第8章植物的成熟和衰老生理

吲哚乙酸
机理：
短日照和叶龄增加叶产生、积累ABA茎尖[ABA]↗、 [GA] ↘、[IAA] ↘抑制DNAmRNA[蛋白质] ↘＋其它 抑制剂↗生长停止休眠芽
低温和长日照[ABA] ↘、[GA] ↗、[CTK ] ↗促 进DNA、mRNA、蛋白质积累可以解除芽的休眠静止温 度↗合适的水分萌发生长
所以低温可以解除芽的休眠 有些树种则可在16h的长日照下解除休眠
二、呼吸跃变（respiratory climacteric）： n 当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先减低，然后突然
增高，最后又下降进入完全成熟期，这个呼吸高峰就称作 呼吸跃变。 n 呼吸跃变的出现，标志着果实成熟达到可食的程度。
鳄梨
香蕉 梨
苹果
根据是否表现呼吸跃变现象将果实分为两类： （1）跃变型果实：成熟期表现跃变现象。
第三节 植物的衰老与脱落
一、植物的衰老
（一）衰老概念：生物体或其一部分的机能衰退并逐渐趋向死亡的现象。
（二）衰老时的生理生化
（1）光合色素丧失(秋季落叶，叶片变黄) （2）核酸的变化(衰老相关基因的表达，合成降解酶，包括蛋白酶、核酸酶、脂酶) （3）蛋白质水平的变化(含量下降，因为合成能力减弱、分解速度加快) （4）呼吸作用(减弱，伴随氧化磷酸化的解偶联，细胞内能量不足，促进衰老) （5）植物激素(乙烯合成量增加) （6）细胞结构的变化(细胞结构被破坏)
二、植物器官的脱落
（一）概念 脱落是植物细胞、组织或器官脱离母体的过程。
（二）脱落的生理变化 1、脱落的细胞学： 在特定部位产生了离层。 离区是指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂 而形成的几层细胞。 离层是离区中发生脱落的部位。 2、脱落的生物化学 纤维素酶、果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶。
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1. 呼吸速率的变化： 干物质积累迅速时，呼吸速率旺盛； 种子接近成熟时逐渐降低。
2. 含水量的变化： 减小 3. 内源激素的变化
不同内源激素的交替变化，调节着种子发育过程中的细胞分裂、 生长、扩大以及有机物质的合成、运输、积累和耐脱水性形成及 进入休眠等。
第二节 果实成熟时的生理生化变化
果实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生长
FIGURE 22.9 During the formation of the abscission layer, in this case that of jewelweed(凤仙 花 ) , two or three rows of cells in the abscission zone (A) undergo cell wall breakdown because of an increase in cell wallhydrolyzing enzymes (B). The resulting protoplasts(原生质体) round up and increase in volume, pushing apart the xylem tracheary cells, and facilitating the separation of the leaf from the stem. (After Sexton et al. 1984.)
（2）非跃变型果实：不发生跃变。
Ethylene production and respiration. In banana, ripening is characterized by a dimacteric rise in respiration rate, as evidenced by the increased CO2 production. A climacteric rise in ethylene production precedes the increase in CO2 production, suggesting that ethylene is the hormone that triggers the ripening process.
生长模式：具有生长大周期 ①单S型生长曲线：苹果、番茄、草莓 ②双S型生长曲线：桃、杏、葡萄等
慢
快
慢
草莓 单S生长曲线
慢快 慢 快
桃 双S生长曲线
p激素与座果
IAA促进座果 （许多肉质果植物可代替传粉） GA诱导座果： 樱桃、苹果 CTK诱导座果：苹果
p单性结实
胚珠没有受精直接由子房形成不含有种子的果实。 天然单性结实：无籽香蕉、葡萄（天然枝条突变） 刺激性单性结实： 生长素物质处理
(2n)
种子 (2n)
受精极核 (3n)
胚乳 (3n)
果实
一、主要有机物的变化 1、糖类的变化：
水稻在开花后的最初几天， 颖果的可溶性糖和淀粉的含量都增加。 十余天后，可溶性糖含量开始下降， 而淀粉的含量依然增加。
淀粉 可溶性糖
水稻成熟过程中颖果内淀粉和可溶性糖含量的变化
二、其他生理变化
CTK CTK：
乙烯与非跃变型果实的关系
三、果实成熟时的色香味变化
1. 糖含量增加，果实变甜。 2. 有机酸减少
① 有机酸的合成被抑制。 ② 部分酸转变成糖。 ③ 部分酸被用于呼吸消耗。 ④ 部分酸与K+、Ca2+等阳离子结合生成盐。 3. 涩味消失：可溶性单宁被氧化 4. 香气产生：具有香味的挥发性物质产生 5. 果实软化：原果胶被水解 6. 色泽变艳： 叶绿素分解， 类胡萝卜素呈现黄色，或花色素呈红色 7. 维生素含量增高：维生素C
叶绿体膜、内质网膜、核糖体消失 线粒体消失 液泡消失
乙烯是脱落的主要诱导激素
叶片中的蛋白质含量
（三）植物的衰老机理 营养亏缺学说 蛋白质水解学说 自由基损伤学说 能量耗损学说 激素调控学说 细胞程序性死亡理论
程序性细胞死亡（Programmed Cell Death, PCD） 在细胞内已经存在的，由基因编码的程序所控制的细胞死亡过程。 是一个主动有序的过程，受到严格的调控。
植物的成熟和衰老生理
第一节 种子成熟时的生理生化变化 第二节 果实成熟时的生理生化变化 第三节 植物的衰老和器官的脱落
第一节 种子成熟时的生理生化变化
子房
子房壁 (2n)
果皮 (2n)
胚珠
珠被 (2n)
胚囊
卵 + 精子
(n)
(n)
2级核 + 精子 (n+n) (n)
种皮 (2n)
受精卵 胚
(2n)