新版植物的成熟和衰老生理

第一节种子成熟生理第二节果实成熟生理第三节植物休眠生理第四节植物衰老生理第五节程序性细胞死亡主要内容第六节植物器官脱落新版植物的成熟和衰老生理第1页第一节种子成熟生理一、主要有机物改变

1、糖类改变—淀粉含量增加

淀粉种子（禾谷类种子）成熟过程中，可溶性糖含量逐步降低，淀粉积累快速增加。新版植物的成熟和衰老生理第2页小麦开花后主要物质改变新版植物的成熟和衰老生理第3页新版植物的成熟和衰老生理第4页新版植物的成熟和衰老生理第5页

2、蛋白质含量增加

非蛋白N含量不停下降，蛋白N含量不停上升。说明蛋白质是由非蛋白N转化而来。3、脂肪改变油料种子成熟过程中，糖类不停下降，脂肪含量不停上升，说明脂肪由糖类转化而来。新版植物的成熟和衰老生理第6页

新版植物的成熟和衰老生理第7页

油脂形成两个特点：（1）先形成大量游离脂肪酸，随种子成熟逐步合成复杂油脂。（2）种子成熟时，先形成饱和脂肪酸，再形成不饱和脂肪酸。

故芝麻、花生等油料种子随成熟度酸值下降，而碘值增高。

新版植物的成熟和衰老生理第8页

在种子成熟过程中，可溶性糖转化为不溶性糖，非蛋白氮转化为蛋白氮，脂肪由糖类转化而来。二、其它生理改变一、主要有机物改变新版植物的成熟和衰老生理第9页1、呼吸速率改变—与有机物积累速率呈平行关系新版植物的成熟和衰老生理第10页2、内源激素种类和含量不停改变ZTGAIAA鲜重受精新版植物的成熟和衰老生理第11页

玉米素可能是调整籽粒细胞分裂；GA和IAA可能是调整有机物向籽粒运输和积累。另外，籽粒成熟期IBA大量增加，可能和籽粒休眠相关。

3、含水量随种子成熟而逐步降低

种子成熟时幼胚中含有浓厚细胞质而无液泡，自由水含量极少。新版植物的成熟和衰老生理第12页

三、外界条件对种子成份及成熟过程影响

1、光照

光照强度影响种子内有机物积累、蛋白质含量和含油率。2、温度

温度高，呼吸消耗大，温度低，不利于物质运输与转化。温度适宜利于物质积累，促进成熟。温度还影响种子化学成份：新版植物的成熟和衰老生理第13页

适当低温有利于油脂积累；昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸形成。

不一样地域大豆品质不一样地域品种Pr质量分数/%油脂质量分数/%北方春大豆39.920.8黄淮海流域夏大豆41.718.0长江流域春夏42.516.7

秋大豆

北方油料种子油脂品质较南方好。新版植物的成熟和衰老生理第14页

3、空气相对湿度

高，延迟种子成熟；低，加速成熟；大气干旱，妨碍物质运输，合成E活性降低，水解E活性增高，干物质积累降低。

4、土壤含水量

“风旱不实现象”：（1）干燥与热风使种子灌浆不足新版植物的成熟和衰老生理第15页（2）风旱不实种子中蛋白质相对含量较高

可溶性糖来不及转化为淀粉，与糊精胶结在一起，形成玻璃状籽粒，而蛋白质积累受阻较小。北方小麦种子蛋白质含量较南方高（面筋多，韧性强，口感好）。

5、矿质元素

N肥提升蛋白质含量，N过多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。新版植物的成熟和衰老生理第16页第二节果实成熟生理※一、果实生长特点S型生长曲线：苹果、梨、香蕉、番茄等双S型生长曲线：桃、杏、李、樱桃等珠心和珠被生长停顿，营养向种子集中.新版植物的成熟和衰老生理第17页

单性坚固：不经受精作用而形成无籽果实现象。

天然单性坚固：植株或枝条突变

刺激性单性坚固：环境刺激，如短日照或较低夜温

人工诱导单性坚固：如NAA，2，4-D、GA处理

假性单性坚固：胚败育，花托发育成假果单性结实新版植物的成熟和衰老生理第18页新版植物的成熟和衰老生理第19页二、呼吸跃变呼吸跃变：指果实发育到一定程度时，呼吸速率首先降低，然后突然增高，最终又逐步下降现象。

