（细胞生物学专业论文）醉香含笑花被片衰老过程中细胞结构和若干生理生化指标的变化.pdf

c a t e g o r yc o d e ： s e c r ed e g r e e ： c o ll e g ec o d e ：1 0 3 8 9 s t u d e n t n u m b e r ：1 0 7 3 9 0 3 m s t h e s i so ff u j i a na g r i c u l t u r ea n df o r e s t r yu n i v e r s i t y t h ev a r i a t i o no fc e l ls t r u c t u r ea n ds o m e p h y s i o l o g i c a l a n db i o c h e m i c a li n d e x e si n a g i n go f m i c h e li am a c c l u r e id a n d y c l a s so fd i s c i p l i n e ：n a t u r a ls c i e n c e f i r s tg r a d ed i s c i p l i n e ：b i o l o g y s e c o n dg r a d ed i s c i p l i n e ：c e l lb i o l o g y r e s e a r c hf i e l d ：p l a n tc e l lb i o c h e m i s t r y p o s t g r a d u a t e ：t i n g w e ij i a o s u p e r v i s o r ：a p r o f s u z h ig u o s u b m i t t e dt i m e ：a p r i l ，2 0 10 3648洲47iiiii洲y l 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯 他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名： 论文使用授权的说明 期： - t a 6 。加 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学 校有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 二姗名：坐 指导刻碟笔答较备蒜救 ：to 一乞b 日鞭：扣莎? o 一1 【一 目录 e jj j 之i 摘要i a b s t r a c t i l i 前言1 1 植物衰老的生物学研究进展1 1 1 生理生化指标变化与衰老的关系2 1 1 1 丙二醛( m d a ) 含量及膜透性变化与衰老的关系2 1 1 2 细胞内含物含量变化与衰老的关系3 1 1 3 活性氧产生速率的变化与衰老的关系3 1 1 4 含水量变化与衰老的关系4 1 1 5 色素含量与植物衰老的关系4 1 2 保护酶系统与衰老的关系。5 1 3 芳香物质与衰老的关系5 1 4 激素含量变化与衰老的关系。6 1 5 细胞超微结构变化与衰老的关系。6 2 存在的问题。7 2 1 醉香含笑植物花的的生理生化测定方法有待于进一步选择和优化7 2 2 醉香含笑的种属原始性可能潜在的困难8 2 3 醉香含笑花器官的衰老机理和调控途径有待于探索8 3 本项目研究内容和意义8 3 1 研究内容。8 3 1 1 醉香含笑花被片衰老过程中细胞结构的变化8 3 1 2 醉香含笑花被片衰老过程中化学成分变化8 3 i ，3 醉香含笑花被片衰老过程中生理指标的变化8 3 2 本项目研究的意义8 1 材料和方法一1 1 1 1 材料。l l 1 2 试验方法l l 1 2 1 醉香含笑花被片细胞内含物含量变化的测定1 l 1 2 1 1 可溶性糖含量的测定一1 l 1 2 1 2 可溶性蛋白含量的测定1 l 1 2 1 3m d a 含量测定1 2 1 2 1 4 脯氨酸含蹙测定。1 2 1 2 1 5 维生素c 含量测定i2 1 2 1 6 叶绿素、类胡萝卜素含量的测定1 3 1 2 1 7 总酚、类黄酮与花青素含鼍的测定1 3 1 2 1 8 超氧阴离子产生速率的测定1 3 1 2 1 9 过氧化氢含量测定1 4 1 2 1 1 0 水含每测定1 4 1 2 1 1 1 膜透性的测定】4 1 2 2 醉香含笑花被片细胞酶活性变化的测定l5 1 2 2 1 酶液提取15 1 2 2 2 过氧化物酶( p o d ) 活性的测定1 5 1 2 2 3 多酚氧化酶( p p o ) 活性的测定。