1、植物的成熟和衰老生理,第十二章 植物的成熟和衰老生理 第一节 种子成熟时的生理生化变化 第二节 果实成熟时的生理生化变化 第三节 种子和延存器官的休眠 第四节 植物的衰老 第五节 植物器官的脱落,第十二 植物的成熟和衰老生理 受精后 受精卵胚 胚珠种子 子房壁果皮 子房-果实第一节 种子成熟时的生理生化变化 1,淀粉质种子 还原糖,非还原糖和淀粉都有所增加. 淀粉的合成途径: 淀粉磷酸化酶的作用n(G-1-P)+受体 直链淀粉+nPi 直链淀粉合成酶 UDPG+受体 UDP+(1-4)G-受体 外界影响的因素:温度 PH 磷酸,酶,酶,2,油质种子 末成熟种子的酸值高,脂肪酸含量越多,油的品质
2、就越差.种子的碘值,随着种子的成熟度而增加. 3,种子成熟时蛋白质的变化 豆类种子 荚子 酰胺态(氮)-氨基酸(种子)蛋白质 4,种子形成过程中激素变化 吲哚乙酸存在玉米籽粒中 1951赤霉素在菜豆中被鉴定出 1963在玉米中提取出细胞分裂素 作用参与种子和幼苗的生长 控制果实的生长和发育 对于干物质运往种子起着调节作用,第二节 果实成熟时的生理生化变化 一,果实生长 肉质果实,营养器官-S形生长曲线 核果(桃,杏,樱桃),非核果-双S曲线,樱桃,苹果,果实重量,时间,苹果生长的S形曲线和樱桃生长的双S形曲线,珠心 珠被 果核 胚 二,生理生化变化大部分从营养器官运来 果实积累的物质小部分自己
3、合成 碳水化合物:生硬无甜味 -淀粉酶 可溶性糖 果酸的变化 :硬 细胞壁中原果酸胶 原果酸酶,果酸酶 果酸钙 有机酸变化 苹果酸,柠檬酸,酒石酸,氧化,K+,Ca2+,中和,有机酸糖 单宁物质 涩味,单宁,过氧化物酶,芳香物质 酯类,乙酸戊酯,柠檬醛 色素 绿色,黄色,红色,橙色,类胡萝卜.花青素苷 三,果实成熟时蛋白质和激素的变化 成熟时,RNA明显增加. 激素有规律参与代谢反应,生长时,IAA,GA,CYT含量增加,成熟,乙烯量最高.透性,加强氧化.促进酶活性 四,呼吸跃变(骤变) 香蕉,梨,桃,番木瓜,芒果,鳄梨,-呼吸骤变 凤梨,葡萄,草莓,柠檬-非呼吸骤变 乙烯-乙烯利,熏烟,温水
4、浸泡,喷酒法.,摘后日期/D,呼吸速率/mlco2kg-1h-1,10,20,30,40,20,40,60,果实成熟过程中的呼吸骤变,第三节 种子和延存器官的休眠 休眠:成熟种子在合适的萌发条件下仍不萌发的现象. 一,种子的休眠和破除 内因性休眠:不论外界条件多么好,不经过一定时间是不会萌发的深沉休眠 外因性休眠:种子已具备发芽能力,但由于外界条件不适宜,种子仍处于相对静止产状态.强迫休眠 深沉休眠:种皮不透水或不透气 苍耳,野燕麦种皮不透气,紫蓿,紫云英不能透水或透水性弱, 苋菜能透水,透气,但种皮坚硬 破除 细菌和真菌分泌酶,时间长 物理化学方法 磨擦紫云英种皮,氨水(1:50)处理松树种
5、子 98%浓硫酸皂荚种子1h 40温水浸泡86h 种子末完成后熟 胚已经完全发育,适宜条件仍不萌发,它们一定要经过休眠,在休眠内发生的生理生化过程-后熟 蔷薇科(苹果,桃,梨),松柏类植物,破除 层积处理:湿砂分层堆积 低温51-3个月 种皮透性增加,呼吸加强,有机物水解 胚末发育完全 银杏,人参,珙桐 在果皮,种皮,胚中有某些抑制物质存在 香豆素-莴苣种子 洋白蜡树-脱落酸 挥发油,生物碱,有机酸-子叶,胚乳,种皮,果肉 沙漠的滨藜属-生长抑制剂 水 休眠与植物激素 乙烯 丁香 GA 茄子 对于有后熟的种子处理效果更好,落叶杉种子萌发时,抑制剂消失,GA积累. 玉米种子 游离IAA增加 AB
