉酸处理反应后Hsps的系统诱导情况,发现所有处理都产生丰富的Hsp70家族成员,产生一种或多种sHsp(16～23kDa)[23]。该研究首次证实,植物Hsps能被系统诱导,Hsps的系统诱导在叶片对胁迫的预适应(耐热性)中具有重要的作用。3 展望在搞清植物耐热性分子机理的基础上,人们有望培育出耐热性更强的作物品种。鉴于像Hsp101这样的Hsps过表达对植物的正常生长发育无有害作用,人们可将这样的基因导入农作物。经激素等预处理,能提高植物的耐热性。在农业生产中,可通过喷撒植物激素等措施缓解高温对植物幼苗的损伤。参考文献[1]SUNW,MOTANGUMV,VERBRUGGENN.Smallheatshockproteinsandstresstoleranceinplants[J].BiochimBiophysActa,2002,1577:1-9.[2]XUS,LIJ,ZHANGX,etal.Effectsofheatacclimationpretreatmentonchangesofmembranelipidperoxidation,antioxidantmetabolites,andultrastructureofchloroplastsintwocool2seasonturfgrassspeciesunderheatstress[J].Environ2mentalandExperimentalBotany,2006,56:274-285.[3]YOUNGTE,LINGJ,GEISLER2LEECJ,etal.Developmentalandthermalregulationofthemaizeheatshockprotein,HSP101[J].PlantPhysiology,2001,127:777-791.[4]MILLERG,MITTLERR.Couldheatshocktranscriptionfactorsfunctionashy2drogenperoxidesensorsinplants[J].AnnalsofBotany,2006,98:279-288.[5]KRISHNAP.Plantresponsestoheatstress[J].TopicsinCurrentGenetics,2003,4:73-102.[6]GURLEYWB.HSP101:Akeycomponentfortheacquisitionofthermotoleranceinplants[J].PlantCell,2000,12:457-460.[7]MAESTRIE,KLUEVAN,PERROTTAC,etal.Moleculargeneticsofheattol2eranceandheatshockproteinsincereals[J].PlantMolecularBiology,2002,48:667-681.[8]HOWARTHCJ.Molecularresponsesofplantstoanincreasedincidenceofheatshock[J].PlantCellEnviron,991,14:831-841.[9]SHONOM,LIUJ,SANMIYAK,etal.Functionalanalysisofmitochondrialsmallheatshockprotein[R].Tokyo:JIRCAS,2002:17-23.[10]SANMIYAK,SUZUKIK,EGAWAY,etal.Mitochondrialsmallheat2shockproteinenhancesthermotoleranceintobaccoplants[J].FEBSLetters,2004,557:265-268.[11]LINBL,WANGJS,LIUHC,etal.GenomicanalysisoftheHsp70superfam2ilyinArabidopsisthaliana[J].CellStressChaperones,2001,6:201-208[12]SUNGDY,VIERLINGE,GUYCL.Comprehensiveexpressionprofileanaly2sisoftheArabidopsisHsp70genefamily[J].PlantPhysiol,2001,126:789-800.