成熟和衰老專題知識講座

成熟和衰老專題知識講座成熟和衰老專題知識講座第1頁第一節(jié)種子成熟生理第二節(jié)果實(shí)生長和成熟生理第三節(jié)植物休眠生理第四節(jié)植物衰老生理第五節(jié)器官脫落生理成熟和衰老專題知識講座第2頁

第一節(jié)種子成熟生理

一、主要有機(jī)物改變

1、糖類改變—淀粉含量增加

淀粉種子（禾谷類種子和豆類種子）成熟過程中，可溶性糖含量逐步降低，淀粉積累快速增加。成熟和衰老專題知識講座第3頁成熟和衰老專題知識講座第4頁

淀粉種子成熟過程中：催化淀粉合成E類活性增強(qiáng)；可溶性小分子化合物轉(zhuǎn)化為不溶性高分子化合物。淀粉磷酸化E活性改變與種子淀粉增加相一致。成熟和衰老專題知識講座第5頁

2、非丁（肌醇六磷酸鈣鎂鹽）含量增加

由G-1-P合成淀粉時(shí)脫下Pi主要以非丁形式貯藏于糊粉層。非丁是淀粉種子中磷酸貯存庫與供給源。

3、蛋白質(zhì)改變—Pr含量增加蛋白質(zhì)種子：

葉片等器官中AA或酰胺莢果（AA或酰胺Pr分解酰胺）

種子（酰胺AA貯藏蛋白）成熟和衰老專題知識講座第6頁

4、脂肪改變成熟和衰老專題知識講座第7頁

脂肪代謝特點(diǎn)：

（1）油料種子成熟過程中，脂肪含量逐步升高，而淀粉和可溶性糖含量對應(yīng)下降——脂肪由糖類轉(zhuǎn)化而來（2）種子酸價(jià)逐步降低，表明成熟過程中：游離脂肪酸→脂肪酸價(jià)：中和1克油脂中游離脂肪酸所需KOH毫克數(shù)成熟和衰老專題知識講座第8頁

（3）碘值逐步升高，表明種子成熟過程中：飽和脂肪酸→不飽和脂肪酸。芝麻、花生等油料種子碘值隨種子成熟度而增加。

碘值：100克油脂所能吸收碘克數(shù)碘值—不飽和度大小成熟和衰老專題知識講座第9頁

在種子成熟過程中，可溶性糖轉(zhuǎn)化為不溶性糖，非蛋白氮轉(zhuǎn)化為蛋白氮，脂肪由糖類轉(zhuǎn)化而來。

二、其它生理改變

1、呼吸速率與有機(jī)物積累速率呈平行關(guān)系成熟和衰老專題知識講座第10頁成熟和衰老專題知識講座第11頁2、內(nèi)源激素種類和含量不停改變玉米素GAIAA成熟和衰老專題知識講座第12頁

玉米素：可能調(diào)整籽粒細(xì)胞分裂；GA和IAA：可能調(diào)整有機(jī)物向籽粒運(yùn)輸和積累。

3、含水量隨種子成熟而逐步降低種子成熟時(shí)幼胚中含有濃厚細(xì)胞質(zhì)而無液泡，自由含水量極少。成熟和衰老專題知識講座第13頁

三、外界條件對種子成份及成熟過程影響

1、光照

光照強(qiáng)度影響種子內(nèi)有機(jī)物積累、蛋白質(zhì)含量和含油率。

2、溫度

溫度適宜利于物質(zhì)積累，促進(jìn)成熟。溫度影響種子化學(xué)成份：成熟和衰老專題知識講座第14頁

低溫有利于油脂積累；晝夜溫差大有利于不飽和脂肪酸形成。

不一樣地域大豆品質(zhì)不一樣地域品種Pr質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%北方春大豆39.920.8黃淮海夏大豆41.718.0長江流域春夏42.516.7

