Холодоустойчивость и морозоустойчивость. Механизмы адаптаций растений к низким температурам. Зимостойкость.

Кратко:

Устойчивость растений к низким температурам подразделяют на холодостойкость или устойчивость теплолюбивых растений и растений умеренной зоны к низким положительным температурам и морозоустойчивость или способность растений переносить температуру ниже 0С. У теплолюбивых растений при низких положительных температурах происходит потеря тургора клетками надземной части, так как нарушается доставка воды. Наблюдается усиление распада белков и накопление в тканях растворимых форм азота. Изменяется функциональная активность мембран из-за перехода липидов из жидкокристаллического состояния в состояние геля. В клетках высших растений возможен переход насыщенных жирных кислот в ненасы­щенную форму с помощью специальных фермен­тов (десатураз). Эти ферменты катализируют образование двойных связей. Синтез ферментов зависит от температуры. В ответ на ее понижение гены десатураз активируются. При пониженных темпе­ратурах десатуразы превращают насыщенные жирные кислоты в ненасыщенные. Появление двойной связи в жирной кислоте уве­личивает текучесть мембран. Десатурация жирных кислот является важным защитным механизмом растений от повреждающего дейст­вия низких положительных температур.

Основными причинами гибели клеток растений при отрицательных температурах являются: 1) их обезвоживание и 2) повреждение клеточных структур из-за механического сжатия льдом. Обезвоживание возникает из-за оттягивания воды из клеток образующимися в межклетниках кристаллами льда. При длительном действии мороза кристаллы льда вырастают до значительных размеров и, помимо сжатия клеток, могут повреждать плазмалемму.

У морозоустойчивых растений повышено содержание ненасыщенных жирных кислот в клеточных мембранах. Поэтому фазовый переход липидов мембран из жидкокристаллического состояния в гель происходит при отрицательных температурах. В состоянии геля резко снижается проницаемость мембран. Кроме того, у морозоустойчивых растений активируется синтез криопротекторов – гидрофильных белков,аминокислот, моно- и олигосахаров. Вода, входящая в состав гидратных оболочек этих веществ, не замерзает и не выходит из клеток. Другой тип полимеров-криопротекторов - это гемицеллюлозы, выделяемые в клеточную стенку. Они обволакивают кристаллы льда и тормозят их рост.

Подробно:

Понятие низкотемпературного стресса включает в себя всю совокупность ответных реакций растений на действие холода или мороза, причем реакций, соответствующих генотипу растений и проявляющихся на разных уровняхорганизациирастительногоорганизмаотмолекулярногодоорганизменного.

Холодоустойчивость –способность теплолюбивых растений переносить действие низких положительных температур. Холодостойкими называются растения, которые не повреждаются и неснижают своей продуктивности при температуре от 0 до +10°С.

Под устойчивостью к низким температурам подразумевают холодостойкость и морозоустойчивость, т. е. способность растений выживать в условиях низких положительных температур и при заморозках. В листьях растений, повреждающихся при охлаждении, нарушаются процессы фотосинтеза, транспорта ассимилятов, дыхания, синтеза белков. Диапазон повреждающих температур сильно варьирует в зависимости от вида растения. Особенно устойчивы к низким температурам древесные виды в состоянии покоя. Семена, другие обезвоженные ткани растений и споры грибов способны переживать температуры около абсолютного нуля. Тургесцентные вегетирующие клетки также могут выдерживать замораживание, если их охлаждать очень быстро, поскольку формирующиеся в таких условиях кристаллы льда очень малы и не вызывают механических повреждений.

Дата добавления: 2017-02-01