[13]QUEITSCHC,HONGSW,VIERLINGE,etal.Heatshockprotein101playsacrucialroleinthermotoleranceinarabidopsis[J].ThePlantCell,2000,12:479-492.[14]KRISHNAP,GLOORG.TheHsp90familyofproteinsinArabidopsisthaliana[J].CellStressChaperones,2001,6:238-246.[15]ROBERTSONAJ,ISHIKAWAM,GUSTALV,etal.Abscisicacid2inducedheattoleranceinBromusinermisLeysscell2suspensioncultures.Heat2stable,abscisicacidresponsivepolypeptidesincombinationwithsucroseconferen2hancedthermostability[J].PlantPhysiol,1994,105:181-190.[16]GONGM,LIYJ,CHENSZ.Abscisicacid2inducedthermotoleranceinmaizeseedlingsismediatedbycalciumandassociatedwithantioxidantsystems[J].JPlantPhysiol,1998,153:488-496.[17]LARKINDALEJ,KNIGHTMR.Protectionagainstheatstress2inducedoxida2tivedamageinArabidopsisinvolvescalcium,abscisicacid,ethylene,andsali2cylicacid[J].PlantPhysiol,2002,128:682-695.[18]KIMJB,KANGJY,KIMSY.Over2expressionofatranscriptionfactorregu2latingABA2responsivegeneexpressionconfersmultiplestresstolerance[J].PlantBiotechnologyJournal,2004,2:459-466.[19]GROVERA,AGARWALM,KATIYAR2ARGARWALS,etal.Productionofhightemperaturetoleranttransgenicplantsthroughmanipulationofmembranelipids[J].CurrSci,2000,79:5.[20]YANGJF,CHENGBS,WANGHC.Influenceofhightemperatureandlowhumidityonthefattyacidcompositionofmembranelipidsinwheat[J].ActaBotSin,1984,26:386-391.[21]SHIWM,MURAMOTO,UEDAAYA,etal.CloningofperoxisomalascorbateperoxidasegenefrombarleyandenhancedthermotolerancebyoverexpressinginArabidopsisthaliana[J].Gene,2001,273:23-27.[22]WANGW,VINOCURB,SHOSEYOVO,etal.Roleofplantheat2shockpro2teinsandmolecularchaperonesintheabioticstressresponse[J].TRENDSinPlantScience,2004,9:244-252.[23]HAMILTONEW,COLEMANJS.Heat2shockproteinsareinducedinun2stressedleavesofNicotlanaattenuate(Solanceae)whendistantleavesarestressed[J].AmericanJournalofBotany,2001,88(5):950-955.(上接第126页)还可以直接影响叶肉细胞的光合活性。随着VPD的增加,羧化效率和最大光合能力下降。许大全认为,晴天时大豆叶片光合速率中午降低的主要原因,不是空气CO2浓度、气孔导度和光呼吸的变化,而可能是光抑制[4]。Sing等在对Populusdeltoids进行研究时,认为在夏季植物通过关闭气孔来降低蒸腾,光合的午间降低是由气孔关闭导致的,而非光抑制[5]。可见,对于不同的植物,在不同的环境条件下引起光合午休的原因是不同的。植物通过调节它们的生理代谢来实现对环境变化的适应。在该试验中,黄晶菊的净光合速率日变化呈单峰型,其余3种都是双峰型或近似双峰型。黄晶菊的Pn峰值出现在13:00,此时环境PAR