秋大豆

北方油料種子油脂品質(zhì)較南方好。成熟和衰老專題知識講座第15頁晚稻米質(zhì)量比早稻米好：

高溫下成熟時(shí)米質(zhì)疏松，腹白大，質(zhì)量差；溫度較低時(shí)，有機(jī)物積累較多，質(zhì)量很好。成熟和衰老專題知識講座第16頁

3、空氣相對濕度

高，延遲種子成熟；低，加速成熟；大氣干旱，妨礙物質(zhì)運(yùn)輸，合成E活性降低，水解E活性增高，干物質(zhì)積累降低。

4、土壤含水量

“風(fēng)旱不實(shí)現(xiàn)象”——干燥與熱風(fēng)使種子灌漿不足現(xiàn)象成熟和衰老專題知識講座第17頁原因：“干熱風(fēng)”，妨礙同化物向籽粒運(yùn)輸；干旱缺水，籽粒中合成酶活性降低，而水解酶活性增強(qiáng)，妨礙貯藏物質(zhì)積累；水分向籽粒運(yùn)輸與分配降低，使籽粒過早干縮和成熟，造成籽粒瘦小成熟和衰老專題知識講座第18頁

風(fēng)旱不實(shí)種子中蛋白質(zhì)相對含量較高

水分供給不良對淀粉合成影響比對蛋白質(zhì)影響大北方小麥種子蛋白質(zhì)含量較南方高（面筋多，韌性強(qiáng)，口感好）。

5、礦質(zhì)元素對淀粉種子而言，N肥提升蛋白質(zhì)含量。P、K肥增加淀粉含量，也有利于脂肪合成和累積。成熟和衰老專題知識講座第19頁第二節(jié)果實(shí)生長和成熟生理

一、果實(shí)生長特點(diǎn)S型生長曲線：蘋果、梨、香蕉雙S型生長曲線：桃、杏、李、櫻桃（核果）珠心和珠被生長停頓，幼胚生長強(qiáng)烈成熟和衰老專題知識講座第20頁

果實(shí)生長與受精后子房IAA含量增多相關(guān)。

單性堅(jiān)固：胚珠不經(jīng)受精作用而子房形成不含種子果實(shí)。單天然~：香蕉、葡萄性刺激性~：環(huán)境刺激，如短日照或

較低夜溫結(jié)人工誘導(dǎo)~：如NAA，2，4-D，GA實(shí)假~：花托發(fā)育成假果，如草莓成熟和衰老專題知識講座第21頁二、果實(shí)成熟時(shí)生理生化改變

（一）呼吸躍變和乙烯釋放呼吸躍變：果實(shí)在成熟之前發(fā)生呼吸突然升高現(xiàn)象。躍變型果實(shí)：蘋果、香蕉、桃、李、

杏、芒果等非躍變型果實(shí)：草莓、葡萄、檸檬等成熟和衰老專題知識講座第22頁成熟和衰老專題知識講座第23頁

呼吸躍變是因?yàn)楣麑?shí)中產(chǎn)生乙烯結(jié)果。成熟和衰老專題知識講座第24頁乙烯誘導(dǎo)果實(shí)成熟原因可能是：1、乙烯與細(xì)胞膜結(jié)合，改變膜透性，誘導(dǎo)呼吸高峰出現(xiàn)，加速果實(shí)內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化

2、提升呼吸E活性，顯著誘導(dǎo)抗氰呼吸

3、誘導(dǎo)呼吸EmRNA合成成熟和衰老專題知識講座第25頁

呼吸躍變出現(xiàn)，標(biāo)志著果實(shí)成熟到達(dá)了可食程度

人工催熟技術(shù)：溫水浸泡使柿子脫澀，熏煙使香蕉提早成熟，乙烯利催熟香蕉、番茄、柿子等。成熟和衰老專題知識講座第26頁

（二）有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化※1、果實(shí)味道改變（1）甜味增加—淀粉變?yōu)榭扇苄蕴浅墒旌退ダ蠈ｎ}知識講座第27頁

