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近期冷空氣活動頻繁,隨著“冷氣”吹過來,仿佛昨天還在過夏天,今天直接過“深秋”!大江南北、瑟瑟發抖、冷成一團!
圖源:小品《紅高粱模特隊》
天冷了,我們(men) 可以穿秋褲,再冷一些,我們(men) 可以穿棉褲。歌裏唱的好“大棉襖來二棉褲,裏頭是羊皮外麵裹著布,哪怕外麵零下四五十度,穿上它咋冷咱也不打怵······”可是,植物該如何度過著漫漫寒冬呢?
今天,就讓我們(men) 一起來探尋植物抗寒的奧秘吧!看看它們(men) 都有哪些抗寒奇招!其實,植物的抗寒力與(yu) 許多因素有關(guan) ,其中的一類被稱為(wei) 植物激素的有機物就和植物抗寒力有很大的關(guan) 係。
植物激素是什麽(me)
植物激素是指一些在植物體(ti) 內(nei) 合成,並從(cong) 產(chan) 生之處運送到別處,對生長發育產(chan) 生顯著作用的微量有機物,也稱為(wei) 植物天然激素或植物內(nei) 源性激素。
缺少植物激素——生長素的植物(右)會(hui) 生長異常(圖源/Wiki)
已知的植物激素有六大類,即生長素、赤黴素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯和油菜素甾醇。以及新近發現發的植物激素,如多胺、水楊酸類和茉莉酸等。植物激素的實質是一些簡單的小分子有機化合物,但在植物體(ti) 內(nei) ,這些激素所造成的生理效應卻複雜而多樣。它們(men) 有些會(hui) 影響植物細胞的分裂、伸長、分化,有些會(hui) 影響植物發芽、開花、結實和脫落等。可以肯定的是,植物激素對植物的生長發育起著十分重要的調控作用。植物激素在植物生長發育的不同時期各自有著其獨特的作用,此外不同的植物激素之間還會(hui) 有互相促進或抑製的效果。
當人們(men) 知道植物激素的化學結構後,就可以進行人工合成。由人工合成的、具有植物激素活性的物質我們(men) 稱之為(wei) 植物生長調節劑,也叫作外源性植物激素。例如吲哚乙酸、矮壯素、乙烯利、多效唑等。也有一些植物激素還不能人工合成,如赤黴素。與(yu) 內(nei) 源性激素相比,這些外源性植物激素的生理效應具有更強的針對性和目的性。
植物的抗寒妙方
植物內(nei) 源性激素對植物抗寒力的影響早已被研究證實。下麵我們(men) 就來了解一下這些植物激素是如何影響抗寒力的吧。
脫落酸脫落酸因可以促使葉片脫落而得名
此前被研究最多的與(yu) 抗寒相關(guan) 的植物激素是脫落酸。一開始,人們(men) 普遍認為(wei) 脫落酸是一種生長抑製物質,並認為(wei) 脫落酸在果實的發育、成熟,器官的脫落,植物和種子的休眠等過程中都發揮著重要作用。但隨著研究的深入,科學家發現脫落酸在植物的逆境反應中也起著重要作用。在寒冷條件下,植物會(hui) 合成大量的脫落酸,脫落酸可以促進水分從(cong) 根係向葉片的輸送,從(cong) 而提高細胞膜的通透性,並且關(guan) 閉氣孔以減少水分的損失;還可以促進植物體(ti) 內(nei) 的一些滲透調節物質含量的增加,來提高膜的穩定性;脫落酸還會(hui) 誘導和抗寒能力有關(guan) 的基因的表達,從(cong) 而提高植物對寒冷的抵抗能力。一般情況下,抗寒能力較強的植物,脫落酸含量更高。所以,在低溫嚴(yan) 寒到來前提高植物內(nei) 源脫落酸含量有利於(yu) 增強植物的抗寒力。