高温胁迫对植物生理方面的影响
高温胁迫对植物生理方面的影响
高温胁迫是指环境中温度的升高对植物生理和生态系统的影响。高温胁迫引起了植物生长、发育、光合作用和生理代谢等方面的各种适应性反应。本文将重点介绍高温胁迫对植物生理方面的影响。
1. 光合作用
高温胁迫对植物的光合作用有着深远的影响。在高温下，光合作用受到影响，导致光合色素失活，光合电子传递链的运作受到影响，从而导致光合作用产物的减少。另外，在高温下，植物叶片内的氧化还原状态发生改变，导致光能利用效率降低。
2. 植物生长和发育
高温胁迫会对植物的生长和发育产生不良影响。在高温下，植物的细胞伸长速度减缓，生长停滞并且导致生长发育畸形。这些影响会降低植物的生长速度和产量，进而对农业生产造成巨大损失。
3. 生理代谢
高温胁迫导致植物内部的代谢活动发生变化。这种变化可以由多种形式的调节作用引起，包括细胞色素P450（CYP450）代谢酶，脱落酸（ABA）和低分子物质等。在高温下，膜脂过氧化物生成率和含丙二醛（MDA）含量增加，代表氧化应激的超氧化物歧化酶（SOD）等酶活性下降。同时，植物内部的HSP（热休克蛋白）会被激活以应对高温胁迫。
4. 植物耐热性
植物的耐热性是指在高温下的生长和发育适应性。高温处理可以增强植物的耐热性。在高温下，植物的内部产生许多热休克蛋白（HSP），这些HSP可以保护和修复氨基酸、蛋白质等生物分子，从而增强植物的耐热性。
总之，高温胁迫对植物生理方面的影响非常广泛。理解高温胁迫对植物的影响可以帮助我们选择更适合的作物品种，并制定相应的栽培措施，更好地应对气候变化对农业生产带来的风险。
棉花抗热性与高温诱导可溶性蛋白质的关系
２００６年第６期 耕作与栽培 ・３・
棉花抗热性与高温诱导可溶性蛋白质的关系
丁自立 杨国正 吴金平
（１．华中农业大学植科院湖北武汉４３００７０；２．湖北省农业科学院）
摘要选用抗虫棉品种ＤＰ，彩色棉品种Ｌｖ和ＺＨ，研究棉
花萌动期、子叶期、１叶期和自然高温期热激处理与对照可
溶性蛋白含量的差异。结果表明：萌动期、子叶期、１叶期热
激和自然高温期，ＤＰ可溶性蛋白质总含量分别比对照提高
１０．２４％、１３．１１％、１５．０９％、７４．３６％；ＬＶ分别比对照提高 ４．２７％、８．４７％、１６．４８％、５３．４９％；ＺＨ分别比对照提高
１５．８３％、１１．２２％、１７．８６％、１８．１８％。 关键词 棉花热激可溶性蛋白质
植物从营养生长转向生殖生长是植物生长到一定阶段
后才实现的，这一转变在多种植物中受到光、温等外因的调
控。热激处理可对植物产生极深远的影响Ｌｌ】，热激反应主要
标志是热激蛋白（ＨｓＰｓ）的合成，如ＨＳＰｓ与棉花高温期蕾铃
脱落的关系Ｌ２】，与植物的抗逆性［ ］等。但从国内外目前的研
究进展看，尚未见到棉花热激产生的蛋白质与品种抗热性关
系的报道。为此本文在研究棉花热激与其抗热性的关系基 础上，测定其可溶性蛋白质，旨在通过生理指标早期鉴定棉
花基因型的抗热性。 在２０℃条件下浸种１２ｈ后，播种于装有蛭石，底部打孔
的塑料杯（高１０ ｃｍ，中部直径８ ｃｍ）中，浇透水，在２５℃培养
室（光：暗＝１２ｈ：１２ｈ）育苗，待蛭石发白时再浇透水。分３期
播种，使得第３期处于萌动期时，第１期达Ｉ叶期，第２期达
子叶期。将上述３个时期材料各分成２份：Ｉ份从２５℃直接
移人４２℃，相对湿度６５％的人工光照培养箱，处理２ｈ（即热
激处理）；另Ｉ份为对照。同一天内分别提取棉花萌动期（去 壳后的全部器官）、子叶期和１叶期叶片中的可溶性蛋白质，
３次重复。
萌动期种子播种于大田，３个品种分热激和对照共６个
植物耐热性的分子机制研究进展
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植物耐热性的分子机制研究进展
作者：鞠冠华等
来源：《长江蔬菜·学术版》2012年第12期
