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果树学文献综述与专题讨论. 之 多胺对果树生长发育的影响. 内 容. 多胺的代谢 多胺的生物合成 多胺的吸收与运输 多胺与萌发 多胺与根系的生长发育 多胺与生殖生长 多胺与花芽分化 多胺与坐果 多胺与果实发育 多胺与成熟与衰老 多胺与胁迫. 4C. 5C. 7C. 10C. 多胺最早被发现于 1678 年 1965 年 Dykotra 和 Herbst 首次发现再生肝中多胺参与细胞的分裂和生长过程 1973 年 Nello Bagui 夫妇第一次把多胺当作激素看待
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果树学文献综述与专题讨论 之 多胺对果树生长发育的影响
内 容 多胺的代谢 多胺的生物合成 多胺的吸收与运输 多胺与萌发 多胺与根系的生长发育 多胺与生殖生长 多胺与花芽分化 多胺与坐果 多胺与果实发育 多胺与成熟与衰老 多胺与胁迫
4C 5C 7C 10C
多胺最早被发现于1678年 1965年Dykotra和Herbst首次发现再生肝中多胺参与细胞的分裂和生长过程 1973年Nello Bagui夫妇第一次把多胺当作激素看待 1995年由35名国际知名专家认可, 将多胺类列入植物激素, 其主要功能有促进细胞分裂和胚胎发生、稳定原生质膜的结构以及延缓叶片和花的衰老等 一般来说, 细胞分裂最旺盛的地方, 多胺生物合成最活跃
多胺是通过影响核酸的代谢、促进蛋白质的合成来促进细胞的生长、发育、分裂和繁殖的多胺是通过影响核酸的代谢、促进蛋白质的合成来促进细胞的生长、发育、分裂和繁殖的
多胺的代谢 多胺的生物合成 多胺的吸收与运输
ADC ODC
多胺的生物降解 琥珀酸 PYRR 吡咯啉 GABA -氨基丁酸 DAP 二氨基丙烷 DAO 二胺氧化酶 PAO 多胺氧化酶 PYRR-DH 吡咯啉脱氢酶 丙氨酸 1-(3-氨丙基)-吡咯啉
硫腺苷甲氨酸(SAM)在多胺和乙烯的生物合成中的枢纽地位硫腺苷甲氨酸(SAM)在多胺和乙烯的生物合成中的枢纽地位
antizyme 抗体酶 down regulation down regulation upregulation t 在动物细胞中,PAs的吸收可能是一种转运蛋白,也可能是几种 PAs转运蛋白的活性受到内源PAs水平的调控 高水平的内源PAs诱导antizyme抑制PAs的吸收
PAs的吸收与其溶液pH 值有关 细胞对PAs的吸收系统有2个: (1) 当外部浓度低于5mmol/L时,系统Ⅰ吸收多胺,PAs吸收的动力学曲线是饱和的 (2) 当外部浓度高达5-100mmol/L时,系统Ⅱ吸收PAs,动力学曲线是线性或饱和的。植物对低浓度PAs的吸收是逆浓度梯度进行的 吸收的外源PAs贮存在液泡中
葡萄和橙的木质部中测出PAs,表明PAs有一定的传导能力葡萄和橙的木质部中测出PAs,表明PAs有一定的传导能力 PAs通过叶柄运输,可由叶至果,也可由果至叶 PAs的长距离运输是非极性的,受到生长素的调控 PAs运输的驱动力尚不明确,可能是蒸腾作用
多胺与萌发 芽 种子 花粉
不同PAs对种胚萌发的影响存在差异 SPM抑制乙烯的产生,抑制种胚的萌发 SPD和PUT可以促进种胚的萌发,并且与乙烯无关
多胺对种胚萌发的影响与乙烯的产生有关,SPM抑制乙烯的产生,降低萌发率多胺对种胚萌发的影响与乙烯的产生有关,SPM抑制乙烯的产生,降低萌发率
花粉贮藏期内,花粉的萌发率与多胺水平同步下降花粉贮藏期内,花粉的萌发率与多胺水平同步下降 低浓度的多胺提高花粉的萌发率,而高浓度的多胺则抑制花粉萌发,促进花粉萌发的PAs 浓度通常低于10-3mol·L-1 多胺(PAs) 可促进花粉萌发时的转录和翻译过程 RNA 和PAs 的合成可能是花粉管形成的重要条件 多胺可促进花粉管伸长,提高坐果率 多胺能促进苹果花粉管伸长,延缓胚珠衰老
不定根的产生需经过3 个阶段: ①诱导期,主要是进行第1 次细胞分裂; ②根原形成期; ③根的发育和伸长。 苹果根的形成与PA s 水平的提高相偶联 和根形成有关的多胺产生主要通过ODC 途径 多胺主要是在不定根的诱导期之后起作用
