O tym powinien wiedzieć każdy uprawiający rośliny subtropikalne w Polsce (polecam)!
Fizjologia roślin - stresy temperaturowe
Stresy temperaturowe, biologiczne i pozostałe.
1. Rola temperatury w życiu roślin.
Każdy proces przebiegający w żywej komórce charakteryzuje się swoistym optimum temperaturowym. Może ono być różne dla różnych reakcji. Często zależy od gatunku, jego przystosowań do środowiska, typu tkanki, a także etapu rozwojowego rośliny. Nieodpowiednia temperatura (krytyczna lub letalna) może doprowadzić do:
- uszkodzeń strukturalnych
- zakłócenia metabolizmu
- osłabienia wzrostu i żywotności roślin
- zamierania komórek.
2. Odporność roślin na stres powodowany wysoką temperaturą.
Można wyróżnić trzy typy roślin, charakteryzujących się różną wrażliwością na wysoką
temperaturę:
- wrażliwe (30 - 45°C)
- stosunkowo odporne (50 - 60°C)
- odporne (75 - 90°C, a nawet 110°C)
Przyczyny uszkodzeń spowodowanych wysoką temperaturą.:
- denaturacja białek
- zakłócenie procesów metabolicznych.
Mechanizmy odporności roślin na wysoką temp.:
- unikanie przegrzania przez zmniejszenie absorpcji promieniowania słonecznego dzięki obecności włosków (kutneru) na powierzchni liścia lub wytworzeniu na powierzchni kutykuli warstw wosku odbijającego światło
- tolerowanie wysokiej temperatury wiąże się z większą termostabilnością enzymów, a także ze zwiększeniem udziału bardziej nasyconych kwasów tłuszczowych w lipidach błon, a więc zapobiega zwiększeniu płynności błon;
- białka szoku cieplnego (HSP)synteza tych białek jest indukowana lub stymulowana działaniami wysokiej temp.
3. Odporność roślin na stres powodowany chłodem (temperaturami zbliżonymi do 0°C).
Można wyróżnić trzy typy roślin, charakteryzujących się różną wrażliwością na niską temperaturę:
- wrażliwe na chłód (5 - 10°C, a nawet 15°C)
- wrażliwe na zamarzanie
- tolerujące zamarzanie
Skutki działania chłodu:
- zakłócenia krążenia cytoplazmy
- zakłócenia fotosyntezy
Mechanizmy odporności roślin na chłód:
- przebudowa błon przez zwiększenie udziału wielonienasyconych kwasów tłuszczowych oraz lipidów;
- utrzymanie dużego stopnia ATP oraz NADPH jest warunkiem pozwalającym na podtrzymanie lub nawet stymulację syntezy bardziej zredukowanych związków, które mogą odgrywać rolę w osmoregulacji lub pełnić ochronną rolę w stosunku do białek i błon;
- działanie hormonów ABA i etylenu;
- udział cytokinin, które zapobiegają reakcjom wolnorodnikowym (starzenie się tkanek roślin).
4. Odporność roślin na stres powodowany mrozem.
Skutki działania mrozu:
- krystalizacja wody (nukleacja)
Mechanizmy odporności roślin na mróz:
- zapobieganie zamarzaniu polega głównie na izolacji termicznej, która pozwala zmniejszyć i opóźnić straty ciepła;
- unikanie zamarzania polega na obniżeniu temperatury krystalizacji, co prowadzi do przechłodzenia wody w tkankach;
- zamarzanie pozatkankowe;
- zdolność tolerowania skutków pozakomórkowej krystalizacji wody przez protoplast (tolerancja zamarzania);
- ściana komórkowa ich grubość i sztywność, a w komórkach epidermy obecność wosków i kutyny;
- zahamowanie wzrostu.
5. Zmiany w strukturze błon w czasie stresów temperaturowych i jak budowa błon biologicznych wpływa na odporność roślin na chłód.
Chronieniu struktur komórkowych przed skutkami silnej dehydratacji, polega na wzbogaceniu błony w niektóre bardziej stabilne lipidy (PC, PE, fosfatydyloglicerol, zawierające reszty weilonienasyconych kwasów tłuszczowych, orraz niektóre sterole) i nagromadzeniu w cytoplazmie substancji ochronnych krioprotektantów (niektóre cukry, małocząsteczkowe związki azotu: aminokwasy, np. prolina i poliaminy). Substancje te stabilizują strukturę błon i zapobiegają zmianom konformacyjnym białek. Ich akumulacja przeciwdziała też zatężeniu jonów soli i niektórych kwasów organicznych na terenie komórki, chroni białka przed denaturacją.
6. Budowa i rola fitoaleksyn.
Fitialeksyny to substancje chroniące rośliny przed mikroorganizmami patogennymi. Wytwarzane są one w odpowiedzi na infekcje przez bakterie lub grzyby, a czynnikiem wyzwalającym syntezę może być zarówno kontakt rośliny z patogenem, jak z jago produktami
. Wytwarzanie fitoaleksyn mogą stymulować czynniki stresowe, takie jak zranienie czy przechłodzenie. Cechą charakterystyczną fitoaleksyn jest to, że w zdrowej tkance mają zazwyczaj stężenie bardzo małe, często niewykrywalne, natomiast w wyniku
infekcji następuje gwałtowne przyspieszenie ich syntezy. Poznano ponad 200 związków o charakterze fitoaleksyn, należacych do izoflawonoidów, seskwiterpenów, poliacetylenów i wielu innych grup. Poszczególne rodzaje fitoaleksyn wykazują zróżnicowany mechanizm w zwalczaniu czynników patogennych.
7. Związki allelopatyczne i znaczenie allelopatii.
Rośliny wydzielają do atmosfery, wody i gleby różnego typu związki chemiczne, które zmieniają właściwości środowiska, mówimy wówczas o alleopatii. Zmiany te mogą być niekorzystne dla gatunków nieodpornych ale mogą również sprzyjać rozwojowi innych. W wyniku oddziaływań allelopatycznych wśród mikroorganizmów dochodzi do wytwarzania i uwalniania antybiotyków.
Allelopatia ze względu na jej powszechność uznana została za podstawowy proces ekologiczny. Znajomość tego zjawiska pozwala ekologom zrozumieć orzyczyny takich procesów jak sukcesja czy dominacja, a rolnikom zapobiegać zmęczeniu gleb i zmniejszeniu ich produktywności.
Obecnie wiadomo, że gatunki zdolne do współistnienia utworzyły stabilne, typowe formacje roślinne. Z drugiej strony
gatunki pozbawione tych przystosowań były eliminowane lub wybierały miejsca nie narażone na szkodliwe sąsiedztwo.
8. Konkurencja o wodę, asymilaty, składniki mineralne i substancje wzrostowe przez organy roślin w niekorzystnych warunkach środowiska.
9. Ekofizjologiczna rola wiatru.
.png "Administrator")
.png "Rozkręcam się")