1 5 1 2 2 4 超氧化物歧化酶( s o d ) 活性测定1 6 1 2 2 5 过氧化氢酶( c a t ) 活性测定l 6 1 2 3 醉香含笑花被片细胞芳香物质变化的测定16 1 2 3 1 主要仪器16 1 2 3 2 试验方法17 1 2 4 醉香含笑花被片细胞激素含量变化的测定1 7 1 2 4 1 乙烯释放量测定17 1 2 4 2 内源激素的测定17 1 2 5 醉香含笑花被片衰老过程中细胞结构变化的检测18 1 2 5 1 扫描电镜法。18 1 2 5 2 透射电镜法19 1 2 5 3 花被片细胞学和组织化学观察。2 l 2 结果与分析2 3 2 1 内含物含量的变化2 3 2 1 1 花被片组织含水量变化2 3 2 1 2 膜透性变化2 3 2 1 3m d a 含晕变化2 4 2 1 4 超氧阴离子产生速率的变化2 4 2 1 5 过氧化氢含量的变化2 4 2 1 6 可溶性蛋白含晕变化2 5 2 1 7 可溶性糖含量变化2 5 2 1 8 脯氨酸含量变化2 6 2 1 9 叶绿素和类胡萝b 素含量变化2 7 2 1 1 0 总酚、类黄酮和花青素含量变化2 7 2 1 1 1 维生素c 含量变化2 8 2 2 抗氧化保护酶活性变化2 8 2 2 1s o d 活性的变化2 8 2 2 2c a t 活性的变化2 8 2 2 3p o d 活性的变化2 9 2 2 4p p o 活性的变化2 9 2 3 内源激素含量的变化3 0 2 3 1a b a 含量的变化。3 0 2 3 2i a a 含量的变化3 0 2 3 3g a 3 含景的变化3l 2 3 4z t 含量的变化3l 2 3 5e t h 含最的变化。3l 2 4 挥发性物质( 芳香物质) 在衰老过程中的变化3 2 2 4 1 醉香含笑花被片发育过程中芳香物质化学成分种类。3 5 2 4 2 醉香含笑花被片发育过程巾芳香物质化学成分的峰面积变化规律3 6 2 4 3 醉香含笑花被片香气感官变化与花被片衰老的关系。3 6 2 5 花被片发育和衰老过程中显微和亚显微结构的变化3 7 3 讨论3 9 3 1 植物内源激素在花被片衰老过程中的作用3 9 3 2 活性氧自由基含量与细胞抗氧化系统的关系4 0 3 3 花被片细胞内含物变化与衰老的关系4 1 3 4 芳香物质在花被片衰老过程中的变化4 2 3 5 花被片细胞结构变化与衰老的关系4 3 附图4 5 图版说明4 8 参考文献：5 1 j 致谢5 7 _ 、 摘要 本试验以醉香含笑( m i c h e l i am a c c l u r e ir a n d y ) 为试材，应用g c - m s 、 h p l c 、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等技术，研究醉香含笑花被片在发育 和衰老过程中细胞微观结构和若干生理生化指标的变化。研究结果如下： ( 1 ) 激素变化与花被片衰老的关系 醉香含笑花被片发育初期，i a a 、g a 。、z t 等延缓衰老的激素含量较高， 调节了花被片的发育，此时促进衰老的a b a 激素含量较低。随着花被片展开， 延缓衰老激素和促进衰老激素含量都发生一些变化，i 从含量明显下降，而 g a 。、z t 含量略有增加，但总体含量还是比第1 时期减少。e t h 的含量明显增 加，花被片细胞衰老加剧而脱落。由此推测，e t h 可能是花被片衰老的促进剂， 而并非诱导剂。 ( 2 ) 抗氧化系统变化与衰老的关系 随着醉香含笑花被片逐渐衰老，细胞合成酶能力呈逐渐降低的趋势，维 生素c 、总酚、类胡萝卜素等物质随之减少，细胞中抗氧化系统清除自由基 的能力开始下降，对于细胞的保护能力也降低，最终导致细胞进入程序性死 亡。因此，抗氧化系统的抗氧化能力下降在一定程度上促进了细胞衰老，但 这并不是细胞衰老的诱导因素。 ( 3 ) 细胞内含物与细胞衰老的关系 细胞内含物是花被片发育过程中的一种物质积累，这些物质的积累，影 响和反映了细胞衰老的进程，m d a 和脯氨酸的含量足衡量细胞衰老的指标之 一。在花被片发育早期细胞中m d a 和脯氨酸的含量较低，随着花被片的发 育和展开，细胞中的m d a 和脯氨酸含量逐渐升高。当花被片进入衰老后期， m d a 和脯氨酸大量积累。而酚类等物质的消耗和降解也会降低细胞抗衰老的 能力，超氧阴离子和过氧化氢含量的增加则严重破坏了细胞膜的稳定性，使 细胞代谢环境失调，加剧了花被片衰老。 ( 4 ) 芳香物质变化与细胞衰老的关系 醉香含笑花被片芳香物质种类繁多，共鉴定出3 7 种化学成分，在花被片 发育与衰老过程中的变化比较复杂。从醉香含笑花被片5 个时期的检测结果 来看，芳香物质种类的变化趋势由少一多一少，第时期检测到的种类和相 对含量最高，第v 时期又减少。说明花被片从幼蕾生长至花蕾完全长大这一 阶段，主要是合成并积累芳香物质的前体物，而从花被片展开至萎凋是香气 散发、花被片细胞衰老凋亡的阶段。 ( 5 ) 细胞结构变化与衰老的关系 通过组织化学染色发现，花被片薄壁细胞具有淀粉复合物。当花被片处 于发育期时，在光学显微镜和扫描电镜下，薄壁细胞内淀粉复合物的体积和 数量呈动态变化，其数量由少逐渐增多，体积由小变大。在透射电镜下，第 时期至第1 i i 时期花被片基本薄壁组织中淀粉复合物、线粒体、溶酶体等逐 渐增多。随着花被片进入衰老期，薄壁细胞中淀粉复合物逐渐转化为香气物 质被散发，其数量和体积即逐渐减少变小，甚至消失。电镜下观察到花被片 表皮细胞塌陷、细胞间隙出现裂痕，细胞中的线粒体、溶酶体等细胞器出现 不同程度解体，细胞壁严重弯曲、变形，花被片脱落萎凋。花被片发育过程 中细胞结构的变化基本和细胞程序性死亡变化趋势一致。 综合以上研究结果认为，花被片细胞结构以及生理生化的变化与细胞衰 老的进程密切相关。 关键词：醉香含笑；衰老；激素；内含物 u a b s t r a c t i n t h i sp a p e r , c h a n g e so fp h y s i o l o g ya n db i o c h e m i c a la n dc e l ls t r u c t u r ei nt h e p e t a ld u r i n gd e v e l o p m e n ta n da g i n gp r o c e s so fm i c h e l i am a c c l u r e iw e r es t u d i e db y u s i n gg a sc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t e r ( g c - m s ) 、( h i g hp e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ) h p l c 、o p t i c a lm i c r o s c o p e ( o m ) ，s c a n n i n g e l e c t r i c m i c r o s c o p e ( s e m ) ， t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( t e m ) a n do t h e rt e c h n i q u e t h er e s u l t sw e r e s h o w e da sb e l o w ： ( 1 ) r e l a t i o n s h i pb e t w e e nh o r m o n ec h a n g e sa n dp e t a ls e n e s c e n c e i nt h ee a r l ys t a g eo fd e v e l o p m e n t ，c o n t e n t so fi a a ，g a ，z tt h a tr e g u l a t e dt h e d e v e l o p m e n to fp e t a lw e r eh i g hw h i l et h ec o n t e n to fa b a w a sl o w ；c o n t e n to fa g i n g h o r m o n e sc h a n g e di nt h ed e v e l o p m e n to fp e t a l ，c o n t e n to fi a ad e c r e a s e dw h i l eg a a n dz ti n c r e a s e d c o n t e n to fe t hi n c r e a s e da n dp e t a l sf e llo f fw i t ht h es e n e s c eo f c e l l a g g r a v a t e d i tw a si n d i c a t e dt h a te t hw o u l d b et h ea c c e l e r a t o ro fp e t a ls e n e s