植物生理學第10章植物的衰老、脫落與休眠50PPT

1、一一. 植物衰老的概念與類型植物衰老的概念與類型 三三. 衰老時的生理生化變化衰老時的生理生化變化 .返回煙草煙草返回返回返回 返回概念概念二二. 器官脫落的機理器官脫落的機理 返回返回一一. 種子成熟過程中的生理生化變化種子成熟過程中的生理生化變化 1. 貯藏物質(zhì)的變化貯藏物質(zhì)的變化 （1）糖類）糖類 淀粉種子，可溶性糖淀粉種子，可溶性糖淀粉淀粉（2）脂肪）脂肪 油料種子油料種子 糖類糖類脂肪脂肪 游離脂肪酸游離脂肪酸脂肪脂肪, 酸價酸價(中和中和1克油脂中游克油脂中游離脂肪酸所需離脂肪酸所需KOH的毫克數(shù)的毫克數(shù))降低。降低。 飽和脂肪酸飽和脂肪酸不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸, 碘價碘價(指指

2、100克克油脂所能吸收碘的克數(shù)油脂所能吸收碘的克數(shù))升高。升高。（3）蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì) AA或酰胺或酰胺蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) （4）非?。┓嵌?Ca、Mg、Pi + 肌醇肌醇非丁非丁(植酸鈣鎂植酸鈣鎂).水稻水稻 油菜油菜 1. 可溶性糖可溶性糖2. 淀粉淀粉3. 千粒重千粒重4. 含含N物質(zhì)物質(zhì)5. 粗脂肪粗脂肪 水稻水稻 呼吸速率呼吸速率玉米素（玉米素（o）、）、GA()、IAA()虛線虛線: 千粒重千粒重 小麥小麥1. 呼吸作用的變化呼吸作用的變化 呼吸躍變呼吸躍變 躍變型果實躍變型果實 2. 有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 （1）糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化）糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化甜味增加甜味增加 淀粉淀粉可溶性糖可溶性糖

3、（2）有機酸類轉(zhuǎn)化）有機酸類轉(zhuǎn)化酸味減少酸味減少 有機酸有機酸糖糖CO2 + H2OK+、Ca2+鹽鹽（3）單寧物質(zhì)轉(zhuǎn)化）單寧物質(zhì)轉(zhuǎn)化澀味消失澀味消失 單寧單寧氧化成過氧化物或凝結成不溶性物質(zhì)氧化成過氧化物或凝結成不溶性物質(zhì)（4）產(chǎn)生芳香物質(zhì)）產(chǎn)生芳香物質(zhì)香味產(chǎn)生香味產(chǎn)生 蘋果蘋果乙酸丁酯乙酸丁酯,香蕉香蕉乙酸戊酯乙酸戊酯,柑橘柑橘檸檬醛檸檬醛（5）果膠物質(zhì)轉(zhuǎn)化）果膠物質(zhì)轉(zhuǎn)化果實變軟果實變軟 原果膠原果膠(壁壁) 可溶性果膠、果膠酸、半乳糖醛酸可溶性果膠、果膠酸、半乳糖醛酸淀粉淀粉可溶性糖，可溶性糖，（6）色素物質(zhì)轉(zhuǎn)化）色素物質(zhì)轉(zhuǎn)化色澤變艷色澤變艷 葉綠素葉綠素(果皮果皮)分解，類胡蘿卜素穩(wěn)定

4、分解，類胡蘿卜素穩(wěn)定黃色，黃色，形成花色素形成花色素紅色。紅色。（7）維生素含量增高）維生素含量增高 IAA, GA, CTK下降，下降，ETH, ABA升高升高 果實成熟的分子生物學進展果實成熟的分子生物學進展果實成熟包含著復雜的生理生化變化，正被眾多的植果實成熟包含著復雜的生理生化變化，正被眾多的植物生理生化學家和分子生物學家所重視。研究表明，果物生理生化學家和分子生物學家所重視。研究表明，果實成熟是分化基因表達的結果。實成熟是分化基因表達的結果。果實成熟過程中果實成熟過程中mRNA和蛋白質(zhì)合成發(fā)生變化。例如和蛋白質(zhì)合成發(fā)生變化。例如番茄在成熟期有一組編碼番茄在成熟期有一組編碼6種主要蛋白

5、質(zhì)的種主要蛋白質(zhì)的mRNA含量含量下降；另一組編碼下降；另一組編碼48種蛋白質(zhì)的種蛋白質(zhì)的mRNA含量增加，其含量增加，其中包括中包括多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶(PG)的的mRNA。這些。這些mRNA涉涉及到及到色素的生物合成色素的生物合成、乙烯的合成乙烯的合成和和細胞壁代謝細胞壁代謝。而編。而編碼葉綠體的多種酶的碼葉綠體的多種酶的mRNA數(shù)量減少。數(shù)量減少。 反義反義RNARNA技術的應用為研究技術的應用為研究PGPG在果實成熟和軟化過程中的在果實成熟和軟化過程中的作用提供了最直接的證據(jù)。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄能表達作用提供了最直接的證據(jù)。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄能表達PGPG反反義義mRNAmRN

