植物成熟和衰老生理

参考：王小菁《植物生理学》第八版，主要内容有包括：种子成熟、生理果实成熟、生理植物休眠、生理植物衰老、生理程序性细胞死亡、植物器官的脱落。

植物成熟和衰老生理

• 种子成熟生理
  • 主要有机物变化
    • 可溶性糖类——不溶性
    • 非蛋白氮——蛋白质
    • 糖类——脂肪（油料类种子）
    • 其他生理变化
    • 有机物主要向合成方向进行
  • 外界影响
    • 风旱不实现象：干旱与热风使种子灌浆不足
• 果实成熟生理
  • 果实生长与受精后子房生长素含量增多有关
  • 单性结实
    • 天然单性结实【香蕉、蜜柑、葡萄】
    • 刺激性单性结实
• 植物休眠生理
  • 原因
    • 种皮限制
    • 未完成后熟
    • 胚未完全发育
    • 抑制物质存在
    • 植物激素和休眠调控基因
      • 脱落酸促进休眠；赤霉素抑制休眠，促进萌发
      • DOG1表达程度越高，种子休眠越深
• 植物衰老生理
  • 生理变化
    • 蛋白质显著下降
    • 衰老相关基因（SAG）表达上调，衰老下调基因表达下调
    • 光合速率下降——叶绿体被破坏
    • 呼吸速率下降
      • 衰老时呼吸底物有所改变——利用氨基酸
      • 氧化磷酸化逐步解耦连，产生能量变少
    • 自由基和活性氧增加
  • 影响条件
    • 光
    • 水分
    • 温度
    • 营养
    • 植物激素
      • 促进：乙烯、ABA、JA、水杨酸
        • 叶片只有发育到一定阶段才能感知乙烯信号
        • JA促进衰老的效果在老叶中比在嫩叶中明显
      • 抑制：细胞分裂素、生长素、GA
  • 原因
    • 营养亏缺理论
    • 植物激素调控理论
• 程序性细胞死亡
  • 细胞死亡
    • 细胞坏死
    • 程序性细胞死亡
  • 程序性细胞死亡
    • （来自网络）
    • 特征：细胞核DNA断裂成一定长度，染色质固缩，液泡形成，最后形成凋亡小体或自噬小体
    • 阶段
      • 启动阶段——死亡信号的产生和传递
      • 效应阶段——半胱氨酸蛋白酶的活化和线粒体通透性改变
      • 降解清除阶段——酶解；染色体片段化
  • 细胞自噬
    • 真核生物利用溶酶体或液泡对胞内物质和细胞器进行降解的一种代谢机制
    • 类型
      • 巨自噬
      • 微自噬
      • 动物、植物、酵母中共同存在
      • 分子伴侣介导的自噬
  • 阻止细胞自噬使植物衰老加快
• 植物器官的脱落
  • 脱落时细胞及生化变化
    • 细胞变化
      • 离区
        • 核仁明显，RNA含量增加
        • 内质网、高尔基体、小泡增多【小泡聚集在质膜上，分泌果胶酶和纤维素酶等】
        • 细胞变圆，排列疏松
    • 生化变化
      • 脱落前呼吸加强
      • 形成离层和保护层
  • 脱落与植物激素
    • 生长素
      • 叶片中产生的生长素有抑制脱落的作用
      • 生长素对脱落的效应与使用部位和浓度有关
        • 远基端浓度高于近基端——不脱落
        • 两端浓度几乎无差异——脱落
        • 近基端浓度大于远基端——加速脱落
    • 脱落酸
      • 促进脱落
      • 短日照有利于脱落酸的合成
    • 乙烯
      • 促进离层中纤维素酶的合成与释放
      • 抑制生长素向离区运输
    • 间接
      • 赤霉素促进乙烯形成
      • 细胞分裂素延缓衰老，抑制脱落
  • 环境因子影响
    • 温度
      • 过高或过低均促进脱落
      • 增高
        • 生化反应速度加快，Q10≈2
        • 引起水分亏缺
    • 水分——季节性干旱引起叶片脱落
    • 光照——不足时容易脱落