摘 要：高温胁迫会使植物产生损伤，影响植物的生存，植物通过热激反应来应对热胁迫，如热激蛋白、抗氧化剂、植物激素、渗透调节物质、光合作用和蒸腾作用、细胞膜稳定性、产生挥发有机物及共生关系等在植物的热激反应途径中具有重要作用。Hsfs、MBF1c、APX1、Zats、DREB2A/2C及WRKY等转录因子在热激反应中传递放大信号，对提高耐热性至关重要。综述了植物耐热性的分子机理及分子生物学研究进展，以期为提高植物的耐热性及耐热性植物的选育提供指导。
关键词：热激反应；耐热机制；转录因子；遗传规律分析
植物在生长发育过程中会受到各种非生物因子的胁迫，其中温度对植物生长发育的影响尤其严重。近年来，随着全球“温室效应”的加剧，气温上升，植物面临着高温的胁迫。一般认为，当温度高于环境温度10～15℃时，植物就会产生热激反应（heat shock response），在数小时内迅速获得耐热性，以抵御致死高温[1]。但是高温会影响植物的各种生理生化过程，如抑制光合作用、改变细胞膜稳定性、改变激素和次级代谢物的合成，甚至导致植物死亡[1]，因此，探究植物耐热性机理和分子机制对于提高植物耐热性及植物的引种选育都具有指导意义。
1 植物耐热性的分子机理
植物在长期的进化过程中形成了各种机制使其在温度升高的情况下得以生存，包括遗传机制、形态适应、短期的逃避机制（改变叶片方向和蒸腾作用等）、细胞生理反应等。
1.1 热激蛋白（Heat shock proteins，Hsps）
陆地上的植物通常一年四季都暴露在外界大范围的温度波动当中，和许多动物不同的是，植物固定在一个地方生长，且不能逃脱它所不适宜的温度环境。为了生存，植物必须能够预期到即将面临的为害，然后在细胞中表达和积累所谓的热休克蛋白（Hsps）基因，从而来对抗热损伤。
玉米开花期耐热性机理与分子遗传研究进展
广东农业科学２０１１年增刊
玉米开花期耐热性机理与分子遗传研究进展
李余良，胡建广，刘建华，郑锦荣
（广东省农科院作物研究所，广东广州５１０６４０）
摘要：高温胁迫是影响玉米开花期生殖生长和发育的主要因素。从高温对开花期的影响、玉米耐热性的研究方法、耐热性机理及耐热性分子遗传研究等方面论述此领域的研究进展，有助于加强对玉米耐热性的认识及开展相关遗传育种研究。关键词：玉米；开花期；耐热性；分子遗传中图分类号：￥５０３．４文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２０１１）２５—０００５—０４
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ＵＹｕ—ｌｉａｎｇ，ＨＵＪｉａｎ—ｇｕａｎｇ，ＬＩＵＪｉａｎ—ｈｕａ，ＺＨＥＮＧＪｉｎ－ｒｏｎｇ（ＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｅｓｓｉｓａＩｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｏｎｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｇｒｏｗｔｈｏｆｍａｉｚｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｏｍｅａｄｖａｎｃｅｓｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｍａｉｚｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇ，ｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｇｅｎｅｔｉｃｓｆｏｒｈｅａｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｈｅｌｐＵＳｅｎｈａｎｃｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｈｅａｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ，ｇｅｎｅｔｉｃａｎｄｂｒｅｅｄｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｉｚｅ；ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ；ｈｅａｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒｇｅｎｅｔｉｃｓ
高温胁迫下植物抗性生理研究进展
高温胁迫下植物抗性生理研究进展《园林科技》 2008年01期
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商侃侃 张德顺 王 铖
（上海市园林科学研究所 200232）
摘要：温度是影响植物生理过程的重要生态因子，全球变化使得高温热害变得非常突出，成为限制植物分布、生长和生产力的一个主要环境因子。本文综述了热胁迫对植物细胞膜的伤害、生理活动的影响和植物应对高温的生理生化变化及其机理，以期为绿化植物的引种驯化、珍稀濒危植物的迁地保护和植物良种的选育和选择提供理论依据。
关键词：高温胁迫；生理生化效应；热激蛋白
频繁的人类活动排放了大量的温室气体，使其在大气中的含量逐步上升，导致了全球气候的变暖，在最近的100年内全球气温上升了大约0.3~0.6℃[1]，并有逐年上升的趋势，预计到2100年全球气温将再升高5.5K[2]。同时，全球变暖也会引发极端气候的频繁发生，如局部地区的异常高温、干旱等[3~6]。城市化导致的热岛效应，使城市局部地区的温度更高，有些城市的热岛效应影响高达10℃[5]。这些都使得高温热害变得非常突出，影响了植物的生理生态过程[7]，成为限制植物分布、生长和生产力的一个主要环境因子[8~10]。
植物抗逆性潜能和特殊生境下植物的生态适应机制，是当前植物生理生态学研究的热点问题之一[11]。而植物对胁迫的生理响应往往先于外在形态表现。本文综述了热胁迫对植物细胞膜的伤害、生理活动的影响和植物应对高温的生理生化变化及其机理，以期为绿化植物的引种驯化、珍稀濒危植物的迁地保护和植物良种的选育和选择提供理论依据。
1高温对植物的膜伤害
1.1细胞膜结构
细胞膜作为联系植物细胞与外界环境的介质，它的组成、性质与细胞所处的环境息息相关，而外界环境对植物的胁迫危害首先在膜系统中表现出来。高温是改变生物膜结构和破坏其功能的一个重要的胁迫因子，所以细胞膜被认为是受热害影响的主要部位。高温胁迫改变了膜脂组成，破坏了内质网、高尔基体和线粒体等内膜系统的结构完整性，膜上离子载体的种类和作用发生改变，从而导致了膜的选择性吸收的丧失和电解质的渗漏[3,12]。Barger[13]认为细胞膜中饱和脂肪酸的含量越高，越不容易受到高温热害而发生破坏和液化，其抗热性也就越强。植物经过适当的高温锻炼之后，其细胞膜中的不饱和脂肪酸含量明显上升。Sharkey[14]也认为通过改变类囊体膜脂质成分能够提高植物抵抗适度高温的能力。此外,也有研究发现，膜脂中亚油酸和棕榈酸含量与柑桔的抗热性呈正相关，亚麻酸含量、亚麻酸/亚油酸和亚麻酸/棕榈酸的比值均与其抗热性呈负相关[15]。因此，细胞膜不饱和脂肪酸的含量可以作为植物抗热性的指标之一。
高温对月季部分形态、生理指标的影响研究
第２７卷第７期２００８年７月 种子（Ｓｅｅｄ） Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２００８ 高温对月季部分形态、生理指标的影响研究 胡永红，蒋昌华。 （上海植物园， 秦俊。奠健彬 上海２００２３１） 摘要：以６个不同耐热性能的月季品种在常温和高温下的形态指标、生理指标的变化为对象，研究形态指标、生理指标与 耐热性的相关性。结果表明，在高温下，月季品种的形态指标、生理指标比常温下均有不同程度的下降，耐热品种的下降 幅度明显小于不耐热品种，且形态表现与生理变化相一致。本文所述的形态、生理指标的变化与月季品种的耐热性直接 相关。 关键词：月季；高温；形态指标；生理指标 中图分类号：Ｓ６８５．１２ 文献标志码：Ａ 文章编号： １Ｏ０１－４７０５（２ｏ０８）０７－００２６－０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ， Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｒｏｓｅ ＨＵ Ｙｏｎｇ－ｈｏｎｇ，ＪＩＡＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｈｕａ，ＱＩＮ Ｊｕｎ，Ｍｏ Ｊｉａｎ－ｂｉｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｉｎ ６ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｈｉ— ｎａ ｒｏｓｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｈｅａｔ—ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｉｎ ｎｏｒｍａｌ ａｎｄ ｈｉ ｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ ｒｏｓｅｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｎｅ，ａｎｄ ｔｈｅｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｅａｔ—ｉｎｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｖａｒｉｅｔｙ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｈｅａｔ—ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｎｅｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ．Ｓｏ，ｔｈｅ ｈｅａｔ—ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ ｒｏｓｅｓ ｒｅｌａｔｅｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｔｏ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉ ｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｈｉｎａ ｌｏｓｅ；ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ 月季（Ｒｏｓａ ｃｈｉｎｅｎｓｅｓ）是蔷薇科蔷薇属连续开花 植物，原产我国，栽培历史悠久，是目前世界上品种最 多的名贵花木之一。大多数月季品种最适温度白昼为 ｌ５～２６℃，夜晚为ｌ０～ｌ５℃。夏季温度持续３０℃以 上时，进入半休眠，能耐３５℃高温。由于“温室效应” 现象日益明显，全球气温持续升高，尤其是我国长江流 域的夏季高温已经成为制约植物生长和发育的主要环 境因子，植物生长发育面临高温逆境的严峻挑战。月 季在高温季节就普遍存在以下问题：（１）夏季高温导 致月季花芽停止分化而转化为营养生长，结果使不耐 热品种夏季不开花，生长不良。（２）由于夏季高温高 湿而导致月季病虫害加重，如黑斑病、白粉病尤其普 遍，严重影响月季的生长发育。 高温影响植物生长发育的本质是对植物内部生理 收稿日期：２００８—０２－２９ 作者简介：胡永红（１９６８一），男，河南洛阳人；博士，高工，主要从事园林 植遗传研究。 通讯作者：蒋昌华（１９６７一），男，江西广丰人；博士研究生，工程师，主要 从事园林植物抗性生理研究；Ｅ—ｍａｉ１：０５１０２３０４６＠ｆｕｄａｎ．ｅｄｕ． ｅｌｌｏ ・２６・ 的干扰。高温胁迫诱导光合系统（ＰＳ）有活性中心向 无活性中心的转化，从而降低净光合速度¨ 。高温可 引起叶绿素的降解，造成ＣＯ：溶解度、１，５一二磷酸核酮 糖羧化酶（Ｒｕｂｉｓｃｏ）对ＣＯ：的亲和力以及光合系统中 关键组分热稳定性的降低，这些都会影响到植物的光 合速率 。耐热品种在高温下净光合速率降低程度 要比热敏感品种低 Ｊ。细胞间隙ＣＯ：补偿点均与各 品系耐高温能力呈负相关，各品系光补偿点（ＬＣＰ）与 其耐高温能力亦呈负相关 Ｊ。品种耐热性与蒸腾速 率成正相关，且由常温转至高温时蒸腾速率提高的比 率则与品种的耐热性成反比，这与叶片含水量降低一 致，再次表明耐热品种在高温下失水较慢 Ｊ。当达到 胁迫温度时，气孔开度要变小，蒸腾能力随之下降，叶 温上升，植物正常的生理代谢活动都会被扰乱。相对 含水量（ＲＷＣ）是反应植物水分状况的参数，逆境中植 物叶片相对含水量的大小，可以部分反映植物抗热性 的能力 引。 高温下，耐热强度明显差异的月季品种的形态特 征表现出明显差异，其生理指标表现也存在差异。
3种蔬菜品种耐热耐湿性鉴定及其生理生化指标的研究