6、A，使得，使得PGPG活性嚴重受阻，轉(zhuǎn)基因植株純合子后代的活性嚴重受阻，轉(zhuǎn)基因植株純合子后代的果實中果實中PGPG活性僅為正常的活性僅為正常的1%1%。在這些果實中果膠的降解受。在這些果實中果膠的降解受到抑制，而乙烯、番紅素的積累以及轉(zhuǎn)化酶、果膠酶等的到抑制，而乙烯、番紅素的積累以及轉(zhuǎn)化酶、果膠酶等的活性未受到任何影響，果實仍然正常成熟，并沒有像預期活性未受到任何影響，果實仍然正常成熟，并沒有像預期的那樣推遲軟化或減少軟化程度。這些結果說明，雖然的那樣推遲軟化或減少軟化程度。這些結果說明，雖然PGPG對果膠降解十分重要，但它不是果實軟化的唯一因素，果對果膠降解十分重要，但它不是果實軟化的唯一因

7、素，果實的軟化可能不僅僅只與果膠的降解有關。盡管有實驗表實的軟化可能不僅僅只與果膠的降解有關。盡管有實驗表明，反義明，反義PGPG轉(zhuǎn)基因?qū)麑嵻浕瘺]有多大影響，但轉(zhuǎn)基因果轉(zhuǎn)基因?qū)麑嵻浕瘺]有多大影響，但轉(zhuǎn)基因果實的加工性能有明顯改善，能抗裂果和機械損傷，更能抵實的加工性能有明顯改善，能抗裂果和機械損傷，更能抵抗真菌侵染，這可能與抗真菌侵染，這可能與PGPG活性下降導致果膠降解受到抑制活性下降導致果膠降解受到抑制有關。也有少數(shù)報道轉(zhuǎn)有關。也有少數(shù)報道轉(zhuǎn)PGPG反義基因番茄在果實貯藏期可推反義基因番茄在果實貯藏期可推遲軟化進程。遲軟化進程。PGPG蛋白已從成熟的番茄、桃等果實中得到分蛋白已從成熟的

8、番茄、桃等果實中得到分離。離?；蚬こ淘谡{(diào)節(jié)果實成熟中的應用，不僅有助于對成熟有基因工程在調(diào)節(jié)果實成熟中的應用，不僅有助于對成熟有關生理生化基礎的深入研究，而且為解決生產(chǎn)實際問題提關生理生化基礎的深入研究，而且為解決生產(chǎn)實際問題提供了誘人的前景。一個成功的例子是供了誘人的前景。一個成功的例子是ACCACC合成酶反義轉(zhuǎn)基合成酶反義轉(zhuǎn)基因番茄，現(xiàn)已投入商業(yè)生產(chǎn)。將因番茄，現(xiàn)已投入商業(yè)生產(chǎn)。將ACCACC合成酶合成酶cDNAcDNA的反義系的反義系統(tǒng)導入番茄，轉(zhuǎn)基因植株的乙烯合成嚴重受阻。這種表達統(tǒng)導入番茄，轉(zhuǎn)基因植株的乙烯合成嚴重受阻。這種表達反義反義RNARNA的純合子果實，放置三、四個月不變紅

9、、不變軟的純合子果實，放置三、四個月不變紅、不變軟也不形成香氣，只有用外源乙烯處理，果實才能成熟變軟，也不形成香氣，只有用外源乙烯處理，果實才能成熟變軟，成熟果實的質(zhì)地、色澤、芳香和可壓縮性與正常果實相同。成熟果實的質(zhì)地、色澤、芳香和可壓縮性與正常果實相同。同樣把同樣把pTOM13(ACCpTOM13(ACC氧化酶基因氧化酶基因) )引入番茄植株，獲得反義引入番茄植株，獲得反義ACCACC氧化酶氧化酶RNARNA轉(zhuǎn)化植株。該植株在傷害和成熟時乙烯增加轉(zhuǎn)化植株。該植株在傷害和成熟時乙烯增加都被抑制了，而且抑制程度與轉(zhuǎn)入的基因數(shù)相關。利用基都被抑制了，而且抑制程度與轉(zhuǎn)入的基因數(shù)相關。利用基因工程改變果實色澤，提高果實品質(zhì)方面的研究也已取得因工程改變果實色澤，提高果實品質(zhì)方面的研究也已取得一定的進展。將反義一定的進展。將反義pTOM5npTOM5n導入番