c e n c e o t h e rt h a ni n d u c e r ( 2 ) r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a n g e si na n t i o x i d a n ts y s t e ma n dp e t a ls e n e s c e n c e a n t i o x i d a n ts y s t e mi nt h ee a r l yp e t a ld e v e l o p m e n tp l a y e das i g n i f i c a n tr o l ei n r e n o v a t i n go fi n t r a c e l l u l a rf r e er a d i c a l s ，p r o t e c t i n gc e l lm e m b r a n el i p i dp e r o x i d a t i o n b u tw i t ht h er e d u c e dc a p a c i t yo fs y n t h e s i z i n ge n z y m e sa n dv ca n do t h e rs u b s t a n c e so f c e l l s ，t h ec a p a c i t yo ft h ea n t i o x i d a n ts y s t e md e c l i n e d ，w h i c hi n d u c ep r o g r a m m e dc e l l d e a t h s o ，t h ed e c l i n e do fc a p a c i t yo fa n t i o x i d a n ts y s t e mp r o m o t e dt h ea g i n g ，b u ti t w a sn o tt h ei n d u c t i o nf a c t o ro ft h ec e l ls e n e s c e n c e ( 3 ) r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a n g e so f i n c l u s i o n so fc e ll sa n dp e t a ls e n e s c e n c e c e l l u l a ri n c l u s i o na c c u m u l a t e dd u r i n gt h ed e v e l o p m e n to fc e l la g i n g ，w h i c h r e f l e c t e dt h ep r o c e s so fc e l ls e n e s c e n c e ，t h ec o n t e n t so fm d a a n dp r o l i n ew e r et h e i m p o r t a n ti n d e x e so fc e l la g i n g t h ec o n s u m p t i o no fp h e n o la n do t h e rs u b s t a n c e s r e d u c e dt h ea b i l i t yo f p r o t e c t i o nc e l l u l a rd a m a g e i n c r e a s eo fs u p e r o x i d ea n i o na n d t h e c o n t e n to fh y d r o g e np e r o x i d ec a u s e ds e r i o u sd a m a g et ot h ec e l lm e m b r a n es t a b i l i t y a n di m b a l a n c eo fm e t a b o l i s ma n di n c r e a s e dp e t a ls e n e s c e n c e ( 4 ) r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a n g e so fa r o m a t i cs u b s t a n c ea n dp e t a ls e n e s c e n c e a r o m a t i cs u b s t a n c e si np e t a