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第十五章植物的成熟与衰老生理第一节种子的发育和成熟 一种子的发育二种子发育过程中物质变化和基因表达调控三种子的成熟四果实的发育五果实成熟及其调控 教学要求 种子和果实的发育及调控 果实成熟的调控 种子和果实的发育及生理生化变化 植物休眠的类型 机制及调控 植物的休眠 衰老 脱落的机制与调控 拟南芥植物野生型的胚胎发育阶段示意图 胚的发育过程 原胚期 球形胚期 心形胚期 鱼雷形胚期 子叶期 胚 种子的发育时期 种子发育过程示意图 胚胎发生期 受精到胚形态初步建成种子形成期 胚 胚乳或子叶迅速生长成熟休止期 胚进入休眠期 一种子发育过程中的生理生化变化及基因表达调控 一 种子代谢和贮藏物质的变化 种子的种类 按储藏物质分类 游离的磷酸与肌醇和钙 镁结合形成肌醇六磷酸钙镁 非丁 phytin 种子含水量的变化 含水量降低 原生质由溶胶状态转变为凝胶状态 二 内源激素的动态变化 细胞分裂素生长素赤霉素脱落酸 种子发育与植物激素 二 种子发育的基因控制 一 胚发育相关基因表达 二 胚乳发育相关基因表达 胚胎发育后期高丰度表达的蛋白质Lea蛋白 lateembryogenesis abundantproteins Lea蛋白是种子胚胎发育后期高丰度表达的蛋白质 lateembryogenesis abundantproteins Lea蛋白富含不带电荷的氨基酸 是高亲水性的可溶性蛋白 有高度的热稳定性 Lea蛋白在胚发育后期含量很高 但在种子萌发早期迅速消失 Lea蛋白 已鉴定出的Lea蛋白基因 小麦Em基因玉米Em基因水稻RAB基因大麦Dehydrin基因胡萝卜Dc3和Dc8基因大麦的PHVal基因玉米的MLG3基因 Lea蛋白的生理意义 保护细胞的结构和代谢 使种子在后期脱水时不致受到破坏作为渗调物质的调节蛋白某些Lea蛋白带有正电荷的保守区域可以和核酸结合 调节基因表达 果实生长停止后 发生一系列生理生化变化 包括色 香 味的形成和硬度变化 达到可食状态 这个过程即果实的发育和成熟 fruitdevelopmentandripening 四果实的发育和成熟 一 果实的生长 果实生长曲线 单S形曲线如苹果 番茄 梨 香蕉 草莓等 双S形曲线 果实的生长曲线模式 如桃 李 杏 等果实 IAA CTK和GA促进果实膨大生长 特别是IAA起关键作用 二 无融合生殖与单性结实 无融合生殖 apomixis 有些植物未经受精作用的卵也可直接发育成胚 或由胚珠内的反足细胞 助细胞等发育成胚 形成种子 产
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