PAs对柑橘根系形态的影响 Control PUT SPD SPM
PAs增加总根长和根表面积,降低根系直径,对根尖数影响不明显PAs增加总根长和根表面积,降低根系直径,对根尖数影响不明显
PAs主要增加1级的数量 不同PAs对根系形态的效应存在差异,综合上述所有指标来看,SPD的效应最强
多胺与生殖生长 多胺与花芽分化 多胺与坐果 多胺与果实发育 多胺与成熟与衰老
PAs 与果树花芽分化关系密切,对果树花芽分化具有显著的促进作用 PAs 的增加可能是苹果花芽分化开始的生化标志之一 PAs 促进花芽分化的作用不是成花诱导,而是促进花原基的分裂和花器的形成 PAs 的生物合成受到多种激素的调节,植物激素调节果树花芽形成可能是通过影响PAs 的形成起作用的
巨峰葡萄通常在21节以后成花 叶和芽中PUT和SPM含量在21-25节出现峰值,SPD含量在21-25节之后上升
橘子花中,80%的多胺集中在雌蕊和雄蕊等生殖器官,仅有20 %存在于花瓣和花萼 PUT 处理延缓了雌蕊柱头的衰老,延长了雌蕊寿命2-3天,从而提高了荔枝坐果率 在细胞分裂和果实早期发育期间较高水平的内源PAs 参与细胞分裂过程 荔枝SPD、SPM 含量低以及在胚珠发育进程中较大的降幅与胚胎败育密切相关 多胺合成高峰早于DNA和蛋白质
外源SPD可以减少落果,但是外源PUT对落果没有影响外源SPD可以减少落果,但是外源PUT对落果没有影响
外源多胺延缓胚珠的衰老 PUT的有效浓度:150-300mol/L SPD的有效浓度:50-150mol/L SPM的有效浓度:25-50mol/L
中间砧影响幼果的PAs水平 幼果中较低的PAs水平不利于细胞的分裂
PAs 促进果实生长发育,一般是通过促进细胞分裂而加快果实生长速度,在细胞分化期无效,但外施只在果实发育早期和内部PAs 水平下降时效果才显著 果实发育后期, 多胺的水平与多胺代谢酶鸟氨酸脱羧酶(ODC) 和精氨酸脱羧酶(ADC) 的活性却迅速降低
种子中PAs 水平的升高可能促进了种子胚乳、外壳的细胞分裂 果皮中PAs 含量的增加可能起源于种子中增加的PAs
焦核品种胚珠内的三胺和四胺水平低于正常品种焦核品种胚珠内的三胺和四胺水平低于正常品种
胚胎正常发育的龙眼胚珠中3种多胺的含量在胚胎发育的各阶段均高于败育胚珠;胚胎败育的龙眼胚珠中;多胺含量的下降速度比正常胚珠快得多胚胎正常发育的龙眼胚珠中3种多胺的含量在胚胎发育的各阶段均高于败育胚珠;胚胎败育的龙眼胚珠中;多胺含量的下降速度比正常胚珠快得多 胚珠中DNA和总核酸含量、蛋白质含量的变化与PAs一致
PUT 100mg/kg SPD 100mg/kg SPM 100mg/kg SA 400mg/kg 外源PAs能够提高果实的贮藏性能
内源多胺的合成可能竞争乙烯的生物合成前体,抑制乙烯的发生量,延长保鲜期。内源多胺的合成可能竞争乙烯的生物合成前体,抑制乙烯的发生量,延长保鲜期。
多胺可延缓衰老,与多胺抑制乙烯生成有关。应用外源PAs 可阻止果实变软,主要是由于PAs可以保护细胞壁,同时减缓乙烯的形成
当植物遭受水分胁迫、酸胁迫、盐胁迫、离子胁迫以及低温胁迫等各种逆境时,多胺合成酶活力增加,PUT大量累积。胁迫条件下,PUT调节活性氧代谢的平衡、稳定膜结构,对植物免受胁迫伤害起一定作用。当植物遭受水分胁迫、酸胁迫、盐胁迫、离子胁迫以及低温胁迫等各种逆境时,多胺合成酶活力增加,PUT大量累积。胁迫条件下,PUT调节活性氧代谢的平衡、稳定膜结构,对植物免受胁迫伤害起一定作用。
与膜系统的 磷酸基团结合 清除 自由基 增强SOD、 POD、CAT活性 保护 膜系统 电解质 渗漏 减少 SPD SPM 防止水 分损失 可溶性糖 含量增加 脯氨酸 含量增加 多胺提高香蕉耐低温性的机制
修剪增加PUT含量,减少SPD、SPM含量,导致(PUT/[SPD+SPM])增加修剪增加PUT含量,减少SPD、SPM含量,导致(PUT/[SPD+SPM])增加
矮化砧降低新梢的生长速率,其PAs含量也低于正常砧木矮化砧降低新梢的生长速率,其PAs含量也低于正常砧木
基础性问题: 多胺的吸收过程及其调控 外源多胺与内源多胺的关系