氣孔關(guān)閉主要是為了減少水分蒸發(fā),防止植物脫水。
高溫條件下,植物體內(nèi)的水分蒸發(fā)速度加快。對于植物而言,氣孔是與外界進行氣體交換的重要通道,但同時也是水分散失的主要途徑。當溫度過高時,如果氣孔保持開放狀態(tài),植物體內(nèi)的水分會大量以水蒸氣的形式通過氣孔散失到外界環(huán)境中,這會使植物面臨脫水的危險,影響其正常的生理活動,如光合作用、物質(zhì)運輸?shù)?。植物為了適應(yīng)高溫環(huán)境,保護自身免受脫水危害,就會促使氣孔關(guān)閉。
高溫還會影響植物體內(nèi)脫落酸(ABA)的含量和分布。脫落酸是一種重要的植物激素,在調(diào)節(jié)氣孔運動方面起著關(guān)鍵作用。隨著溫度升高,植物葉片中的脫落酸含量會增加,并且更多地向保衛(wèi)細胞聚集。脫落酸能夠誘導(dǎo)保衛(wèi)細胞內(nèi)的離子通道開啟,使鉀離子、氯離子等從保衛(wèi)細胞內(nèi)流出,保衛(wèi)細胞滲透壓降低,水勢升高,細胞失水發(fā)生皺縮,從而導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。
高溫環(huán)境下,植物細胞膜的流動性會發(fā)生改變。正常情況下,細胞膜具有一定的流動性,這有助于維持細胞正常的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能。在高溫下,細胞膜的流動性可能會增強或減弱,這種變化會影響到保衛(wèi)細胞對內(nèi)外信號的感知和響應(yīng)能力。細胞膜上的一些感受器蛋白可能因膜流動性變化而改變構(gòu)象,進而影響到它們對ABA等信號分子的識別和傳遞效率,最終也參與到氣孔關(guān)閉的調(diào)控過程中。
高溫還會引起植物體內(nèi)活性氧(ROS)水平上升?;钚匝跏且活惢瘜W(xué)性質(zhì)非常活潑的含氧化合物,包括超氧陰離子自由基、過氧化氫等。在高溫脅迫下,植物細胞內(nèi)的代謝過程紊亂,電子傳遞鏈受到干擾,導(dǎo)致活性氧產(chǎn)生增多。高水平的活性氧會對細胞結(jié)構(gòu)造成損傷,如破壞細胞膜、蛋白質(zhì)和DNA等生物大分子。為了應(yīng)對這種威脅,植物會啟動一系列抗氧化防御機制,其中就包括調(diào)節(jié)氣孔運動來減少水分喪失,避免細胞過度失水而導(dǎo)致的細胞結(jié)構(gòu)進一步受損。在這個過程中,活性氧本身也可以作為一種信號分子參與氣孔關(guān)閉的調(diào)控,通過影響細胞內(nèi)的鈣離子濃度、蛋白磷酸化水平等多種方式發(fā)揮作用。
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1.黑麥草種子
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牧草類
1.黑麥草
2.紫花苜蓿
3.甜高粱
4.三葉草
草花類
1.太陽花
2.矢車菊
3.波斯菊