（2）酸味降低

合成結(jié)構(gòu)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖有機(jī)酸呼吸氧化為CO2和H2O

被K+、Ca2+等中和

果酸：檸檬酸、蘋果酸、酒石酸成熟和衰老專題知識講座第28頁成熟和衰老專題知識講座第29頁（3）澀味消失單過氧化物E

過氧化物寧凝結(jié)為不溶性膠狀物質(zhì)2、香味產(chǎn)生含有香味物質(zhì)—脂肪族酯和芳香族酯，及一些特殊醛類。如香蕉為乙酸戊酯，橘子為檸檬醛。

3、由硬變軟成熟和衰老專題知識講座第30頁

4、色澤變艷果皮中葉綠素破壞，類胡蘿卜素較多存在，或者形成花青素，呈黃、橙、紅色。

5、維生素（Vc）含量增高果肉細(xì)胞壁中層原果膠可溶性果膠果膠酸半乳糖醛酸胞間層果膠酸鈣分解，果肉細(xì)胞相互分離淀粉?？扇苄蕴浅墒旌退ダ蠈ｎ}知識講座第31頁

（三）內(nèi)源激素改變成熟和衰老專題知識講座第32頁第三節(jié)植物休眠生理

休眠：成熟種子在適宜萌發(fā)條件下仍不萌發(fā)現(xiàn)象。

一、種子休眠原因和破除※

1、種皮限制種皮不透水或透水性弱，如紫云英種皮不透氣，抑制胚生長，如椴樹種皮太堅(jiān)硬，胚不能突破種皮，如莧菜成熟和衰老專題知識講座第33頁

破除：

（1）自然情況，細(xì)菌和真菌分泌酶類水解種皮多糖和其它組成成份，使種皮變軟，透水、透氣（2）物理、化學(xué)方法破壞種皮磨擦使紫云英種子磨損氨水處理松樹種子

98%濃硫酸處理皂莢種子成熟和衰老專題知識講座第34頁2、種子未完成后熟

后熟：種子在休眠期內(nèi)發(fā)生生理生化過程，如薔薇科植物和松柏類種子。

破除：

層積處理：用濕砂將種子分層堆積在低溫（5oC）地方。后熟過程中，種子內(nèi)淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物合成加強(qiáng)，呼吸減弱。經(jīng)過后熟作用后，種皮透性加強(qiáng)，呼吸增強(qiáng)。成熟和衰老專題知識講座第35頁3、胚未完全發(fā)育破除：低溫（5oC）處理4、抑制物質(zhì)存在成熟和衰老專題知識講座第36頁二、延存器官休眠打破和延長打破馬鈴薯塊莖休眠：GA處理：0.5~1mg.L-1GA溶液中浸

泡10‘曬種法：涼干2~3天—曬種—翻動(dòng)硫脲處理：0.5%硫脲浸薯塊8~12小時(shí)

