高溫對植物危害的主要機理是破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能、影響光合作用及呼吸作用的平衡、導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性失活。
高溫脅迫下,植物細(xì)胞膜流動性增加,超過一定限度后,會使細(xì)胞膜的穩(wěn)定性遭到破壞,出現(xiàn)通透性增大的情況。細(xì)胞內(nèi)的離子如鉀離子、鈣離子等會大量外滲,細(xì)胞內(nèi)正常的離子平衡被打破,進(jìn)而影響到細(xì)胞內(nèi)的各種生理生化反應(yīng)。細(xì)胞膜上的一些功能性蛋白也會因為膜結(jié)構(gòu)的變化而改變空間構(gòu)象,喪失原有的功能,例如一些負(fù)責(zé)物質(zhì)運輸?shù)妮d體蛋白,一旦其結(jié)構(gòu)受損,就不能有效地將物質(zhì)轉(zhuǎn)運進(jìn)出細(xì)胞。
高溫還會干擾植物的光合作用和呼吸作用。在光合作用方面,高溫可直接抑制光合色素的合成,使葉片中的葉綠素含量減少,葉片發(fā)黃,光能捕獲能力下降。而且高溫會影響光合作系統(tǒng)的電子傳遞鏈,降低光化學(xué)反應(yīng)效率,使得光反應(yīng)產(chǎn)生的 ATP 和 NADPH 減少,從而限制了碳同化的進(jìn)程。對于呼吸作用而言,在適度范圍內(nèi),溫度升高會加快呼吸速率,但當(dāng)溫度過高時,呼吸作用相關(guān)的酶活性受到抑制,并且呼吸底物消耗過快,造成呼吸作用紊亂,最終打亂了光合作用與呼吸作用之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,植物無法正常積累有機物質(zhì),生長發(fā)育受阻。
高溫能夠引起植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的變性失活。許多參與植物生命活動的重要蛋白質(zhì)都是具有特定三維結(jié)構(gòu)的,高溫條件下,蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的氫鍵、疏水鍵等次級鍵斷裂,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞,失去生物活性。像那些與代謝調(diào)控有關(guān)的關(guān)鍵酶類,一旦失活,就會阻礙整個代謝途徑的進(jìn)行,例如卡爾文循環(huán)中的 Rubisco 酶,它對溫度非常敏感,高溫環(huán)境下其活性降低,直接影響到二氧化碳的固定。
高溫對植物的危害類型主要包括熱休克反應(yīng)和不可逆的熱損傷。熱休克反應(yīng)是植物應(yīng)對短期高溫的一種適應(yīng)性反應(yīng),植物會誘導(dǎo)產(chǎn)生熱休克蛋白(HSPs)。HSPs 可以作為分子伴侶,幫助其他蛋白質(zhì)正確折疊或者重新折疊,防止錯誤折疊的蛋白質(zhì)聚集形成沉淀,維持細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài),減輕高溫帶來的損害。如果高溫持續(xù)時間過長或者溫度過高超出了植物的耐受范圍,就會造成不可逆的熱損傷。這種損傷表現(xiàn)為細(xì)胞器的解體,如線粒體、葉綠體等細(xì)胞器形態(tài)結(jié)構(gòu)被破壞,功能喪失;還有細(xì)胞壁的軟化、降解,使得細(xì)胞失去支撐,植株倒伏;嚴(yán)重的會導(dǎo)致植物組織壞死,大面積的葉片枯萎、脫落,根系腐爛,最終植物死亡。
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下面推薦一些常用的品種:
1.黑麥草種子
2.高羊茅種子
3.早熟禾種子
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