环境胁迫与植物抗氰呼吸探究

摘 要：自然界中的植物类型多样，而植物的生长主要依赖于现有的环境。在生长的过程中，植物发生的物质代谢、能量代谢，以及生长发育的规律和机理都与外界环境紧密相关，而植物抗氰呼吸的发生及运行也受到环境的影响。本文主要对植物抗氰呼吸的内涵及生理意义进行阐述和分析，并结合相关实例分析环境胁迫下的植物抗氰呼吸状况及变化。

关键词：环境胁迫；植物；抗氰呼吸

中图分类号：Q945.78 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333017

一般而言，抗氰呼吸主要存在于植物或某些真菌当中，例如天南星科、睡莲科和白星海芋科的花粉，玉米、豌豆和绿豆的种子等高等植物，并且抗氰呼吸与植物开花、发芽等所处的环境紧密相关[1]。抗氰呼吸主要指的是植物体内存在与细胞色素氧化酶铁结合的阴离子（如氰化物、叠氮化物）时，仍能继续进行呼吸，即不受氰化物抑制的呼吸[2]。当前针对植物生理方面的研究，越来越多的研究者关注植物在环境胁迫下植物的抗氰呼吸情况。就植物抗氰呼吸，具体阐述如下。

1 植物抗氰呼吸及生理意义

1.1 植物抗氰呼吸的途径和特性

就植物的抗氰呼吸途径而言，当前最多且为人接受的观点是，植物呼吸电子从泛醌分叉，电子不经过细胞色素系统，即不经过磷酸化部位Ⅱ及Ⅲ，直接通过另一种末端氧化酶——交替氧化酶传递到分子氧，由此实现抗氰交替。当然，就植物抗氰呼吸的途径，许多学者或研究者也有其他的观点和看法，尤其是针对抗氰交替中是否有其他组分的问题，到现在该问题已经得到众多学者的肯定回答，即没有其他的组分。

1.2 植物抗氰呼吸的生理意义

根据抗氰呼吸的定义及内涵可知，植物在特定的环境下仍能进行呼吸且不受氰化物的影响。如此一来，抗氰呼吸可以使得植物在生长的过程中有效抗病，也有利于植物授粉或促進植物果实成熟。以海芋类植物为例，该植物在开花的过程中，花序呼吸速率能够加快，海芋类植物内部组织的温度也会在抗氰呼吸下提升，并且超出环境温度25℃左右，这种状态延续的时间还是比较长的。而温度升高则会使得海芋类植物散发出比较浓郁的味道，这种味道会吸引昆虫，通过昆虫可以实现授粉。

2 环境胁迫与植物抗氰呼吸

植物除了受到自身发育的作用会产生抗氰呼吸的现象外，受到外界环境的影响如外界的温度、干湿度、盐度等的胁迫，也会使植物抗氰呼吸状况发生变化，以下就是环境胁迫对植物抗氰呼吸影响的几点具体分析。

2.1 外界环境中盐度胁迫与植物抗氰呼吸

根据研究和实验，盐度胁迫会对植物抗氰呼吸产生一定的影响。其中NaCl胁迫可以影响植物当中AOX蛋白的表达，其引起的植物生长及呼吸的变化主要制约植物初生木质部的发育。而由于植物在耐盐性方面有所不同，盐度胁迫产生的影响程度也就不同。以小麦为例，对2种耐盐度不同的小麦植物进行观察，在定量的盐度胁迫之下，2种小麦的AP活性变化明显存在差异。在盐度胁迫之下，植物抗氰呼吸相关成分的交替途径具体发生的变化有以下2点：植物抗氰呼吸运行当中，腺苷三磷酸的合成量减少；形成关键性的中间产物，植物当中的三羧酸循环发生反转，盐度胁迫下植物可进行自身调节。

2.2 病原菌侵染下的植物抗氰呼吸

近几年，外界环境中的病原菌侵染对植物抗氰呼吸产生的影响主要有以下几点：植物本身进行的抗氰AP在亲和互作之下会导致植物感染病原菌；抗氰AP使得植物寄主感染的病原菌回受到Ca2+等信号分子的控制；植物寄主的活性氧活动受到制约，抗氰AP对植物寄主产生病原菌的侵染。依据以上病原菌侵染对植物抗氰呼吸产生的3点主要影响分析得出，抗氰AP运行对植物病原菌有一定的调节和控制作用。过去针对病原菌侵染对植物抗氰呼吸研究的成果并不涉及到亲和互作作用，但是在最近几年关于这方面的研究越加深入，并且显示出植物病原菌侵染与抗氰AP有着极大关系。

3 结束语

植物抗氰呼吸有利于植物的生长和发育，在抗氰呼吸下植物能够在某些方面有更大的生长优势。尤其是在某些外界环境因素的胁迫下，植物内部组织等会发生变化，受到影响，植物的抗氰呼吸也发生变化。本文以上主要在盐度、温度以及病原菌侵染胁迫下植物的抗氰呼吸情况，但植物抗氰呼吸还受到水分、渗透等的影响。由于经验和知识有限，以上阐述还存在许多不够全面的地方，希望广大专业人士批评指正。

参考文献

[1]秦嗣军，吕德国，李志霞，等.水分胁迫对东北山樱幼苗呼吸等生理代谢的影响[J].中国农业科学，2011（1）：201-209.

[2]李志霞，秦嗣军，吕德国，等.植物根系呼吸代谢及影响根系呼吸的环境因子研究进展[J]. 植物生理学报，2011（10）：957-966.