l sd u r i n gt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s sw e r ec o m p l e x ，3 7 s p e c i e so fc h e m i c a lc o m p o n e n t sw e r ei d e n t i f i e da n dm o s to ft h e mi n c r e a s e df i r s t l ya n d t h e nd e c r e a s e d i nt h i sp a p e r , t h et y p e sa n dr e l a t i v ec o n t e n to f t h ea r o m a t i cs u b s t a n c ea t t h ef o u r t hp e r i o dw e r et h eh i g h e s tr e f l e c t e dt h es t a g ef r o mb u d st of l o w e rb u d sw e r e f u l l yg r o w ni sm a i n l ys y n t h e s i z e da n da c c u m u l a t e dp r e c u r s o ro fa r o m a t i cs u b s t a n c e s a n dt h e na r o m a b e g a nt od i s t r i b u t ew i t hc e l ls e n e s c e n c eo fp e t a l s ( 5 ) r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a n g e so fc o n s t r u c t u r eo fc e ll sa n dp e t a ls e n e s c e n c e s t a r c h c o m p l e x e so np a r e n c h y m ac e l l s w e r ed i s c o v e r e d b yh i s t o c h e m i c a l s t a i n i n g i nt h ep r o g r e s so ft h ep e t a ld e v e l o p m e n t ，t h es i z ew a sb i g g e ra n db i g g e ra n d t h ea m o u n tw a sm o r ea n dm o r e t h en u m b e ro fs t a r c hc o m p l e x e s ，m i t o c h o n d r i a , l y s o s o m e s i n c r e a s e dd u r i n gs t a g e i it oi i i b yu s i n gt e m a r o m as u b s t a n c e t r a n s f o r m e df r o ms t a r c hc o m p l e x e sw h o s en u m b e rg r a d u a l l yi n d r e a s ew a sd i s t r i b u t e d t h ee p i d e r m a lc e l l so fp e t a l s c o l l a p s e d ，i n t e r c e l l u l a rs p a c ec r a c k e d ，m i t o c h o n d r i a , l y s o s o m e sa n do t h e ro r g a n e l l e sd i s i n t e g r a t e di nv a r i o u sd e g r e e s p e t a l ss t r i p p e do f f w i t ht h ed e f o r m a t i o no fc e l lw a l l t h et r e n do fc e l ls t r u c t u r ec h a n g e so fp e t a l sd u r i n g d e v e l o p m e n tw a sb a s i c a l l yt h es a m ea sp r o g r a m m e dc e l