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天冷了,我们可以穿秋裤、套棉裤,植物可咋办?!

发布时间:2021年10月19日 来源:知识就是力量

近期冷空气活动频繁,随着“冷气”吹过来,仿佛昨天还在过夏天,今天直接过“深秋”!大江南北、瑟瑟发抖、冷成一团!

天冷了,我们可以穿秋裤,再冷一些,我们可以穿棉裤。歌里唱的好“大棉袄来二棉裤,里头是羊皮外面裹着布,哪怕外面零下四五十度,穿上它咋冷咱也不打怵······”可是,植物该如何度过着漫漫寒冬呢?

今天,就让我们一起来探寻植物抗寒的奥秘吧!看看它们都有哪些抗寒奇招!其实,植物的抗寒力与许多因素有关,其中的一类被称为植物激素的有机物就和植物抗寒力有很大的关系。

植物激素是什么

植物激素是指一些在植物体内合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育产生显著作用的微量有机物,也称为植物天然激素或植物内源性激素。

缺少植物激素——生长素的植物(右)会生长异常(图源/Wiki)

已知的植物激素有六大类,即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。以及新近发现发的植物激素,如多胺、水杨酸类和茉莉酸等。植物激素的实质是一些简单的小分子有机化合物,但在植物体内,这些激素所造成的生理效应却复杂而多样。它们有些会影响植物细胞的分裂、伸长、分化,有些会影响植物发芽、开花、结实和脱落等。可以肯定的是,植物激素对植物的生长发育起着十分重要的调控作用。植物激素在植物生长发育的不同时期各自有着其独特的作用,此外不同的植物激素之间还会有互相促进或抑制的效果。

当人们知道植物激素的化学结构后,就可以进行人工合成。由人工合成的、具有植物激素活性的物质我们称之为植物生长调节剂,也叫作外源性植物激素。例如吲哚乙酸、矮壮素、乙烯利、多效唑等。也有一些植物激素还不能人工合成,如赤霉素。与内源性激素相比,这些外源性植物激素的生理效应具有更强的针对性和目的性。

植物的抗寒妙方

植物内源性激素对植物抗寒力的影响早已被研究证实。下面我们就来了解一下这些植物激素是如何影响抗寒力的吧。

脱落酸脱落酸因可以促使叶片脱落而得名

此前被研究最多的与抗寒相关的植物激素是脱落酸。一开始,人们普遍认为脱落酸是一种生长抑制物质,并认为脱落酸在果实的发育、成熟,器官的脱落,植物和种子的休眠等过程中都发挥着重要作用。但随着研究的深入,科学家发现脱落酸在植物的逆境反应中也起着重要作用。在寒冷条件下,植物会合成大量的脱落酸,脱落酸可以促进水分从根系向叶片的输送,从而提高细胞膜的通透性,并且关闭气孔以减少水分的损失;还可以促进植物体内的一些渗透调节物质含量的增加,来提高膜的稳定性;脱落酸还会诱导和抗寒能力有关的基因的表达,从而提高植物对寒冷的抵抗能力。一般情况下,抗寒能力较强的植物,脱落酸含量更高。所以,在低温严寒到来前提高植物内源脱落酸含量有利于增强植物的抗寒力。

赤霉素

赤霉素是促生长类激素,在植物的生长过程中,赤霉素可以起到促进细胞分裂和茎的伸长、打破休眠、促进雄花分化和提高结实率的作用。科学家们通过在杏树、红豆杉、香梨等多种树种上进行的研究发现,植物抗寒能力的增长与赤霉素含量下降有关。通常情况下,抗寒能力强大的植物品种的赤霉素含量低于抗寒能力弱的品种。于是进一步研究发现,植物遭遇低温严寒时,脱落酸与赤霉素比值增高,抗寒力也随之提高;低温解除后,脱落酸与赤霉素比值下降,抗寒力也降低。

油菜素内酯

油菜素内酯又叫油菜素类固醇、芸苔素内酯,在促进植物体成熟、开花结果和对抗逆境等方面都有重要作用。科学家们已发现油菜素内酯能够在低温时使植物中脯氨酸含量提升、电解质渗出率降低,并可以使植物中的各类酶的活性不断增强,从而使植物具备更加强大的抗寒力。

细胞分裂素

通过针对水稻幼苗的研究,科学家们发现细胞分裂素可以提升幼苗的抗寒力

细胞分裂素是一类可以促进植物根和芽中的细胞分裂或者细胞质分裂的植物激素。据研究,细胞分裂素还能够有效延缓植物叶片的衰老。科学家们通过对水稻幼苗研究发现,细胞分裂素可以增强生物酶的活性,使植物体内蛋白总量得到提高,进而提升幼苗的抗寒力。

除了以上介绍的几种植物激素,对植物抗寒力具有影响的植物激素还有很多,在这就不一一介绍了。

人工激素帮植物过冬

了解了植物激素与抗寒力关系的秘密,我们自然会发问:是否可以利用外源性激素增强植物的抗寒力,提高农林生产效益呢?其实科研人员一直在进行通过外施激素类物质增强植物抗寒力的探索和实践,其中使用较多的是脱落酸、水杨酸、油菜素内酯等。科研人员通过大量实验证实了外源脱落酸对植物抗寒力有诱导作用,并已开始实际应用,如外施脱落酸可以增强果树的抗寒力、提高水稻幼苗的抗寒力、缓解低温对香蕉幼苗的伤害程度、提高仁用杏的花期抗寒力。

赤桉(图源/Wiki)

对于赤霉素这样尚无法人工合成的植物激素,科研人员在实践中经常使用多效唑和烯效唑这两种调节剂去抑制赤霉素的合成,增强植物的抗逆性。例如,人们通过在一年生赤桉叶面喷施和在周围土壤施用多效唑,能显著抑制赤桉冬梢的生长和腋芽的萌发,使之在严寒来临之前停止生长,大大提高其抗寒力。

农业上还经常使用6-苄基腺嘌呤作为人工细胞分裂素,对种子进行处理,它可以缓解细胞膜脂上的过氧化作用,从而有效提升种子抗寒力。

雪中蜡梅

气象因素和植物激素的影响都对植物抗寒力起着关键作用,目前对于植物抗寒力的研究也是科学界比较活跃的领域之一。在目前的科学研究中,提高植物抗寒力有着很大的现实意义。可见,对植物抗寒力研究的前景十分广阔。   (来源:《知识就是力量》杂志2021-10  作者:韩蕙冰)(责任编辑:丁继武)