ODPORNOŚĆ I ADAPTACJA ROŚLIN DO NISKICH I WYSOKICH TEMPERATUR

Niska temperatura utrudnia pobieranie wody oraz powoduje uszkodzenia spowodowane chłodem jak: przemarzanie, wymakanie, wysadzanie (wypychanie), osmalanie, oblodzenie. W warunkach klimatu umiarkowanego stres ten eliminuje lub ogranicza wzrost i plonowanie wielu roślin cennych dla człowieka. Adaptacja do niskiej temperatury obejmuje: 1) aklimatyzację do niskiej temperatury ( hartowanie), 2)  zapobieganie zamarzaniu, 3) unikanie zamarzania (obniżenie temperatury krystalizacji, co prowadzi do przechłodzenia wody w tkankach), 4) zamarzanie pozatkankowe. Wszystkie bardziej skomplikowane mechanizmy adaptacji do niskich temperatur obserwujemy u roślin wyższych.  Polegają one m.in. na zwiększaniu zawartości cukrów w soku komórkowym. Skład cukrowy roślin odpornych na niskie temperatury zależy od gatunku. Do podstawowych cukrów występujących w roślinach wyższych podczas adaptacji na niską temperaturę należą sacharoza, glukoza, rafinoza, stachinoza i alkohole wielowodorotlenowe, jak mannitol, glicerol.

Wysoka temperatura powoduje wysuszenie roślin, zakłócenie równowagi między asymilacją i dysymilacją, wzrost podatności na infekcje oraz zmniejszoną odporność roślin na suszę. Odporność na wysoką temperaturę jest uzależniona od fazy rozwojowej rośliny, intensywności transpiracji, przewodnictwa cieplnego tkanek i zawartości w nich wody. Adaptacja do wysokich temperatur polega na termoregulacji, która jest uzależniona od syntezy białek szoku termicznego (HS), z jednoczesnym ograniczeniem syntezy białek normalnych. Białka szoku termicznego są niskocząsteczkowe i zlokalizowane w jądrze. Białka szoku termicznego są syntetyzowane zawsze wtedy gdy temperatura otoczenia jest wyższa niż ta, do której są rośliny przyzwyczajone.

Doświadczenie 2

Wpływ niskiej i wysokiej temperatury na przepuszczalność błon cytoplazmatycznych

Materiał: burak ćwikłowy;

Odczynniki: woda destylowana;

Sprzęt: deska do krojenia, nóż, łaźnia wodna, zamrażarka, cieplarka; spektrofotometr;

Błony cytoplazmatyczne w żywej, nie uszkodzonej komórce roślinnej charakteryzują się selektywną przepuszczającą dla związków zawartych w soku komórkowych. Dzięki temu aktywnie regulują wymianę substancji pomiędzy komórkami, a także pomiędzy rośliną i otoczeniem. Pod wpływem czynników zewnętrznych (wysoka temperatura, substancje organiczne, stężenie jonów wodorowych, stężone substancje osmotycznie czynne) może dojść do naruszenia lipidowo-białkowej struktury błon komórkowych i w konsekwencji następuje utrata ich selektywnej przepuszczalności.