ld e a t h w ec a nc o n c l u d ef r o mt h er e s e a r c ha b o v et h a tt h ec h a n g eo ft h ep e r i a n t hc e l l s s t r u c t u r ea n dt h ep h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lc h a n g eh a v eac l o s er e l a t i o n s h i pw i t h t h ea g i n gp r o c e s so f t h ec e l l s k e y w o r d ：m i c h e l i am a c c l u r e id a n d y ；s e n e s c e n c e ；h o r m o n e ；i n c l u s i o n i v 醉香含笑( m i c h e l j a m a c c l u r e id a n d y ) 又称火 力楠，属木兰科 ( m a g n o i a o e a e ) 含笑属， 是被子植物中比较原始的有 花植物，生长在海拔2 0 0 8 0 0 m 的广东、广西、福建南亚 热带地区。属高大常绿乔木 植物，树形整齐美观、枝叶 前言 繁茂、翠绿，花单生于叶腋、白色、浓郁芳香、可提炼芳香油，树皮、根、叶可 做药用，有清热消毒之功能，种子卵形，红色。此外，醉香含笑对氟化物气体的 抗性特别强，是一种新的园林绿化树种，有较高的观赏性；1 5 - - - 2 0 年成材，木材 结构细、纹理直、美观耐用，是建筑、家具、箱板等的优良用材；常混生于常绿 阔叶林中，是理想的生态造林树种，用作森林防火林带n 圳。 植物衰老的生物学研究进展 衰老是植物生长发育、形态建成和对环境应答反应中一个必要的、主动的、 程序化的过程，是受内外因子直接或问接影响的一种器官或组织逐步走向功能衰 退和死亡的变化过程睛1 。它除了代表器官或组织生命周期的终结之外，在发育生 物学上也有着重要意义，因此认识衰老原因，推迟衰老起始或延缓衰老进程，尤 其在防止早衰发生方面具有重要意义。l e o p o l d 将植物衰老分为四种类型：一是 整体衰老；二是地上部分衰老；三是脱落衰老；四是渐进式衰老阳1 。植物细胞衰 老不是一个简单的死亡，而是一个极其复杂的生理生化过程，受遗传因子、激素 水平、植物器官之间的关系等多种内在因素和低温、干旱、营养匮乏等外在因素 的综合影响的程序性死亡的过程。因此，对于植物细胞衰老也产生了“体细胞突 变学说 、“基因调控学说、“自由基伤害学说”、“激素平衡学说 等多种观点。 植物的花器官是植物器官中寿命最短的器官，而花瓣却是研究衰老的理想模式 系统。花器官衰老的研究不仅有助于增进对植物衰老的认识，对花器官生长发育 和衰老机理的研究也有一定推动作用n 1 。有关植物衰老的研究较为普遍，但是针 对花器官的衰老研究并未引起研究者足够重视。最早研究花衰老的f i t t i n g 在 1 9 1 0 年观察到兰科植物的花粉水抽取物可使花瓣衰老，并假定花粉中含有某种激 素。1 9 3 0 年l a i b a c h 证实，该种激素为i a a 。现己知授粉后i a a 诱导产生e h t ， 致使花瓣衰老啊。1 。 目前公认的关于植物衰老的机理主要有自由基理论和细胞的程序死亡理论。 应用分子生物学、细胞生物学和生理生化学等当代最新技术，在分子水平、亚细 胞水平以及生理水平上深入揭示不同器官、组织及不同细胞衰老机制及其与衰老 的关系，尤其是揭示衰老的启动、发生、发展规律等，对彻底了解植物衰老的机 制，进而延缓植物的衰老，延长花期都具有重要的理论意义和实践意义。 1 1 生理生化指标变化与衰老的关系 1 1 1 丙二醛( m d a ) 含量及膜透性变化与衰老的关系 植物在衰老过程中，细胞中产生的超氧离子自由基和羟基自由基，能够诱导 膜脂中不饱和脂肪酸发生过氧化作用，产生脂质自由基。脂质自由基可以进一步 诱发膜脂的过氧化作用，导致细胞膜透性增加，细胞受到损伤和死亡。m d a 是膜 脂过氧化作用的主要产物之一，它的生成和积累会对生物膜造成严重的损伤，引 起细胞衰老2 | ，因此，m d a 含量可作为衡量膜脂过氧化程度的指标之一。以往研究 表明：随着花朵的开放，花瓣中m d a 的含量是逐步升高的。前期上升幅度相对缓 慢，随着花瓣的衰老，m d a 含量迅速上升。m d a 含量的增加是过氧化作用加剧，膜 受到损伤的重要表现，其含量越高表明膜脂过氧化作用越强，多种酶和膜系统受 到的损伤越严重n 3 f 1 。 