3种蔬菜品种耐热耐湿性鉴定及其生理生化指标的研究
[目的]筛选蔬菜优良耐高温高湿资源，培育耐高温高湿品种。[方法]选取3个品系（生菜、菠菜、青菜）15份不同蔬菜材料，在不同温度和湿度下对其分别进行高温高湿处理，筛选适宜苏南夏季气候特征的蔬菜品种。[结果]生菜中的极品红油麦、菠菜中的香港速生大叶菠菜、青菜中的东方2号为耐热和耐湿品种。[结论]该研究为降低高温高湿胁迫对蔬菜产量的影响提供了理论依据。
标签： 生菜;菠菜;青菜;耐热;耐湿;生理生化指标
温度是影响植物生长发育的主要环境因素之一。植物的不同生育阶段均有一定的最低、最适和最高温度，即三基点温度。一般认为最高温度即完成其生育的最高临界温度。高温胁迫引起植物生理和生化代谢紊乱和结构的破坏，如夏季高温天气常常使作物生殖器官发育不良，光合作用受阻，生育期缩短，结实率降低，落花落果，产量和品质下降等。
水分状况是影响植物分布、生长发育的环境因子，植物对环境水分的需求有其临界值和最高点。土壤过湿，水分处于饱和状态，土壤含水量超过田间最大持水量，这种现象成为湿害。在农业生产上，植物的湿害不如干旱普遍，但是在某些地区或某个时期，湿害可能造成严重的危害。如在雨量大、排水不良或地下水位过高的土壤和低洼、温室设施等常会出现水分过多、空气湿度过大造成对植物的危害。
苏南地区属亚热带湿润季风气候，具有四季分明、季风显著、冬冷夏热、春温多变、秋高气爽、雨热同季、雨量充沛、降水集中、梅雨显著、光热充沛、气象灾害多发等特点。
青菜、蔬菜、生菜是苏南地区的四季栽培蔬菜，在苏南气候条件下，夏季高温多雨对其构成了高温和高湿胁迫，所以青菜、菠 菜、生菜在夏季生产中往往表现生长缓慢，死苗率高，病虫害严重，叶片易变黄、腐烂等[1]，因此夏季栽培中筛选耐高温高湿的品种成为青菜新品种选育的重要目标之一。鉴于此，笔者选取3个品系（生菜、菠菜、青菜）15份不同蔬菜材料，在不同温度和湿度下对其分别进行高温高湿处理，筛选适宜苏南夏季气候特征的蔬菜品种，旨在降低高温高湿胁迫对蔬菜产量的影响。
植物抗逆性与气候变化的关系
植物抗逆性与气候变化的关系
随着气候变化的日益加剧，全球范围内对植物抗逆性的研究日渐显得重要。植物抗逆性是指植物面对逆境条件时对逆境因素的耐受能力和适应能力。这些逆境因素包括高温、低温、干旱、盐碱等不适宜的环境条件。本文将探讨植物抗逆性与气候变化之间的关系，并分析其影响与应对策略。
一、气候变化对植物抗逆性的影响
1. 高温与植物抗逆性
随着全球气温的上升，高温对植物的影响变得愈发重要。高温会导致植物受热胁迫，造成光合作用受损、水分蒸发过快、酶活性下降等一系列问题。这些因素使得植物无法正常生长和发育，甚至引发光合作用反应中的复杂病变。因此，植物需要提升自身的耐热能力来抵抗高温对其的伤害。
2. 低温与植物抗逆性
低温是另一个常见的气候因素，对植物的生长和发育产生明显影响。低温会导致植物受冷胁迫，影响植物细胞内的生理代谢和细胞结构。同时，低温还会破坏植物细胞膜的完整性，导致细胞脱水和离子渗漏。植物为了应对低温逆境，会通过积累特定的耐寒蛋白、调节细胞膜的结构和功能，以及改变细胞代谢途径等方式来提高低温逆境的抗性。
3. 极端干旱与植物抗逆性 气候变化的另一个表现形式是干旱，尤其是极端干旱条件下，会给植物的生存带来巨大挑战。干旱导致土壤中的水分减少，植物难以正常通过根系获取所需水分，进而导致植物脱水，失去正常的生长活力。为了应对干旱逆境，植物会通过闭气孔、调节根系结构和功能、调控激素合成等机制来降低水分流失、提高对干旱的耐受能力。
4. 盐碱胁迫与植物抗逆性
盐碱胁迫也是植物在气候变化中面对的重要逆境因素。过量的盐碱会对植物细胞内部的渗透压、离子平衡和酶活性等产生负面影响。植物为了应对盐碱胁迫，通常会通过分泌次生代谢产物、调节根系结构、增加离子通道和转运蛋白等途径来提高对盐碱逆境的耐受能力。
二、植物抗逆性与气候变化之间的互动关系
植物抗逆性与气候变化之间存在相互作用关系。一方面，气候变化对植物抗逆性的要求越来越高，植物需要在逆境条件下快速适应，并进行基因调控和表达调整，以确保其生存和繁衍。另一方面，高效的植物抗逆性可以有助于调节气候变化。植物逆境响应过程中释放出的挥发性有机物和气孔调节能力，可以对局部和全球气候产生一定的调节作用。
植物耐热生理生化指标研究进展
黔南民族师范学院学报２００７年第３期
植物耐热生理生化指标研究进展
黄希莲，宋丽莎
（黔南民族师范学院生命科学系，贵州都匀 ５５８０００）
