植物成熟与衰老生理专家讲座.pptx

第十一章植物成熟与衰老生理第一节种子发育四、种子成熟过程中主要改变√高等植物种子成熟包含以下过程：一是受精后合子经过细胞分裂，形成了能够发育成新个体种胚；二是从营养器官运入可溶性低分子化合物(如葡萄糖、蔗糖、氨基酸等)，在种子内逐步转化为不溶性高分子化合物(如淀粉、脂肪、蛋白质等)贮藏起来；三是种子逐步脱水，使细胞质由溶胶状态逐步转变为凝胶状态；种子进入休眠状态，方便度过不良外界环境条件。(一)贮藏物质改变1.糖类小麦、水稻、玉米等禾谷类种子和豌豆、菜豆、蚕豆等豆类种子，其贮藏物质以淀粉为主，称为淀粉种子。成熟过程中，淀粉种子中可溶性碳水化合物（蔗糖、葡萄糖、果糖）含量降低，不溶性碳水化合物(淀粉、纤维素、半纤维素)含量增加。2.脂肪改变大豆、花生、油莱、蓖麻、向日葵种子中脂肪含量很高，称为脂肪种子。第一，脂肪含量升高（由糖转化而来）第二，酸价逐步降低（脂肪酸转为脂肪）第三，碘价升高【部分饱和脂肪酸转为不饱和脂肪酸】。3.蛋白质改变豆科植物种子富含蛋白质(小麦等淀粉种子也含较多蛋白质)，称为蛋白质种子。伴随种子成熟，非蛋白态N(氨基酸)→蛋白态N(蛋白质)。4.非丁改变游离磷酸与肌醇及钙、镁结合为肌醇六磷酸钙镁—即非丁(phytin)，或称植酸钙镁。种子成熟过程中，非丁含量增加，作为磷酸贮备库与供给源（占种子磷含量80%）(二)种子成熟时其它方面改变1.呼吸速率改变干物质积累快速时，呼吸速率亦高；干物质积累迟缓(种子靠近成熟)时，呼吸速率也逐步降低。淀粉/脂肪/蛋白质合成需要呼吸作用提供原料和ATP等2.种子含水量改变伴随种子成熟，含水量逐步降低。4.内源激素改变伴随种子成熟，可能先出现是CTK，可能调整籽粒形态建成细胞分裂过程；其次是GA与IAA，可能调整有机物质向籽粒运输与积累过程；最终是ABA，可能与控制籽粒休眠过程相关。五、种子成熟过程中基因表示（新）(一)种子贮藏蛋白基因表示为种子中所特有，作为贮藏物质/无其它功效绝大多数种子贮藏蛋白基因都是由多基因家族（genefamily）组成。玉米-醇溶蛋白基因数目预计高达75个，油菜2S水溶蛋白基因数目在2～5个之间。这种多基因家族存在就使得同一个子中存在不一样蛋白异构体。贮藏蛋白基因表示主要受激素(ABA)和营养原因调控。(二)与种子脱水相关基因表示胚胎发育后期表示蛋白质（LEA蛋白）可能提升种子抗脱水能力（保护胚细胞在种子脱水时不被伤害）。这类蛋白在胚发育后期含量很高，在种子萌发早期快速消失。当前，将已判定出来LEA蛋白基因分为三类：小麦、玉米等Em基因；水稻RAB基因和大麦Dehydrin基因；胡萝卜Dc3和Dc8基因、大麦PHVal基因及玉米MLG3基因。六、环境对种子成熟影响2.温度还影响种子中贮藏物质组成北方温度低，油料种子不饱和脂肪酸含量高，Pr含量低。南方温度高，不饱和脂肪酸含量低，蛋白质含量较高。(三)空气湿度湿度过高延迟种子成熟；湿度过低降低干物质积累，造成种子小而产量低。低温干旱条件下小麦籽粒蛋白质含量较高；温暖潮湿条件下淀粉含量较高。(五)矿质营养第二节果实发育（新）返回(二)激素与果实生长（新）(一)肉质果实成熟时色香味改变√（旧）3.涩味消失单宁（酚类多聚物）被过氧化物酶氧化分解；5.由硬变软果肉细胞壁胞间层不溶性果胶（原果胶-长链半乳糖醛酸）被半乳糖醛酸酶分解为可溶性果胶。1.呼吸跃变（呼吸骤变）√果实成熟到一定程度，呼吸速率突然升高，然后又下降，此时果实完全成熟，这个呼吸高峰叫呼吸跃变。GA处理产生无籽葡萄3.应用(旧书)三、果实成熟过程中基因表示四、影响果实发育环境原因(四)矿质营养叶片中氮和钙含量较高时，裂果现象相对降低；枝条中钙和硼含量不足或果实中氮和钾百分比失调，都会引发裂果。(五)湿度不一样类型、品种果实对湿度有不同要求。（高湿度造成枣皮开裂）五、控制果实成熟基因工程(新)番茄PG反义转基因果实，其PGmRNA降低，PG活性显著低，果实能保持相当硬度。如将ACC合成酶cDNA反义系统导入番茄，得到转基因植物乙烯合成被抑制了99.5%，果实不出现呼吸高峰，贮存3-4个月也不变红变软，用乙烯处理则果实成熟。六、果实成熟激素调整(新)乙烯对果实成熟调整取决于乙烯浓度、作用时间和果实对乙烯敏感性。ABA促进果实成熟和衰老。生长素影响果实成熟开启时间，普通可延缓果实成熟，但不影响果实成熟程度。细胞分裂素不影响成熟起始时间但降低成熟度。GA作用和细胞分裂素类似。果实成熟可能是各种植物内源激素平衡作用结果。第四节植物衰老一、植物衰老类型√(三)落叶衰老因为气象因子胁迫造成叶片季节性衰老脱落。比如，旱生植物霸王子夏季落叶以度过干旱，北方阔叶树于秋季落叶以度过寒冬。三、植物衰老机理(一)营养亏缺理论（新书是营养竞争假说）√生殖器官从其它器官取得大量营