赤黴素
赤黴素是促生長類激素,在植物的生長過程中,赤黴素可以起到促進細胞分裂和莖的伸長、打破休眠、促進雄花分化和提高結實率的作用。科學家們(men) 通過在杏樹、紅豆杉、香梨等多種樹種上進行的研究發現,植物抗寒能力的增長與(yu) 赤黴素含量下降有關(guan) 。通常情況下,抗寒能力強大的植物品種的赤黴素含量低於(yu) 抗寒能力弱的品種。於(yu) 是進一步研究發現,植物遭遇低溫嚴(yan) 寒時,脫落酸與(yu) 赤黴素比值增高,抗寒力也隨之提高;低溫解除後,脫落酸與(yu) 赤黴素比值下降,抗寒力也降低。
油菜素內(nei) 酯
油菜素內(nei) 酯又叫油菜素類固醇、芸苔素內(nei) 酯,在促進植物體(ti) 成熟、開花結果和對抗逆境等方麵都有重要作用。科學家們(men) 已發現油菜素內(nei) 酯能夠在低溫時使植物中脯氨酸含量提升、電解質滲出率降低,並可以使植物中的各類酶的活性不斷增強,從(cong) 而使植物具備更加強大的抗寒力。
細胞分裂素
通過針對水稻幼苗的研究,科學家們(men) 發現細胞分裂素可以提升幼苗的抗寒力
細胞分裂素是一類可以促進植物根和芽中的細胞分裂或者細胞質分裂的植物激素。據研究,細胞分裂素還能夠有效延緩植物葉片的衰老。科學家們(men) 通過對水稻幼苗研究發現,細胞分裂素可以增強生物酶的活性,使植物體(ti) 內(nei) 蛋白總量得到提高,進而提升幼苗的抗寒力。
除了以上介紹的幾種植物激素,對植物抗寒力具有影響的植物激素還有很多,在這就不一一介紹了。
人工激素幫植物過冬
了解了植物激素與(yu) 抗寒力關(guan) 係的秘密,我們(men) 自然會(hui) 發問:是否可以利用外源性激素增強植物的抗寒力,提高農(nong) 林生產(chan) 效益呢?其實科研人員一直在進行通過外施激素類物質增強植物抗寒力的探索和實踐,其中使用較多的是脫落酸、水楊酸、油菜素內(nei) 酯等。科研人員通過大量實驗證實了外源脫落酸對植物抗寒力有誘導作用,並已開始實際應用,如外施脫落酸可以增強果樹的抗寒力、提高水稻幼苗的抗寒力、緩解低溫對香蕉幼苗的傷(shang) 害程度、提高仁用杏的花期抗寒力。
赤桉(圖源/Wiki)
對於(yu) 赤黴素這樣尚無法人工合成的植物激素,科研人員在實踐中經常使用多效唑和烯效唑這兩(liang) 種調節劑去抑製赤黴素的合成,增強植物的抗逆性。例如,人們(men) 通過在一年生赤桉葉麵噴施和在周圍土壤施用多效唑,能顯著抑製赤桉冬梢的生長和腋芽的萌發,使之在嚴(yan) 寒來臨(lin) 之前停止生長,大大提高其抗寒力。
農(nong) 業(ye) 上還經常使用6-苄基腺嘌呤作為(wei) 人工細胞分裂素,對種子進行處理,它可以緩解細胞膜脂上的過氧化作用,從(cong) 而有效提升種子抗寒力。
雪中蠟梅
氣象因素和植物激素的影響都對植物抗寒力起著關(guan) 鍵作用,目前對於(yu) 植物抗寒力的研究也是科學界比較活躍的領域之一。在目前的科學研究中,提高植物抗寒力有著很大的現實意義(yi) 。可見,對植物抗寒力研究的前景十分廣闊。
作者:韓蕙冰(西安市第一中學)
來源:《星空体育官网入口网站就是力量》雜誌
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