摘要：本文概述了高温逆境下植物体内与耐热性相关的一些生理生化指标的变化情况。
关键词：植物；耐热性；生理生化指标 中图分类号：Ｑ９４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—６７６９（２００７）０３—００２３—０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ Ｈｅａｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ
ＨＵＡＮＧ Ｘｉ—ｌｉａｎ． Ｓ０ＮＧ Ｌｉ—ｓｈａ
（Ｌｉｆｅ ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｅｐｔ．，Ｑｉａｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｄｕｙｕｎ ５５８ｏｏＯ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｓｈｉｐ ａｍｏｎｇ ８０ｍｅ ｏｆ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ，ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ￣ａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅａｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎｔ；ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ
温度是制约植物产量和品质的主要环境因子。近年来，温室效应导致全球气温上升，植物生产面临
高温逆境的严峻挑战，因此，研究植物的高温伤害及其生理生化基础，将有助于在实际生产中采取相应
措施减轻植物高温伤害，并为筛选抗高温基因型植物提供有效的途径，同时对抗热胁迫的基础理论研究
也具有重大意义。为此，本文就近年来植物在耐热性生理生化指标的有关研究动态及进展做一概述，旨
在为植物耐热生理的研究提供参考。
１ 高温逆境下植物细胞膜透性的变化
适合高温的植物
适合高温的植物
适合高温的植物
植物在不同的气候条件下具有适应性，有些植物能够在高温环境下生长繁衍。适合高温的植物通常具有一定的耐热性、耐旱性和耐寒性，并能够有效利用阳光和水分资源进行光合作用。在本文中，将介绍几种适合高温的植物以及它们的特点和适应性。
1. 仙人掌
仙人掌是一种生长在干旱地区的多肉植物，其适应高温的能力出众。仙人掌的茎体厚实，能够储存大量的水分，因此能够在干燥和高温的环境下生存。同时，仙人掌的叶片退化，减少了水分蒸腾的表面积，从而减少水分的流失。仙人掌能够通过光合作用吸收太阳能，并将其储存为营养物质。
2. 沙漠杨树
沙漠杨树是一种耐旱、适应高温的乔木植物。它生长在沙漠和干旱地区，具有高耐热性和耐寒性。沙漠杨树的叶片具有厚实的角质层，能够减少水分的蒸腾。同时，沙漠杨树的根系发达，能够深入地下获取水分资源。沙漠杨树还具有抗风沙的特性，能够抵挡沙尘暴的侵蚀。
3. 石莲花 石莲花是一种适应高温的多年生草本植物，它生长在高山的裸岩上。石莲花具有耐旱性和耐寒性，能够在高温和干燥的环境下生存。石莲花的叶片是皮质化的，能够减少水分的蒸腾。同时，石莲花的根系发达，能够利用雨水渗透到石缝中的水分资源。石莲花还能够通过低温诱导的抗冻蛋白进行抗寒，使其能在严寒的冬季继续生长。
4. 荷花
荷花是一种适应高温环境的水生植物，它生长在热带和温带地区的水域中。荷花能够利用水中的养分进行光合作用，而且喜欢充足的阳光。荷花的叶片宽大而厚实，能够在高温下保持水分和避免过度蒸腾。同时，荷花的花茎伸长，使花朵远离水面，减少了由于水体温度升高引起的花蕾杀伤。
5. 仙客来
仙客来是一种耐热的观赏植物，其花色鲜艳且形态多样。仙客来适应高温的能力是因为其叶片具有厚度适中的角质层，能够减少水分流失。仙客来还具有较高的抗逆性，能够忍受高温环境下的光强和气候波动。
适合高温的植物通过各自的适应性，能够在极端的气温条件下生长繁衍。它们的耐旱耐寒性和能够充分利用光合作用的特点使得它们能够适应高温环境下的生活。研究和保护适应高温的植物对于应对气候变化和保护生态环境具有重要意义。