植物生理学成熟及衰老生理.ppt

第九章 植物的成熟和衰老生理 植物的生命周期大致可分为胚胎发生、营养生长和生殖生长三个阶段。 对一、二年生的草本植物来说，种子和果实形成之后，植株就趋向衰老，有的器官还发生脱落，从而结束生活周期。 许多植物是以种子和果实繁殖后代的，多数作物的生产也是以收获种子和果实为目的的，因此，了解植物成熟和衰老的生理过程及其影响因素，进而调控其成熟和衰老发育进程，无疑是十分重要的。 第一节 种子成熟时的生理生化变化 一、种子发育和贮藏物质的积累 贮藏物质的积累 1.淀粉的合成与积累 合成淀粉的场所是淀粉体. 合成的原料来自ADPG. 淀粉磷酸化酶在淀粉合成中起主导作用 3.脂类的合成与积累 合成脂肪的直接原料是磷酸甘油和脂酰CoA， 种子中脂肪合成的部位是内质网. 油脂形成有两个特点： （1）成熟期所形成的大量游离脂肪酸，随着种子的成熟，游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂。 （2）种子成熟时先形成饱和脂肪酸，然后，由饱和脂肪酸变为不饱和脂肪酸。 总之，在种子成熟过程中，可溶性糖类转化为不溶性糖类，非蛋白质氮转变为蛋白质，而脂肪则是由糖类转化而来的。 二、其他生理变化 1.呼吸速率： 有机物积累迅速时，呼吸作用也旺盛，种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。 2.激素变化： 首先出现的是玉米素，可能调节建成籽粒的细胞分裂过程，然后是赤霉素和生长素可能调节有机物向籽粒的运输和积。此外，籽粒成熟期脱落酸大量增加，可能和籽粒的休眠有关。 3.种子含水量： 与有机物的积累恰好相反，它是随着种子的成熟而逐渐减少的。 三、外界条件对种子成熟和化学成分的影响 1. 光照 光照强，叶片同化物多，输入到籽粒的多，产量高; 2.温度 温度过高呼吸消耗大，籽粒不饱满；温度过低不利于有机物质运输与转化，种子瘦小，成熟推迟。 油料种子的成分受温度影响较大：温度较低、昼夜温差大，含油量和不饱和脂肪酸含量高，蛋白质含量较低（北方的油脂品质好）; 3.空气相对湿度 大气干旱，影响淀粉累积，种子瘦小、蛋白质含量较高;——(“风旱不实现象”) 4.土壤含水量 土壤水分过多，根系因缺氧易受损伤，水分不足，种子灌浆困难 5.营养条件 氮肥、钾肥、磷肥 一、果实的生长 果实生长主要有两种模式 1.肉质果实的生长也具有生长大周期，呈S型生长曲线； 2.也有一些核果及某些非核果的生长曲线，则呈双S型，即在生长的中期有一个缓慢期。这个时期正好是珠心和珠被生长停止，幼胚生长强烈的时期，这时核正在变硬。 单性结实： 一般情况下，植物通过受精作用才能结实。但是有些植物也可不经受精即能形成果实，这种现象称为单性结实。 天然单性结实：指不需要经过受精作用或其他刺激诱导而结实的现象。同一种植物，无种子的子房中生长素含量较有种子的为高。 刺激性单性结实：也称诱导性单性结实。在外界环境条件的刺激下而引起的单性结实。 原因： 果实生长与受精后子房生长素含量增多有关。 植物完成了受精作用，但由于种种原因，胚的发育中止，而子房或花的其他部分继续发育，也可成为没有种子的果实。这种现象称为假单性结实。 二、果实成熟时的生理生化变化 呼吸跃变：指果实成熟到一定程度时，呼吸速率先降低，然后突然升高，最后下降，果实达到完熟时出现的呼吸高峰。 跃变型果实：梨、桃、苹果、李、杏、芒果、番茄、西瓜、白兰瓜、哈密瓜等。(果实的内含物复杂) 非跃变型果实：草莓、葡萄、柑桔、樱桃、黄瓜等。(果实的内含物较为简单) 呼吸跃变产生的原因：果实内产生乙烯，增强膜透性（O2），加强内含物的水解而导致呼吸跃变。 跃变型果实和非跃变型果实的主要区别 （1）前者含有复杂的贮藏物质（淀粉或脂肪），在摘果后达到完全可食状态前，贮藏物质强烈水解，呼吸加强，而后者并不如此。 （2）跃变型果实成熟比较迅速，非跃变型果实成熟比较缓慢。 （3）乙烯生成的特性和对乙烯的不同反应。 乙烯可增加果皮细胞的透性，加强内部氧化过程，促进果实的呼吸作用，加速果实成熟。 骤变型果实中乙烯生成有两个调节系统。系统Ⅰ负责呼吸骤变前果实中低速率的基础乙烯生成；系统Ⅱ负责呼吸骤变时成熟过程中乙烯自我催化大量生成。 非骤变型果实的乙烯生成速率相对较低，变化平稳，整个成熟过程中只有系统Ⅰ活动，缺乏系统Ⅱ。 对于骤变型果实，外源乙烯只在跃变前起作用，它能诱导呼吸上升，同时促进内源乙烯的大量增加，即启动系统Ⅱ，形成了乙烯自我催化作用，且与所用的乙烯浓度关系不大，是不可逆作用。 对非骤变型果实，外源乙烯在整个成熟过程期间都能起作用，提高呼吸速率，其反应大小与所用乙烯浓度有关，而且其效应是可逆的，当去掉外源乙烯后，呼吸下降到原来的水平。同时外源乙烯不能促进内源乙烯的增加。 三、肉质果实成熟时的色香味变化 （1）甜味增加：淀粉转化为可溶性糖;