延長：

0.4%萘乙酸甲酯粉劑處理通氣安全貯藏成熟和衰老專題知識講座第37頁

第四節(jié)植物衰老生理

一、衰老時(shí)生理生化改變※

1、蛋白質(zhì)含量顯著下降成熟和衰老專題知識講座第38頁

蛋白質(zhì)合成能力減弱，分解加緊。

2、核酸含量降低RNA、DNA均下降，DNA下降較遲緩。外加KT，提升RNA含量，延緩衰老。

3、光合速率下降葉綠體破壞，色素降解，Rubisco分解，光合電子傳遞和光合磷酸化受阻。成熟和衰老專題知識講座第39頁成熟和衰老專題知識講座第40頁

4、呼吸速率下降呼吸速率下降較光合速率慢。有些葉片衰老時(shí)，有呼吸躍變現(xiàn)象。

5、生物膜結(jié)構(gòu)改變液晶態(tài)—凝固態(tài)選擇透性功效喪失，透性加大，膜脂過氧化加劇，膜結(jié)構(gòu)解體。

6、激素改變—ABA和ETH增加成熟和衰老專題知識講座第41頁

二、植物衰老機(jī)制

（一）DNA損傷假說內(nèi)容：植物衰老是因?yàn)榛虮硎驹诘鞍踪|(zhì)合成過程引發(fā)差誤積累所造成。當(dāng)錯(cuò)誤產(chǎn)生超出某一閾值時(shí)，機(jī)能失常，造成衰老。一些理化因子使DNA受損。成熟和衰老專題知識講座第42頁（二）自由基損傷假說

內(nèi)容：植物體內(nèi)產(chǎn)生過多自由基，對生物大分子及葉綠素有破壞作用，造成植物體衰老、死亡。與衰老親密相關(guān)E：超氧化物歧化E（SOD）和脂氧合E（LOX）。

SOD參加自由基去除和膜保護(hù)，而LOX催化膜脂中不飽和脂肪酸氧化而使膜損傷。成熟和衰老專題知識講座第43頁

（三）植物激素調(diào)整假說

內(nèi)容：單稔植物衰老是由一個(gè)或各種激素綜合控制。

CTK、GA及生長素類延緩衰老，ABA、ETH促進(jìn)植物衰老。

ABA含量增加是引發(fā)葉片衰老主要原因。ABA抑制核酸和蛋白質(zhì)合成，加速葉中RNA和蛋白質(zhì)降解，促進(jìn)氣孔關(guān)閉。成熟和衰老專題知識講座第44頁

（四）程序性細(xì)胞死亡理論

程序性細(xì)胞死亡（PCD）：指胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化及許多病理過程中，細(xì)胞遵照本身“程序”，主動(dòng)結(jié)束其生命生理性死亡過程。

PCD與個(gè)體發(fā)育---高等生物誕生—發(fā)育—成長—死亡

即壽命是生物固有特征成熟和衰老專題知識講座第45頁---死亡是生物體不可缺乏生命內(nèi)容

是生物借以存活需要

并貫通壽命全部周期中---個(gè)體發(fā)育是新舊細(xì)胞生死交替

舊細(xì)胞死亡—新細(xì)胞形成份化---細(xì)胞死亡發(fā)生及過程是在長久進(jìn)化

中已形成遺傳程序（PCD）成熟和衰老專題知識講座第46頁

試驗(yàn)證實(shí)，葉片衰老是在核基因控制下，細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生高度有序解體及其內(nèi)含物降解，且大量礦物質(zhì)和營養(yǎng)物能在衰老細(xì)胞接替后有序地向衰老細(xì)胞轉(zhuǎn)移和循環(huán)利用。成熟和衰老專題知識講座第47頁

三、環(huán)境條件對植物衰老影響

1、溫度

低溫和高溫誘發(fā)自由基產(chǎn)生，引發(fā)生物膜相變和膜脂過氧化，加速植物衰老。

2、光照光延緩植物衰老。長日照促進(jìn)GA合成，利于生長；短日照加速衰老。成熟和衰老專題知識講座第48頁

光敏色素參加衰老過程，紅光阻止蛋白質(zhì)和葉綠素含量降低，遠(yuǎn)紅光則消除紅光作用。

3、氣體O2濃度過高加速自由基形成。O3污染環(huán)境加速植物衰老過程。高濃度CO2對衰老有一定抑制作用。成熟和衰老專題知識講座第49頁

4、水分

干旱促進(jìn)ETH和ABA形成，加速蛋白質(zhì)和葉綠素降解，提升呼吸速率；自由基產(chǎn)生增多，加速衰老。

5、礦質(zhì)營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)從較老組織向新生器官或生殖器官分配，引發(fā)營養(yǎng)缺乏，造成葉片衰老。成熟和衰老專題知識講座第50頁第五節(jié)器官脫落生理

一、器官脫落種類