Физиологични изменения и повреди на растенията при воден стрес


Категория на документа: Биология


АГРАРЕН УНИВЕРСИТЕТ - ПЛОВДИВ

Аграрен факултет

Курсова работа
на тема:Физиологични изменения и повреди на растенията , причинени от воден стрес.

Разработил: Михаил Влайков

Фак № 68 РВ

ПЛОДИВ
декември 2013

УВОД

Водата е една от основните съставки на растителните организми.Съдържанието ú в различните организми е различно - в листата (95%), в сухите семена (10 %) и зависи от външните условия, вида и възрастта на растението. За нормалното си развитие един растителен вид изсква 75 - 80% от тъканите му да са вода. В растителните клетки водата се намира в две състояния: свободно и свързано.
Свободната вода е част от вътреклетъчната вода, която по свойства наподобява чистата. Тя се характеризира с голяма активност и подвижност и в клетките изпълнява ролята на разтворител и преносител на различни вещества. Намира се във всички части на клетката и изгражда всички клетъчни органели - 60% дялово участие.
Свързана вода - това са водни молекули, свързани с други йони или молекули. Такива водни молекули са трудно подвижни и малко активни. Свързаната вода изпълнява структурни функции - поддържа структурата на колоидите, обезпечава функционирането на ензимите, в органелите съставлява 40% от масата им. Между двата типа се осъществява непрекъснат преход. В основата на свързаната вода стои явлението хидратация - способност на водните молекули да се свързват с други молекули или йони.
Растенията приемат вода по два начина

- пасивно - чрез процеса транспирация в листата

- активно - чрез корена

Засушаването и високите температури са два от абиотичните стресови фактори, причиняващи най-големи щети на селскостопанските култури. В сухите и полусухите райони на Земята те често настъпват едноверменно и силно негативно повлияват растежа, развитието и добива на растенията.

Недостатъчната информация за въздействието на комбинацията от гореспоменатите стресови фактори върху растенията, ни подтикна към задълбоченото ú изследване на биохимично, молекулярно, физиологично и морфологично ниво. Основният приоритет на биохимичното и молекулярното изследване е проследяването на експресионния профил на най-съществените участници в специфичния антистресов отговор - топлинно шоковите протеини, докато морфологичният анализ има за цел установяване на стресовите изменения на субклетъчно ниво, в частност измененията в ултраструктурата на митохондриите, хлоропластите и пластоглобулите. Приоритет на физиологичния анализ са основно клетъчния интегритет, водния баланс и фотосинтетичните параметри.

Факторите,които водят до нарушение на физиологичните функции на растителния организм в степен извън пределите на нормата на реакция се разглежда като неблагоприятно или есктремно.Тези въздействия водят до напрегнато състояние на организма,което Левит през 1972 година нарече биологичен стрес.По-късно Лархер ( 1987) въвежда понятието стресов фактор и стресов отговор.По същество стресовия отговор представлява комплекс от реакции насочени към преодоляване на неблагоприятното въздействие.Днес е прието да се разграничават два типа отговори на растенията към стресови фактори:

- еластичен - Еластичен е стресовият отговор,когато функционалното състояние на растителния организъм се въстановява напълно след премахване на стресовия фактор.

- пластичен - когато въстановяването на стресовия фактор е непълно.В резултат на сложния характер на промените,които настъпват в процеса на стресиране,интегралния отговор на растенията не е еднопосочен.Установено е,че растенията реагират на различни стресори двуфазно т.е. първоначалния знак на реакцията с времето се изменя в противоположен.В зависимост от природата на дразнителя,двуфазната реакция може да продължи от секунди до няколко седмици.Счита се,че някои параметри на двуфазната реакция като амплитуда на отклоненията,време за връщане към нормата,предел на преносимите колебания и др.носят информация за толерантността на генотипа към стресовия фактор.Колкото по-малко се отклонява дадена функция от нормата и колкото по-бързо се връща към нея след снемане на неблагоприятното въздействие,толкова по-толерантен към конкретния стрес е генотипът.

В основата на толерантността на растенията към стресови фактори е способността им да ограничават уврежданията и/или да ги ликвидират на различни нива на организация - от молекулярно до организмово и популационно.Примери за функциониране на системата за възстановяване на молекулярно ниво са репарация на повредената ДНК или определени протеини, а на организмово ниво пробуждането на спящите пъпки при увреждане на апикалната меристема.

Ще разгладаме някои основни промени,които настъпват в растенията в процеса на провеждане на адаптация на клетъчно,организмово и популационно нива.

- Клетъчно ниво.Установено е , че в резултат на силно продължително въз-действие на различни фактори с физическа и химическа природа в растителната клетка настъпват идентични промени.Това дава основание да се счита,че клетката реагира на различни стресови фактори,чрез неспецифични реакции,насочени към запазване на вътреклетъчните структури и елиминиране на неблагоприятните въздействия.По-важните от тях са следните: повишаване на проницаемостта на мембраните и деполяризация на мембранния потенциал на плазмалената,изменение на pH на цитоплазмата към повишаване на киселинността,промяна във вискозитета на цитоплазмата,ускорено поглъщане на О2 и разход на АТФ,повишаване активността на хидролитичните процеси и др.Наред със тези неспецифични реакции,растенията отговарят към различни стресови фактори и чрез специфични реакции.Например при воден стрес и засоляване в тъканите на много растения се увелечава значително ( до 100 пъти ) количеството на АК пролин.При въздействие с високи температури се индуцират специфични термошокови белтъци.Поради наличието на два вида реакции съвременното становище е,че не съществува единен механизъм на устойчивост към различни стресови фактори.Смята се,че сходство в реакциите има само при по-леки степени на стрес,когато адаптацията на организма може да се достигне само чрез неспецифични реакции.
На по-високи нива на организация - органно,организмово и ценонозно към разглежданите механизми на адаптация се добавят и други.В основата им стоят конкурентните отношения между органите на растенията за физиологично активни вещества и трофични фактори.Тези отношения позволяват на растението да реализира при стресови условия само част от заложения генеративен потен-иал.Например,в условията на стрес при житните култури се реализират само част от семената в класа (органно ниво), а при овощните видове част от плодовете окапват.При неблагоприятни условия се засилват процесите на стареене.

Неблагоприятните фактори на средата могат да действат дълго време или действието им е краткотрайно,но силно.В такава се разглежда и характерът на защитно приспособитените реакции: в първия случай като правило се проявяват специфични механизми на устойчивост,а във втория неспецифичните.Според П.Генкел понятието стрес във физиологията трябва да се замени с понятието фитострес,означаващо реакции на растението спрямо всяко отклонение от нормата.
СТРЕС ПРИ РАСТЕНИЯТА

Понятието стрес се използва в много области на науката,при това с доста различно съдържание. По пълна интерпретация стрес е - съвкупност от целия комплекс неспецифични изменения и преустройства на защитните сили на организма,настъпващи под влияние на силни въздеиствия /стресори/.

През 80-те години този термин започва да се прилага и за растителните организми. Факторите,които са способни да предизвикат стрес в растителните организми,се разделят на две основни групи -

- абиотични /физични и химични / Към абиотичните стресови фактори се отнасят главно екстремните отклонения в температурния, водния, хранителния газовия и светлинния режим. Към стресорите се отнасят и факторите,причиняващи нарушения в структурата на клетките и тъканите като например осмотичния шок,срязване,нарязване и др.




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Физиологични изменения и повреди на растенията при воден стрес 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.