园林第十一章 成熟和衰老生理

第十一章植物的成熟和衰老生理Matureandsenescencephysiology教学内容：1、理解种子成熟时的生理生化变化2、理解果实成熟时的生理生化变化3、理解种子和延存器官的休眠一、种子成熟时的有机物的变化1、糖类的转变淀粉种子：可溶性糖淀粉第一节种子成熟生理2、蛋白质的变化：豆类种子：非蛋白氮蛋白质（贮藏状态）颖果中不同种类蛋白质在种子发育过程中的含量变化油菜种子在成熟过程中各种有机物的变化情况1、可溶性糖2、淀粉3、千粒重4、粗脂肪3、脂肪的变化油料种子：可溶性糖脂肪油料种子脂肪合成的特点：1）成熟期所形成的大量游离脂肪酸，随着种子的成熟，游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂。2）种子成熟初期先合成饱和脂肪酸，然后在去饱和酶的作用下转化为不饱和脂肪酸。所以芝麻、花生等油料种子随成熟度酸值下降，而碘值增高。二、种子成熟过程中其它生理变化1、呼吸速率种子成熟过程中，干物质积累迅速时，呼吸速度高；种子接近成熟时，呼吸速度逐渐降低。呼吸速率与有机物积累速率呈平行关系2、内源激素种子生长初期，ZT、GA、IAA依次出现高峰；灌浆中后期ABA含量增加，加速种子脱水，进入休眠。玉米素可能是调节籽粒的细胞分裂；GA和IAA可能是调节有机物向籽粒的运输和积累。3、含水量随种子的成熟而逐渐减少种子成熟时幼胚中具有浓厚的细胞质而无液泡，自由水含量很少。三、外界条件对种子成分及成熟过程的影响1、光照光照强，叶片同化物多，输入到籽粒的多，产量高。2、温度温度过高呼吸消耗大，籽粒不饱满；温度过低不利于有机物运输与转化，种子瘦小，成熟推迟；温度适宜有利于物质的积累，促进成熟。温度还影响种子的化学成分：适当的低温有利于油脂的积累；昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。北方油料种子油脂品质较南方好。3、空气相对湿度：空气相对湿度高，会延迟种子成熟；空气湿度较低，则加速成熟。但如空气湿度太低会出现大气干旱，不但阻碍物质运输，而且合成酶活性降低，水解酶活性增高，干物质积累减少，种子瘦小产量低。4、土壤含水量：土壤干旱会破坏作物体内水分平衡，严重影响灌浆，造成籽粒不饱满，导致减产。土壤水分过多，由于缺氧使根系受到损伤，光合下降，种子不能正常成熟。“风旱不实现象”：（1）干燥与热风使种子灌浆不足（2）风旱不实的种子中蛋白质的相对含量较高原因：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，而蛋白质的积累受阻较小。北方小麦种子蛋白质含量较南方高（面筋多，韧性强，口感好）。第二节果实成熟生理一、果实的生长特征具生长大周期：单S型曲线：苹果、梨、香蕉、茄子、葡萄等双S型曲线：桃、杏、李、樱桃等珠心和珠被生长停止，营养向种子集中.单性结实（parthenocarpy）：胚珠不经受精，子房仍然能继续发育成为没有种子的果实。单性结实种类和原因可分为以下几类：1）天然单性结实，即不经授粉、受精作用或其它任何外界刺激而形成无籽果实；2）刺激性单性结实，在外界环境条件的刺激下而引起的单性结实。例如，短日照或较低的夜温可引起瓜类作物单性结实；呼吸跃变：果实在成熟过程中出现的呼吸突然升高的现象。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、凤梨等二、呼吸跃变（respiratoryclimacteric）呼吸骤变产生的原因：果实中产生乙烯乙烯诱导呼吸作用的原因可能是：1、乙烯与细胞膜结合，增加膜的透性，气体交换加速，氧化作用加强2、诱导呼吸酶的mRNA的合成，提高呼吸酶含量和活性，并显著诱导抗氰呼吸第三节植物休眠的生理休眠（dormancy）：指植物生长极为缓慢或暂时停顿的一种现象，是植物抵抗和适应不良环境的一种保护性的生物学特性。强迫休眠、生理休眠一、种子休眠的原因及破除种子成熟后，即使给予适宜的外界环境条件仍不能萌发，此时的种子称为休眠状态种子。通常情况下，种子休眠主要指起因于内部的生理抑制或种皮的障碍而引起的生理休眠。1、种皮限制；硬实种子：种皮坚厚，胚难以突破种皮，透水透气性差。如紫云英、椴树、苋菜、苜蓿等。破除：1）自然情况，细菌和真菌分泌酶类水解种皮的多糖和其它组成成分，使种皮变软，透水、透气性增强。2）生产上采用物理、化学方法物理方法——机械破损种皮；化学方法——浓硫酸处理或2%氨水处理破坏种皮。2、种子未完成生理后熟；后熟（afterripening）：种子采收后需经过一系列的生理生化变化达到真正的成熟，才能萌发的过程。后熟方法：1).低温后熟：某些树木种子（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。3、胚未发育完整；银杏、欧洲白蜡(a)刚收获的(b)湿土中贮藏6个月4、抑制物质的存在。抑制物质多数是一些小分子量的有机物（如HCN、乙烯、NH3等）、酚类、醛类、生物碱类或脱落酸等。二、休眠与植物激素脱落酸促进种子休眠三、延存器官休眠的调节马铃薯：休眠期40-60d打破马铃薯块茎的休眠：GA处理：0.5-1mg.L-1的GA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通气安全贮藏习题1、种子成熟过程中会发生哪些生理生化变化？2、简述影响种子成熟的外界条件。3、种子休眠的原因有那些？如何破除休眠？