柑橙日灼病
冬瓜日灼病
冬季涂白的树
3.耐热性
植物对高温胁迫（high temperature stress
）的适应和抵抗能力称为耐热性（heat
resistance）。 最适温度
植
株
的
存
活 最低温度
最高温度
率
温度
嗜冷细菌
二.植物体的温度状况
1.喜冷植物：生长温度为在零上低温(0-20℃)，当
温度在15-20℃以上即受高温伤害。例如某些藻类、 细菌和真菌.
海栖热袍菌
棉花 喜温植物
一些作物的临界温度
本节小结
1.高温对植物的热害可分为：高温害和日灼伤害 2.植物对温度状况的分类可分为：
（1）喜冷植物 （2）中生植物 （3）喜温植物
3.农作物的临界温度
目录
第一节:高温伤害及植物耐热性的概述 第二节:高温对植物生理生化过程的影响 第三节:高温对植物伤害的生理及分子机制 第四节:植物耐热性的生理及分子机制 第五节:植物热激蛋白及其分子作用
高温对植物的伤害及耐热机制
闵 雄
1.高温害
• 高温害是高温 天气对开花至成 熟期作物产生的 热害，多发生在 我国南方早稻和 中稻抽穗、开花 到成熟期之间， 尤其进入盛夏酷 热较早的年份。
2.果树树木日灼伤
• 果树日灼是由强烈的太阳辐射增温所引起的果 树枝干伤害，也称灼伤。分为夏季日灼和冬季日 灼两类。
发财树 喜冷植物
2.中生植物： 生长温度为 10-30℃，超 35℃就会受伤 。例如水生和 阴生的高等植 物，地衣和苔 藓等。
水稻
3.喜温植物：其中 有些植物在45℃以 上就受伤害，称为 适度喜温植物，例 如陆生高等植物， 某些隐花植物。有 些植物则在65100℃才受害，称 为极度喜温植物， 例如蓝绿藻、真菌 和细菌等。
1.天 线 系统 2. 放 氧 复 合 物 3.反 应 中 心
(1)高 温 对 PSⅡ 天 线 系 统 的 影 响
高已有温实 验对显示P, 高S温Ⅱ导致影豌 响 的 主 要 部 位
豆捕光天线构象的变 化 。 Mohanty 等研究 发 现 , 高 温 引起豌豆磷酸化的 LHCⅡ数量 增加 ,并且磷酸化的 LHCⅡ从 堆垛区向 非堆垛区迁移 , 高温 还会影响与基粒区 相 连 的 LHCⅡ 的 捕 光 机 制 。另 有 实验表明热胁迫导致 LHCⅡ 从 PSⅡ 反 应中 心 脱 落。 但 Pospisil 和 Tyystjarvi 用 77K 发 射光 谱 揭 示 热 胁 迫 不 会 引 起 PSⅡ的 LHCⅡ 分离。
(2)高 温 对 放 氧 复 合 体 的 影 响
• 光合放氧是高等植物和 藻类PSⅡ特有的功能, 锰原 子形成锰簇催 化放氧反应 , 高温处理后锰簇从 PSⅡ反 应中心复合体中释放 , 引起 PSⅡ放氧活性的丧失。
• 一旦高温导致PSⅡ放氧 复合物失活 , 光合线性电子 传递势必会受 到抑制 。 线 性电子传递降低不仅导致光 合速率 降 , 而且还可能 导 致跨类囊体膜质子梯度的降 低 , 而跨类囊体膜质子梯度 与植物的光破坏防御机制密 切相关
1、在叶绿体中：
RuBP（1,5-二磷酸核
酮糖）2+.高O2 →温PG对A 呼吸作用的影响
（三磷酸甘油酸） +
磷酸乙醇酸 → 乙醇酸
2、在过氧化物酶体中：
乙醇酸→H2O2+乙醛酸 →＋谷氨酸→甘氨酸
3、在线粒体中：
2甘氨酸→丝氨酸＋ CO2
温度对呼吸作用的影响Байду номын сангаас度取决于呼吸作用的温度
系数（Q10）。高温下光呼吸的升高很快（快于暗呼 吸的升高），而光呼吸中乙醇酸氧化酶的Q10大于过 氧化氢酶的Q10，于是造成H2O2的积累。
光合作用普遍受到抑制。
• (2)叶绿素：叶片叶绿素含量变化是叶片生理活性变化的重要 指标之一，与光合速率大小具有密切关系。在高温胁迫下，
通常呈现出随着时间的延长叶绿素含量下降的趋势，胁迫开 始时叶绿素含量下降幅度较小，后期下降的幅度较大
(3)光合系统II：
PSⅡ 位 于 类 囊 体 膜 内侧,是光合电子传递 链 上第 一 个 多 亚 基 色 素 蛋白复合体,它能利用 光 能 推 动一 系 列 的 电 子 传递反应。
•光合放氧 是由锰簇完 成的，其根 本原因在于 锰簇的催化 放氧反应， 高温处理后 锰簇从OEC 中释放，导 致PSII放氧 活性的丧失。
组氨酸
放氧复合体中Mn簇的结构，4个锰原子依次连接于PSII的D1蛋白的氨基 酸残基上，O和Cl也参与Mn簇的形成。
(3)高温对PSⅡ反应中心复合物的影响
一 些 研究 表 明 高 温 胁 迫 可 导 致 PS Ⅱ 反 应 中 心 的 破 坏 , 抑制 激 发 能 从 天 线 色 素 蛋 白 到 PS Ⅱ 反 应 中 心 的 传递 , 并 可 导 致 激 发 能 更 多 的 由 PSⅡ 向 PSI 的 满 溢 等。Cao 和 Govinjee提 出 高 温 胁 迫 可 导 致 PSⅡ 有活 性 中 心 向 无 活 性 中 心 的 转 化 。
第二节：
高温对植物生理生化过程的影响
1.高温胁迫对光合作用的影响 2.高温胁迫对呼吸作用的影响 3.高温胁迫对蒸腾作用的影响 4.高温胁迫对植物体内渗透调节物质含量的影响 5.高温胁迫对植物体内抗氧化系统的影响 6.高温胁迫对植物激素的影响 7.高温胁迫对细胞超微结构的影响
1(1.)高气孔温：胁叶片迫是对植物光进行合光作合作用用的的主影要器响官，在高温胁迫下，
3.高温胁迫对蒸腾作用的影响
植物在面 对高温胁迫时， 出现蒸腾速率下 降的情况较多， 与植物的耐热性 相关。
蒸腾作用 在植物对水分、 矿质离子的吸收、 运输和降低叶片 温度方面具有重 要作用。
在一定温度范围内，温度升高叶片的气孔开度逐渐增大，加大了水分子从细胞
表面蒸发和通过气孔的扩散速率，温度的增加蒸腾速率会加快达到降温的作用，防 止叶片被高温灼伤。
在高等 植物体内 , 捕 光 色 素 蛋白复合 体 (LHC) 是一类捕获光能,并把 能量迅速传递到反应 中 心 引起 光 化 学 反 应 的 色 素 蛋 白 复 合 体 。PSⅡ 的LHCⅡ占光合膜中近50% 的 色 素 和 大 约 1 /3 的蛋 白质 , 生 理功 能 复 杂 且 易 被大量提取。