第十一章植物成熟和衰老的生理

ApMr 1a2y,62,0200707
Dec 6, 2005
衰老的方式
• 整体衰老型 一次开花结实死亡的叫单稔植物 （monocarpic plant）。如一年生、 二年生和一些多年生植物（竹）。
衰老的方式
多年生的木本和草本植物叫多稔植物 （polycarpic plant）。
• 地上部衰老型
3、植物衰老的原因
• 营养亏缺理论 认为营养亏缺造成衰老。 • 激素调控理论 认为各种激素相对不平衡
引 起 衰 老 。 CTK 、 GA 及 IAA 延 缓 衰 老 ， ABA、ETH促进衰老。ABA增加是引起叶 片衰老的重要原因。
• DNA损伤假说 认为基因表达蛋白质过程
中引起差误造成衰老。
09年诺贝尔生理学或医学奖
2、呼吸跃变
• 呼吸跃变（respiratory climacteric） 当果实成熟到一定程度时，呼吸速率降低， 然后突然增高，最后又下降的现象。
• 跃变型果实 苹果、香蕉、梨、桃、芒果等。 成熟比较迅速。
• 非跃变型果实 橙、葡萄、草莓和柠檬等。 成熟比较缓慢。
2、呼吸跃变
• 呼吸跃变的本质： 果实中复杂有机物的分解，使果实进
2、影响衰老的条件
• 光照 光照延缓衰老。 • 温度 低温和高温加速衰老。 • 水分 干旱加速衰老。 • 营养 N肥不足，加速叶片衰老；Ca2+有
稳定膜的作用，延缓衰老；一定浓度的 Ag+、Ni2+也能延缓叶片衰老。
2、影响衰老的条件
• 植物激素 细胞分裂素显著延长保绿时间， 推迟离体叶子衰老，防止果树生理落果的 作用。
长日照LD
短日照SD
赤霉素GA
脱落酸ABA
打破休眠， 促进生长
诱导休眠， 抑制生长
四、植物衰老的生理
• 衰老（senescence）：指细胞、组织、器 官或整个植株生理功能衰退，最后自然死 亡的过程。
• 衰老受遗传控制和环境胁迫。是一种正常 的生命现象，是有层次的，是随时进行的， 是植物对环境的一种反应。
三、种子和延存器官的休眠生理
• 种子是植物的延存器官，是个体发育的终 点和起点。
• 休眠（dormancy）：成熟种子、鳞茎和芽 在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。
1、种子休眠的原因和破除
• 种皮限制 种皮不透水，不透气或太坚硬，
如紫云英、 椴树、苋菜、苜蓿等。
• 种子未完成后熟作用 如苹果、桃等。 • 胚未发育完全 如珙桐等。 • 抑制物质存在 如香豆素、脱落酸等可抑
制莴苣种子萌发。
2、延存器官休眠的打破和延长
• 磨擦、浓硫酸及氨水处理种子破除休眠。 • 层积处理使种子完成后熟作用。 • GA处理打破块茎休眠。PP333、萘乙酸甲
酯处理延长块茎休眠。 • 大量水洗，冲刷，去除抑制物质。
3、休眠与植物激素
植物的休眠或生长，受GA和ABA调节。
甲瓦龙酸Mevalonic acid
长曲线。 • 一些核果及某些非核果呈双S形生长曲线，
在生长的中期有一个缓慢期。为什么？
S形生长曲线的果实
双S形生长曲线的果实
珠心和珠被生长停止， 营养成分向种子集中
• 单性结实（parthenocarpy）：不经受精作 用而形成不含种子的果实。有天然的单性 结实和刺激性单性结实两种。
• 刺激性单性结实多用生长素类（NAA、2,4D）处理。
2、其他生理变化
•含水量在种子成熟过程中逐渐减少。 •呼吸速率在干物质积累时升高，成熟时降低。 •内源激素在种子成熟过程中，ZT（调节籽
粒细胞分裂）、GA、IAA（抽穗、调节物质 向籽粒运输）、ABA（籽粒休眠）依次出现 峰值。
二、果实成熟生理
1、果实的生长 • 肉质果实的生长具有生长大周期，呈S形生
• ETH引起呼吸链电子传递转向抗氰呼吸，造 成物质的空耗浪费。
• ETH增加细胞膜透性，形成活性氧，使膜脂 过氧化。
Ethylene promotes leaf senescence in wild-type (WT) Arabidopsis, but not in the ethylene-insensitive etr1 mutant
In summer
In winter
衰老的方式
• 脱落性衰老型
落叶树木。叶片在特定的时期脱 落，秋天较常见。
衰老的方式
• 渐进衰老型
衰老只发生在成熟的器官组织中。 幼嫩器官在成熟器官的衰老中不 断发育。
1、衰老时的生理生化变化
• 蛋白质含量显著下降 • 核酸含量降低 • 光合速率下降 • 呼吸速率下降 • 物质转移 • 细胞结构明显衰退
入完全成熟，达到可食状态。 • 引起呼吸跃变的原因：
①Eth增加果实细胞膜的透性。使底物与 酶接触，增强呼吸作用。
②Eth促进水解酶的形成。加强底物水解， 增强呼吸作用。
3、肉质果实成熟时的色香味变化
• 果实变甜 • 酸味减少 • 涩味消失 • 香味产生 • 由硬变软 • 色泽变艳
淀粉转变为蔗糖等可溶性糖。 有机酸转变为糖或被中和。 单宁被氧化分解。 酯类和醛类有机化合物合成。 果胶质变为果胶，淀粉被分解。 叶绿素被破坏，花色素苷合成。
一、种子成熟生理
淀粉种子 油料种子 豆类种子
1、主要有机物的变化
淀粉种子： 可溶性糖 ↓ 淀粉↑，纤维素、半纤维素↑
油料种子： 可溶性碳水化合物↓ 脂肪↑
豆类种子： 含氮化合物↓ 蛋白质↑
油料种子成 熟过程中， 酸价降低， 碘值升高。
酸价与碘值
酸价：中和1g油脂的脂肪酸所需的KOH的 毫克数。酸价高，说明油质差，即发生酸败。 碘值：100g油脂中不饱和脂肪酸吸收碘的克 数。
卡萝尔·格雷德
伊丽莎白·布莱克本
杰克·绍斯塔克
他们发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的。研究成 果揭示，端粒变短，细胞就衰老（停止分裂，凋亡）；如 果端粒酶活性很高，端粒的长度就能得到保持，细胞的老 化就被延缓（保持分裂）。
ETH与衰老
• ETH含量上升，使CTK、GA、IAA含量下降， 导致激素不平衡，促进衰老。
大家好
受精卵
胚
开
授粉
受精极核
胚乳
花
受精
胚珠
种子
子房壁
果皮
Βιβλιοθήκη Baidu
子房
果实
随着植株年龄 的增长，植物要发 生衰老和脱落现象。
伴随着形态上 的变化，生理生化 上也发生剧烈的变 化。
第十一章 植物成熟与衰老生理
一、种子成熟生理 二、果实成熟生理 三、种子和延存器官的休眠生理 四、植物衰老的生理 五、程序性细胞死亡 六、植物器官的脱落