耐寒植物指的是在寒冷環境下依然可以維持正常生命活動的植物。常見的銀杏、白樺、松樹的都屬於耐寒植物
基本介紹
- 中文名：耐寒植物
- 舉例：銀杏、白樺、松樹
- 特點：耐寒
- 分布：低溫寒冷環境
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介紹
植物對低溫的應激是一個複雜的過程，包括低溫信號的感受、信號轉導和轉錄調控等階段。低溫時，質膜流動性降低，細胞可以通過質膜上的鈣離子通透性通道、組氨酸激酶、受體激酶和磷酸酯酶等各種感受器而感知低溫，並通過不同的信號傳導途徑最終激活相關基因表達。已發現的植物體內具有抗凍作用的物質主要有抗凍蛋白、脯氨酸、SOD等，這些物質起到抑制冰晶生成、維持滲透壓平衡及抗氧化等相關作用，最終達到維持細胞膜系統穩定性和酶活性的目的，從而增強了植物在低溫下的耐受性。
低溫影響
冷害引起的植物損傷首先發生在細胞膜系統。冷凍造成的脫水現象導致膜系統損傷。低溫引起植物胞外或胞內結冰，由於胞外空間冰點較高且有一些雜質作為冰核，所以胞外先於胞內形成冰晶。冰晶溶液比液態溶液的水勢低得多，並且溫度越低水勢差值越大，因而胞內的水分通過質膜流出，導致細胞嚴重脫水。脫水會對細胞造成嚴重傷害，包括膜結構的改變和功能的喪失。脫水後升溫，原生質迅速膨脹而裂解 ；脂分子雙層被破壞，部分膜脂疏水頭部聚在一起形成直徑 2 nm 的六角錐形結構；在經低溫馴化的原生質體中，可以觀察到膜片跳躍現象，可能是由於質膜與其他細胞膜，尤其葉綠體被膜融合而引起。Hex II 損傷只發生在沒有馴化的細胞中，而 Fjl 則在低溫馴化細胞中廣泛存在，而且在許多植物中都能發現。此外，由於低溫誘導而產生的過氧化物也能損傷膜結構，胞外形成的冰晶刺傷細胞壁或細胞膜引起細胞的破裂。這些均使質膜失去滲透反應能力。低溫還會使溫度敏感的蛋白質變性，冷敏感水稻細胞液泡膜 ATP 酶等酶活性降低，而質膜ATP 酶活性變化小。
也就是低溫會造成細胞內冰晶形成和生長、滲透勢的改變及低溫直接導致的細胞活性降低，進而使植物細胞膜結構受損、部分蛋白失活，影響到細胞正常的生理功能，甚至造成細胞的破裂死亡，影響了植物的生長發育或導致植物死亡。
研究意義
通過研究植物抗凍機理，人們發現了多個可以提高植物抗凍能力的基因或相關產物，也有很多基因轉化植物並賦予了植物抗凍能力。但這些植物大部分是菸草、擬南芥等模式植物，雖然證明了相關基因的功能，但並沒有實際套用於生產實踐。人們對一些植物的抗凍品種培育研究並不多，例如，棉花的轉基因育種目標主要集中於抗蟲、抗病及抗除草劑等方面，開展抗凍棉花培育的很少，而實際上低溫災害對棉花的生產造成的危害並不亞於蟲害、病害。因此，開展某些受低溫災害影響巨大的經濟作物的抗凍品種培育工作，具有重要意義。
植物種類
白樺
別名：樺樹
學名：Betula platyphylla Suk.
用途：用材及觀賞樹種。
鵝耳櫪
別名：北鵝耳櫪、土姜
學名：Carpinus turczaninowii hance
性狀：樺木科鵝耳櫪屬。落葉喬木。單葉互生，卵形，側脈8~12對。雌雄異株。堅果，果苞葉狀。
分布：北京房山區廣見分布，生於陰坡或雜木林中。
用途：用材樹種。種子可榨油。
毛榛
別名：胡榛子、角榛
學名：Corylus mandshurica Maxim.et Rupr.
分布：北京山區廣見分布，常與榛子混生。
用途：果仁可食及榨油。
板栗
別名：栗
學名：Castanea mollissima B1.
分布：北京花崗岩山區廣見栽培。喜沙壤土。
用途：重要的木本糧食植物。種子可食。枝、根可入藥。
栓皮
學名：Quercus variabilis B1.
性狀：殼斗科櫟屬。落葉喬木，樹皮木栓層發達。單葉互生，葉緣具刺芒狀鋸齒。雌雄同株，雄花柔荑花序，雌花單生或數個聚生。堅果，殼斗杯狀。
分布：北京低山陽坡多有分布。耐旱。
用途：用材及水土保持樹種。樹皮製軟木。殼斗含鞣質，果實含澱粉，可醇酒。