跃变型果实：苹果、香蕉、桃、梨、

杏、芒果、番木瓜等

非跃变型果实：草莓、葡萄、柠檬、柑橘、黄瓜、凤梨等新版植物的成熟和衰老生理第20页不含有呼吸跃变果实含有呼吸跃变果实新版植物的成熟和衰老生理第21页新版植物的成熟和衰老生理第22页新版植物的成熟和衰老生理第23页

呼吸跃变是因为果实中产生乙烯结果新版植物的成熟和衰老生理第24页乙烯诱导呼吸作用原因可能是：1、乙烯与细胞膜结合，增加膜透性，气体交换加速，氧化作用加强。

2、诱导呼吸EmRNA合成，提升呼吸E含量和活性，并显著诱导抗氰呼吸。新版植物的成熟和衰老生理第25页三、肉质果实成熟时色香味改变1、果实变甜—淀粉变为可溶性糖新版植物的成熟和衰老生理第26页2、酸味降低

转化为糖有机酸呼吸氧化为CO2和H2O被K+、Ca2+等中和新版植物的成熟和衰老生理第27页3、涩味消失单

过氧化物E过氧化物宁凝结为不溶性胶状物质4、香味产生含有香味物质—脂肪族酯和芳香族酯，及一些特殊醛类5、由硬变软新版植物的成熟和衰老生理第28页果肉细胞壁中层果胶质可溶性果胶果肉细胞相互分离淀粉粒可溶性糖

6、色泽变艳果皮中叶绿素破坏，类胡萝卜素较多存在，或者形成花青素，呈黄、橙、红色。

7、维生素含量增高新版植物的成熟和衰老生理第29页四、果实成熟时激素改变新版植物的成熟和衰老生理第30页第三节植物休眠生理

休眠（dormancy）：成熟种子、鳞茎和芽在适宜萌发条件下暂时停顿生长现象。

一、种子休眠原因和破除※

（一）种皮限制

种皮坚硬、透水、透气性差。如紫云英、椴树、苋菜、苜蓿等。新版植物的成熟和衰老生理第31页

破除方法：1、自然情况，细菌和真菌分泌酶类水解种皮多糖和其它组成成份，使种皮变软，透水、透气性增强。2、生产上采取物理、化学方法如：磨擦、98%浓硫酸及2%氨水处理、去除种皮等。新版植物的成熟和衰老生理第32页（二）种子未完成后熟

后熟（after-ripening）：种子在休眠期内发生生理生化过程。

后熟方法：1、低温后熟：一些树木种子（如蔷薇科植物和松柏类种子）1-5℃层积处理1-3个月即可。2、干燥后熟：一些禾谷类植物种子晒干贮藏几周或几个月即可。经过后熟，种皮透性加大，酶活性及呼吸作用增强。ABA下降，CTK和GA上升，大分子有机物转为可溶物。新版植物的成熟和衰老生理第33页新版植物的成熟和衰老生理第34页（三）胚未完全发育(a)刚收获(b)湿土中贮藏6个月新版植物的成熟和衰老生理第35页（四）抑制物质存在有些植物种子子叶(菜豆)、胚乳(鸢尾)、种皮(苍耳、甘蓝)、果肉(番茄、西瓜)里存在一些酚类、醛类、ABA、有机酸、植物碱、挥发油等萌发抑制剂，抑制萌发。休眠意义：1）对环境适应2）有利于衍繁后代新版植物的成熟和衰老生理第36页二、休眠与植物激素脱落酸能促进各种多年生木本植物和种子休眠。现已证实，脱落酸是在短日照下形成，而赤霉素是在长日照下形成。人们认为，植物休眠或生长，是由脱落酸和赤霉素这两种激素调整。所以，夏季日照长，产生赤霉素使植株继续生长；而冬季降临前日照短，产生脱落酸，使芽进入休眠。新版植物的成熟和衰老生理第37页三、延存器官休眠打破和延长打破马铃薯块茎休眠：GA处理：0.5~1mg.L-1GA溶液中浸

泡10分钟硫脲处理：0.5%硫脲浸薯块8~12小时

延长：

0.4%萘乙酸甲酯粉剂处理喷施PP333通气安全贮藏新版植物的成熟和衰老生理第38页衰老（senescence）

:是指细胞、器官或整个植株生理功效衰退，最终自然死亡过程。衰老方式有两类:一类是多年生木本和草本植物另一类是一次性开花死亡植物第四节植物衰老生理一、衰老概念与方式新版植物的成熟和衰老生理第39页二、衰老时生理生化改变※1、蛋白质含量显著下降—分解大于合成可溶性蛋白和膜蛋白水解加速，总量下降。如烟草衰老三天，Pr下降15%。2、核酸含量降低—分解大于合成RNA、DNA均下降，DNA下降较迟缓，如烟草衰老三天，RNA下降16%，DNA下降3%。新版植物的成熟和衰老生理第40页

