植物的成熟和衰老生理.ppt

基础特征: 生活力下降。 生理上表现： 促进衰老与成熟的激素增多（ABA,ETH）； 抑制衰老、促进生长的激素减少(IAA,CTK,GA)； 合成代谢降低，分解代谢加强，物质外运。 外观上表现： 叶片褪绿，器官脱落，最后死亡。 细胞程序性死亡包含到很多过程 胞程序性死亡包含到很多过程, 包含图中所表示下列多个过程: （1）配子体形成包含胚囊形成; （2）胚发育; （3）种子和果实组织退化; （4-6）组织器官发育; （7）组织器官衰老; （8-9）植物体对环境信号和病原体（菌）反应。 植物衰老类型 依据植株与器官死亡情况将衰老分为四种类型: （1）整体衰老,如一年生或二年生植物, 在开花坚固后, 整株植物就衰老死亡; （2）地上部衰老, 多年生草本植物, 地上部每年死亡, 而根系和其它地下系统仍然继续生存多年; （3）落叶衰老, 多年生落叶木本植物, 发生季节性叶片同时衰老脱落; （4）次序衰老, 比如多年生常绿木本植物茎和根能生活多年, 而叶片和繁殖器官则渐次衰老脱落。 衰老有其主动生物学意义 能使植物适应不良环境条件, 而且对物种进化起关键作用。 温带落叶树叶片, 在冬前全树叶片脱落, 从而降低蒸腾作用, 有利于安全越冬。 通常植物在衰老时, 其营养器官中物质降解、撤退并再分配到种子、块茎和球茎等新生器官中去。 如花衰老及其衰老部分养分撤离, 能使受精胚珠正常发育; 果实成熟衰老使得种子充实, 有利于繁衍后代。 二、植物衰老时细胞结构改变 （一） 细胞的衰老 生物膜和细胞器在衰老过程中结构及生理生化变化。 1.生物膜生理生化改变 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.生物膜结构改变 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。 三、衰老时生理生化改变 植物衰老时, 在生理生化上有很多改变, 关键表现在: 1.光合色素丧失 叶绿素逐步丧失是叶片衰老最显著特点。 例如，用遮光来诱导燕麦离体叶片衰老，到第三天，叶片中的叶绿素含量只有起始值的20%左右，另外叶绿素a与叶绿素b的比值也下降,最后叶绿素完全消失。类胡萝卜素比叶绿素降解稍晚。 叶肉细胞叶绿素分解代谢亚细胞分区中α-去镁叶绿酸酯分解路径 叶片衰老时, RNA总量下降, 尤其是rRNA降低最为显著。其中以叶绿体和线粒体rRNA对衰老最为敏感, 而细胞质tRNA衰退最晚。叶衰老时DNA也下降, 但下降速度较RNA为小。 2.核酸改变 3.蛋白质改变 蛋白质水解是植物衰老第一步, 离体衰老叶片中蛋白质降解发生在叶绿素分解之前。在蛋白质水解同时, 伴伴随游离氨基酸积累, 可溶性氮会临时增 4.呼吸作用 叶片在衰老时呼吸速率下降, 但下降速率比光合速率慢。有些植物叶片在衰老开始时呼吸速率保持平稳, 后期出现一个呼吸跃变期, 以后呼吸速率则快速下降。衰老时, 氧化磷酸化逐步解偶联, 产生ATP数量降低, 细胞中合成反应所需能量不足, 这更促进衰老加剧。 5.植物激素 植株在衰老时, 通常是: 促进生长植物激素如细胞分裂素、生长素、赤霉素等含量降低, 而诱导衰老和成熟激素如脱落酸、乙烯等含量增加。 四、植物衰老机理与调整 （一）植物衰老机理 1.营养亏缺学说 存在问题： A供给已开花结实植株充分养料，无法免除其衰老 B雌雄异株开花后并未结实，雄株仍然死亡 。如菠菜和大麻 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。 换句话说：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。 2. DNA损伤学说 理论关键点: 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