由于m d a 与蛋白质结合引起蛋白质分子交联，降低了膜的流动性，进而使细 胞膜透性发生变化，致使细胞对细胞内容物和细胞间隙渗出物选择性失调，产生 细胞膜的毒害作用。细胞膜透性伴随着细胞的衰老逐渐增加，在蕾期至盛开期增 加缓慢，盛开期后透性急剧增加。 2 1 1 2 细胞内含物含量变化与衰老的关系 可溶性蛋白是细胞中酶的重要组成部分，参与多种生理生化过程的调控，与 植物的生长发育、成熟衰老，抗病性、抗逆性密切相关。因此，蛋白质质量分数 的下降是花瓣衰老的重要生理生化指标，表明了细胞代谢调控的失序甚至紊乱。 蛋白质含量的下降一般包括两方面的因素：一是由于衰老导致细胞合成蛋白质能 力降低；二是因为衰老加剧了蛋白质的分解和流失。可溶性蛋白质含量在花衰老 过程中呈不断下降趋势，蛋白酶活性在花开时有所增加。随着蛋白质的降解，氨 基酸含量不断增加，在盛花期最明显，随着花冠的逐渐衰老，花冠中蛋白质的不 断减少及降解物的外运，氨基酸的含量也呈逐渐下降的趋势n 7 1 。 可溶性糖是细胞重要的营养物质，维系着细胞的生命活动，可溶性糖含量的 下降将影响细胞能量的正常代谢，使抵抗力下降，加速花的衰老进程。 脯氨酸具有极强的亲水性，能稳定原生质胶体及组织内的代谢过程，有效防 止细胞脱水，是植物体适应衰老和逆境产生的一种特殊氨基酸，含量会随着衰老 的程度不同而有所变化。在正常细胞内，脯氨酸含量趋于稳定，当植物体衰老或 者处于逆境时就会大量积累。 花器官中存在着大量的酚类物质、类黄酮和花青素等植物次生代谢的产物， 与花的色泽发育、芳香气味等有密切联系。在花衰老和病变过程中这些物质的含 量也会发生相应的变化，是花器官衰老的生理生化指标之一。一般认为，在花蕾 期至盛开期，这些物质会处于一种平衡状态或逐步积累，而衰败期则大量减少， 表现在花色暗淡，芳香渐失。 核酸是生命的最基本物质之一，在生长、发育、衰老等一系列重大生命现 象中起决定性的作用。在花展开至脱落过程中核酸含量有明显变化，临近脱落 的花冠，核酸含量与花刚展开时相比，呈大幅度降低；也有人认为，核酸在花开 初期含量是上升的，但是中期以后核酸含量逐渐减少n 引。 1 1 3 活性氧产生速率的变化与衰老的关系 活性氧在正常生物细胞内处于一种平衡状态，但是遇到衰老或者逆境等情况 时，活性氧中的超氧离子自由基就会与细胞中不饱和脂肪酸作用，在铁离子催化 下通过h a b e r w e i s s 反应产生大量的羟自由基，羟自由基使脂类r h 转化为 r 自由基，产生脂类过氧化的链式产物，使过氧化脂质在细胞内积累，影响细胞 功能的发挥n 钔。自由基对细胞功能的影响主要表现在以下四个方面：一是自由基 与酶的巯基或者其他残基反应，导致酶失活；二是自由基会攻击核酸的碱基，进 而使核酸结构变化或者异常，产生基因错误成灾；三是影响d n a 复制合成，进而 影响蛋白质的合成；四是产生膜脂过氧化，损害膜系统对细胞的保护功能。花 初开时，超氧离子自由基产生速率较低且增长平缓，基本处于平衡状态，随着花的 开放，其产生和清除速率逐步失调。在盛花期后达到最高，随后有所回落，这可 能是因为其花期相对较短，在盛花期后细胞生命活动已微弱，使超氧离子自由基 产生速率降低口。超氧离子自由基与m d a 的变化趋势相似，这表明，超氧离子自 由基含量的上升导致膜脂过氧化，使m d a 生成量随之增加。 1 1 4 含水量变化与衰老的关系 水分为细胞进行生命代谢提供基础，水分含量的变化极大地影响着植物的生 命活动。在细胞中，水份不仅是原生质的主要组成部分，还是新陈代谢作用过程 中的反应物质，对植物吸收物质和运输起到溶剂的作用，保持细胞固有的形态。 在正常的细胞中含水量一般保持一定比例，遇到衰老和逆境时，细胞含水量会发 生变化，可能影响到细胞渗透压和p h 值，进而干扰细胞的正常生理生化反应。对 切花衰老的研究表明：水分含量的变化，初期呈逐步下降，到后期下降更加明显。 但是，对于自然衰老的研究表明，由于后期细胞内容物大量分解流失，细胞含水 量反而明显上升。 1 1 5 色素含量与植物衰老的关系 色素一般包含叶绿素、花青素、类胡萝b 素等植物进行光合作用的几种重要 色素。色素的逐步降解是植物衰老的最明显特征之一，尤其叶绿素是植物进行光 合作用的基础，叶绿素含量高则可以促进植物的营养生长；叶绿素含量下降则间 接反应了植物开始由营养生长转向生殖生长。以往研究证实，色素含量的变化与 衰老明显呈负相关系。 