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36.5: 对旱涝灾害的反应
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Responses to Drought and Flooding
 
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36.5: 对旱涝灾害的反应

水在植物的生命周期中起着重要的作用。然而,水不足或过量可能对植物造成不利影响,并构成严重威胁。

在正常情况下,植物所用的水在称为蒸腾的工艺中从叶子和其它部分蒸发。在干旱时期,通过蒸腾蒸发的水远远超过从土壤中吸收的水,导致植物枯萎。植物对干旱胁迫的一般反应是激素脱落酸的合成,该激素可保持气孔闭合并减少蒸腾作用。 此外,植物可能通过脱落叶子来应对极端的缺水。然而,这种方法减少了光合作用,从而阻碍了植物的生长。

微生物缓解植物干旱压力

干旱压力限制了干旱和半干旱地区植物的生长和生产力。然而,植物附近存在的某些微生物可能会释放物理和化学信号,从而在干旱条件下引发与植物防御相关的变化。例如,据报道,土壤细菌多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyx)可以诱导拟南芥的耐旱性。这种细菌的最显著作用是在水压力下豆类的生长中观察到的。 豆科植物依靠土壤根瘤菌固氮-但根瘤菌对干旱胁迫极为敏感,导致固氮非常低。然而,掺有多粘类芽孢杆菌(P. polymyx)的土壤导致氮化的固氮增加,并增加了豆类植物的生长。

过量的水对植物来说同样是灾难性的,就像缺水一样。太多的水会减少土壤中的空气空间,从而限制细胞呼吸所需的氧气,从而使植物窒息。某些木本植物物种通过发展肥大生长来应对洪水条件,这种生长在茎基上显示为组织肿胀。这种肥大的生长可能有助于氧气的向下扩散以及厌氧代谢形成的有毒化合物(二氧化碳、甲烷和乙醇)的潜在排放。对洪水压力的其它适应性反应包括冒险根的形成,通过称为气囊细胞的专门细胞增加根孔隙度,以及防止氧气流失的亚化外皮。


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