6、A能诱导种子的休眠,而GA解除ABA的作用 1971 Kahn,A.A 种子萌发和休眠的假说 GA CK 抑制剂(包括ABA)共同作用 GA对于萌发是必需的,不管有无抑制剂的存在,它的缺乏导致休眠,CK的作用是阻止抑制剂的影响,从而使GA的作用得以表现出来,抑制剂(如ABA)的存在和GA的缺乏,都有可引起休眠. 二,延存器官休眠的打破和延长 块茎,鳞茎 赤霉素,第四节 植物的衰老 衰老:指细胞,器官或整个植株生理功能衰退,最终自然死亡的过程 单稔植物:一次开花,一年生和二年生植物,一些多年生植物. 多年生木本和草本植物.营养和生殖交替 一,衰老时的生理生化变化 蛋白质显著下降 核酸含量的变化
7、光合速率下降 呼吸速率下降,生长速率的下降是植物衰老的一个普遍现象. 二,影响衰老的条件 光 光延缓叶片衰老是通过环式光合磷酸化供给ATP,用于聚合物的再合成,或降低蛋白质,叶绿素和RNA的降解.红光能阻止蛋白质和叶绿素含量的减少,(光敏素参与衰老调节), 温度 低温,高温 水分 干旱,营养营养缺乏 夺取营养 细胞分裂素 保绿作用 拟南芥 烟草 半胱氨酸蛋白酶启动子和ipt基因的嵌合基因 Cyt延长蔬菜贮藏 防止落花落果 三,植物衰老的原因 营养亏缺理论:库 生殖器官是一个很大的库,垄断分配,聚集养料. 植物激素调控理论: 细胞分裂素 花,果实 衰老的激素的产生-营养体,赤霉素阻止蒲公英和白蜡
8、树的衰老有效,生长可阻碍有些树木的衰老,CK对草本更有效 信号转导途径 糖信号分子 受体-已糖激酶 已糖激酶基因烟草 有些环境因素,高温,缺水,缺氮,电离辐射,病原体-导致体内激素不平衡 第五节 植物器官的脱落 脱落:指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程. 具重要的生理意义,一,影响脱落的因素 内部因素 植物激素 生长刺激剂(IAA,NAA,2.4-D)分别在近轴和远轴施生长刺激剂在近轴端,离层形成,脱落在远轴端,抑制离层形成根据以上,1955年Addicott提出了“生长素梯度学说”,近轴,远轴,离层,d,p,调节离层形成的速度,决定于离层生长素含量的梯度大小,而不是生长素的绝对量,dp,
9、离层不形成,dp,离层形成. 乙烯促进叶柄的脱落诱导离层内的纤维素酶,果胶酶形成.促使生长素纯化, 乙烯和生长素浓度对脱落的关系. 赤霉素,脱落酸 1982 Addicott 脱落是果胶和胞壁等物质和可溶性糖的平衡. 促进水解酶的合成-脱落 促进合成酶的形成-延缓脱落,1,DNA,RNA,蛋白质,水解酶,果胶质等,糖等,合解酶,蛋白质,RNA,DNA,ABA,GA,乙烯,O2,O2,乙烯,IAA,CK,能量,能量,作业,休眠 生长素梯度学说 呼吸骤变 后熟 脱落 衰老 1,肉质果实成熟时有哪些生理生化变化? 2,植物器官脱落与植物激素的关系如何? 3,植物衰老时发生了哪些生理生化变化? 4,采收后的甜玉米其甜度越来越低,为什么?,