3、光合速率下降叶绿体破坏，色素降解，Rubisco分解，光合电子传递和光合磷酸化受阻。4、呼吸速率下降呼吸速率下降较光合速率慢。有些叶片衰老时，有呼吸跃变现象。新版植物的成熟和衰老生理第41页RNA新版植物的成熟和衰老生理第42页

5、生物膜结构改变

膜脂不饱和度下降，脂肪酸链加长，膜由液晶态凝固态选择透性功效丧失，透性加大，膜脂过氧化加剧，细胞自溶，膜结构解体。

6、激素改变—激素平衡打破

ABA和ETH增加，IAA、GA、CTK下降。新版植物的成熟和衰老生理第43页新版植物的成熟和衰老生理第44页三、植物衰老原因（一）营养亏缺理论该理论认为，在自然条件下，单稔植物一旦开花坚固后，全株就衰老死亡。这是因为生殖器官是一个很大“库”，垄断了植株营养分配，聚集营养器官养料，引发植物营养体衰老。新版植物的成熟和衰老生理第45页

（二）DNA损伤假说

内容：植物衰老是因为基因表示在蛋白质合成过程中引发差误（氨基酸排列次序错误或多肽链折叠错误）积累所造成。当错误产生超出某一阈值时，机能失常，造成衰老。

一些理化因子也使DNA受损。新版植物的成熟和衰老生理第46页（三）自由基损伤假说

内容：植物体内产生过多自由基，对生物膜、生物大分子及叶绿素有破坏作用，造成植物体衰老、死亡。与衰老亲密相关E：超氧化物歧化E（SOD）和脂氧合E（LOX）。

SOD参加自由基去除和膜保护，而LOX催化膜脂中不饱和脂肪酸氧化而使膜损伤。新版植物的成熟和衰老生理第47页

（四）植物激素调整假说普通认为植物衰老是由一个或各种激素综合控制。CTK、GA及生长素类延缓衰老，ABA、ETH促进植物衰老。

ABA含量增加是引发叶片衰老主要原因。ABA抑制核酸和蛋白质合成，加速叶中RNA和蛋白质降解；而乙烯能增加膜透性、形成自由基、造成膜脂过氧化、抗氰呼吸增强、物质消耗过多，促进衰老。新版植物的成熟和衰老生理第48页四、环境条件对植物衰老影响

1、光照

（1）光强

光延缓衰老，暗中加速衰老。光抑制RNA、蛋白质及叶绿素降解和乙烯形成，延缓衰老；强光及紫外光加速自由基产生，促进衰老。

（2）光质

红光延缓衰老，远红光加速衰老；

（3）光周期LD促进GA合成，延缓衰老；SD促进ABA合成，加速衰老。新版植物的成熟和衰老生理第49页2、温度

低温和高温引发生物膜相变，并诱发自由基产生和膜脂过氧化，加速植物衰老。3、气体O2浓度过高，自由基产生，O3污染环境，加速植物衰老；高浓度CO2抑制呼吸和乙烯生成，延缓衰老。新版植物的成熟和衰老生理第50页

4、水分

干旱促进ETH和ABA形成，加速蛋白质和叶绿素降解，提升呼吸速率；自由基产生增多，加速衰老。5、矿质营养

N肥不足，加速叶片衰老；Ca2+有稳定膜作用，延缓衰老；一定浓度Ag+、Ni2+也能延缓水稻叶片衰老。

6、细胞分裂素新版植物的成熟和衰老生理第51页第五节细胞程序性死亡植物体内有许多细胞自然死亡过程是由细胞内业已存在、由基因编码程序控制，所以人们称这种细胞自然死亡为细胞程序性死亡（programmedcelldeath,PCD）。PCD是细胞分化最终阶段。新版植物的成熟和衰老生理第52页新版植物的成熟和衰老生理第53页第六节植物器官脱落一、器官脱落种类正常脱落

—因为衰老或成熟引发胁迫脱落

—因为逆境条件引发生理脱落

—因植物本身生理活动不协调引发

脱落（abscission）：指植物组织或器官与植物体分离过程。新版植物的成熟和衰老生理第54页二、环境因子对脱落影响1、温度—过高和过低促进脱落2、水分—干旱引发器官脱落3、光照—光照强或长日照→不脱落；弱光或短日照→脱落。

4、氧气—高氧或缺氧都加速脱落；

5、淹水