4 1 2 保护酶系统与衰老的关系 酶是生物体细胞中产生的能够催化各种生理生化反应的生物催化剂，对生物 体新陈代谢起着调控的作用2 2 o 根据目前的研究成果，植物体中对潜在的活性氧 伤害存在精细而复杂的防御体系，主要有超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化氢酶 ( c a t ) 、过氧化物酶( p o d ) 等酶类和维生素e 、维生素c 、类胡萝卜素等抗氧化剂幢朝。 其中s o d 是生物防御活性氧毒害的关键性保护酶之一幢t 2 5 1 ，是一种金属酶，其主 要作用是清除超氧化物自由基，进而避免超氧化物自由基对膜的过氧化作用；c a t 和p o d 的作用主要是酶促降解s o d 的歧化产物一过氧化氢，避免具有强氧化性的 过氧化氢对细胞膜的毒害。维生素c 是一种水溶性维生素，它可以通过还原酶的 巯基和保护酶共同起到清除细胞内自由基，防止脂质过氧化作用等。维生素c 在 细胞内的含量基本上可以反应细胞的衰老程度。研究发现啪硎，维生素c 在花衰 老过程中的变化趋势是：花蕾期至盛开期含量缓慢下降，盛开后至衰败，花瓣维 生素含量急剧下降。由于各种酶在衰老过程中起到的作用也不完全一致，所以变 化趋势也有所不同，p o d 活性从蕾期到盛开表现为下降的趋势，而衰败期则急剧升 高。s o d 活性则表现为半开期有一定的升高，盛开期下降，衰败期再升高；但p o d 和s o d 在生长阶段( 从蕾期到盛开期) 均有下降的趋势，有研究表明汹一，p o d 具有 吲哚乙酸氧化酶的活性，能氧化吲哚乙酸降低其含量而影响生长。在不同品种中 s o d 酶活性的变化趋势很相似，均在花开放后达到最大值，而后迅速下降。衰老 前期s o d 活性的上升表明了植物自身对逆境的一种适应能力，以维持体内各种代 谢之间的平衡，但在后期这种平衡遭到破坏，s o d 活性降低，导致清除活性氧能 力下降，造成细胞内活性氧积累而产生毒害，引起细胞膜过氧化破坏作用，从而 使花瓣快速衰老啪1 。 芳香物质与衰老的关系 芳香物质的研究是花瓣细胞衰老过程中的特有现象，一般植物其他器官不产 生或者很少产生芳香物质，也不能将芳香物质作为细胞衰老研究的指标之一。有 关芳香物质的化学成分的相关报道主要是针对花器官香精油进行研究n3 ，对于花 瓣发育过程中芳香物质化学成分的变化报道较少。刘扬岷犯2 3 等利用固相微萃取方 法提取白兰花芳香物质，并取得良好的效果。也有人利用固相微萃取( s o l i dp h a s e m i s c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 等提取花被片芳香物质进行研究。郭素枝等啪1 认为，花 器官的芳香物质( 类似淀粉复合物) 主要存在于花被片薄壁组织颗粒状物质中， 这些颗粒状物质伴随着花被片的发育时期不同其在数量、形态和存在部位上均有 不同，可能是芳香物质的前提物质。张丽霞等呤也发现茉莉花瓣细胞中存在两种 颗粒，一种电子密度较低、体积较大；另一种电子密度较高、体积较小。并且这 些颗粒状物质一般上表皮存在的数量多于下表皮。 1 4 激素含量变化与衰老的关系 植物激素是内源产生的代谢产物，其含量很低，活性很强，对植物的生长和 衰老过程起重要的调节作用，其作用是通过对酶蛋白的合成和酶活性的控制，或 者是控制一些与质膜有关的过程来实现的m 1 。根据激素在植物衰老过程中起到的 作用，可以分为两种，其一是是延缓衰老激素( c t k 、g a 。，i a a ) ，其二是促进衰老 激素( a b a 、e t h ) 汹1 。其中e t h 是导致花衰老的重要激素，由a c c 氧化酶催化a c c 而成，通过诱导细胞生理代谢失调加速花的衰老，主要在花衰老后期起作用。细 胞分裂素( c t k ) 则主要通过调节叶绿体的合成、物质的分解代谢、矿质元素转移 和再分配等延缓植物衰老。此外，细胞分裂素还可以起到保护细胞膜的完整性、 调节细胞内容物渗漏和促进水分吸收等作用。主要是通过调控花瓣含水量和叶绿 素、可溶性蛋白、可溶性糖等细胞内容物的下降而延缓花的衰老。在开花和衰老 过程中内源激素含量的变化趋势不同。g a 。在开花后迅速增加，至盛花末期达最大 值，在谢花期仍保持一定水平；i a a 含量在盛花期之前变化不大，但随后下降； z r s 含量随着花的开放迅速升高，盛花期达到最大值，随后迅速下降；a b a 含量在 盛花期之前相对保持稳定，含量较低，盛花期后迅速增加，至盛花末期达最大值； 乙烯释放量呈现先上升后下降的变化趋势，高峰值出现在盛花末期m 瑚1 。 1 5 细胞超微结构交化与衰老的关系 在细胞中，各种细胞器是细胞进行生命活动的场所，细胞器的有序分布和结 构稳定是细胞正常代谢的基础。伴随着细