李合生植物生理學第十章生殖与衰老.ppt

（二）植物衰老类型 1.整株衰老（overall senescence）： 一年生和二年生植物（如玉米、花生、冬小麦），通常在开花结实后出现整株衰老死亡。 2.地上部分衰老(top senescence)： 多年生草本植物。 3.渐近衰老(progressive senescence)： 常绿乔木，叶片分批轮换衰老脱落。 4.脱落衰老（deciduous sennescence）： 如 果实、花的衰老。 （三）衰老的生物学意义 增强繁殖能力； 抵抗逆境。 二、植物衰老时细胞结构及生理生化变化 （一） 细胞的衰老 主要讲生物膜和细胞器在衰老过程中结构及生理生化变化。 1.生物膜的生理生化变化 衰老过程中，一个重要现象:电解质大量外渗，说明膜受到破坏 在这一过程中，膜脂发生过氧化，是膜损伤的重要原因。 其中磷脂酶、脂氧合酶和活性氧起重要作用。 磷脂酶：磷脂酶A1，磷脂酶A2，磷脂酶B，磷脂酶C，磷脂酶D，溶血磷脂酶和脂解酰基水解酶等。 磷脂的降解 磷脂 游离多元不饱和脂肪酸 磷脂酶 脂氧合酶 不饱和脂肪酸的氢过氧化物 脂氧合酶 自由基 分解 醛类（如丙二醛）和易挥发的烃类（乙烯，乙烷，戊烷）等 脂氧合酶 亚麻酸 茉莉酸（JA） JA是一种促进植物衰老的内源物质，有人称为死亡激素。 2.生物膜结构变化 正常情况下，细胞膜为液晶相，流动性大。 衰老过程中，膜脂的脂肪酸饱和程度逐渐增高，脂肪链加长，膜由液晶相逐渐转变为凝固相。 3.细胞器衰老特征 核糖体和粗糙型内质网的数量减少； 线粒体内的嵴扭曲收缩或消失； 叶绿体肿胀，类囊体解体，间质中的嗜锇颗粒积累； 细胞器膜破裂，释放出各种水解酶类及有机酸使细胞发生所谓的自溶现象，加速细胞的衰老解体。 （二）器官衰老 1.叶片衰老 2.花器官的衰老 叶色-----由绿变黄 根据叶色将叶片衰老分为五级 花冠--- 雄蕊---雌蕊 花器官 3.根系的衰老 果实成熟意味衰老开始 根系是边生长边衰老，根毛寿命很短 三、植物衰老的机理与调节 （一）植物衰老的机理 1.营养亏缺学说 许多一年生植物在开花结实后，营养体衰老、凋萎、枯死。 原因 主要是营养物质的征调和同化物的再分配与再利用。 即将营养体内的物质大量运输到生殖器官，促进营养体衰老。 摘除果实可以延缓衰老。 存在问题： 1）供给已开花结实植株充分养料，无法免除其衰老 2）雌雄异株开花后并未结实，雄株仍然死亡 。如菠菜和大麻 2. DNA损伤学说 差误理论要点： 植物衰老是由于分子基因器在蛋白质合成过程中引起差误积累所造成的。 当错误的产生超过某一阈值时，机能失常，出现衰老、死亡。 这种差误由于DNA的裂痕或缺损导致错误转录、翻译， 错误可能在蛋白质合成轨道一处或几处出现。 这种错误可能是氨基酸排列错误，或者是多肽链折叠错误。 错误的发生导致无功能的蛋白质（酶）的积累。 3.遗传程序学 植物衰老、死亡是由其自身基因程序所决定的。 一切衰老过程都是基因控制。 牵牛花的衰老很快，在开花当天即衰老，第二天脱落 细胞程序性死亡（programed cell death）：植物体内存在特定基因控制细胞衰老事件。---DNA降解为特征 外源乙烯--诱导WT拟南芥衰老 对乙烯不敏感型突变体无影响 生命衰老受遗传控制 4.生物自由基损伤学说 衰老常伴有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性降低和脂氧合酶活性升高（lipoxygenase，LOX，催化膜脂中不饱和脂肪酸的加氧，产生自由基），导致生物体内自由基产生与消除的平衡被破坏，以致积累过量的自由基，对细胞膜及生物大分子产生破坏作用。 如加强酶蛋白的降解、 促进脂质过氧化反应、 加速乙烯的产生、 引起DNA的损伤、 改变酶的性质等， 进而引起衰老 （1）生物自由基（ Free Radical ）的概念 生物自由基（Free Radical）是指生物体代谢产生的自由基。 又称游离基，是带有未配对电子的原子、原子团、分子或离子等。 （2）生物自由基种类 生物自由基 氧自由基 （oxygen free radical） （主要的生物自由基） 非含氧自由基，如CH3.、（C6H5）3C 无机氧自由基，如超氧自由基（O2.-）、羟基自由基（.OH）； 有机氧自由基，如过氧化物自由基（ROO.）、烷氧自由基（RO.）和多元不饱和脂肪酸自由基（PUFA.）。 含氧非自由基 ( 1O2, H2O2 ) 活性氧 自由基的特点： 不稳定，寿命短； 化学性质活泼，氧化能力强； 能持续进行链式反应。 活性