植物生理学-专业知识宣讲专家讲座.pptx

第六章第六章 植物体内有机物运输与分配植物体内有机物运输与分配第一节第一节 有机物运输普通情况有机物运输普通情况一、有机物运输形式一、有机物运输形式主要形式：主要形式：蔗糖蔗糖溶解度高、稳定性高、贮能高、运输速率高溶解度高、稳定性高、贮能高、运输速率高其它糖类：其它糖类：绵子糖、水苏糖、毛蕊花糖等绵子糖、水苏糖、毛蕊花糖等其它物质：其它物质：有机酸、氨基酸、酰胺、内源激素、生物大分子等有机酸、氨基酸、酰胺、内源激素、生物大分子等依据：依据：蚜虫吻刺法蚜虫吻刺法蚜虫吻刺法蚜虫吻刺法结协议位素示踪结协议位素示踪结协议位素示踪结协议位素示踪蔗糖是主要光合产物蔗糖是主要光合产物蔗糖是主要光合产物蔗糖是主要光合产物蔗糖理化性质：蔗糖理化性质：蔗糖理化性质：蔗糖理化性质：植物生理学-专业知识宣讲第1页二、有机物运输路径二、有机物运输路径1、短距离运输短距离运输：胞内与胞间运输胞内与胞间运输 2、长距离运输长距离运输：输导系统运输输导系统运输试验证据：蚜虫吻刺试验结协议位素示踪；试验证据：蚜虫吻刺试验结协议位素示踪；环割试验环割试验环割试验环割试验三、三、有机物有机物运输方向运输方向质外体路径质外体路径:共质体路径共质体路径:交交交交 替替替替 途途途途 径径径径：转运细胞转运细胞转运细胞转运细胞 （胞壁与质膜内折，囊胞运动（胞壁与质膜内折，囊胞运动 出胞现象）出胞现象）韧皮部：韧皮部：筛管筛管筛管筛管（P蛋白）蛋白）单向、双向、横向（少许）单向、双向、横向（少许）植物生理学-专业知识宣讲第2页四、有机物运输度量四、有机物运输度量2、有机物质运输率：、有机物质运输率：1、有机物运输速度：、有机物运输速度：被运输物质在单位时间内所移动距离被运输物质在单位时间内所移动距离。比集运量（比集运量（SMTSMT）或比集运量转移率（或比集运量转移率（SMTRSMTR）：）：有机物质在单位时间内经过单位韧皮部横截面有机物质在单位时间内经过单位韧皮部横截面数量。数量。g cm g cm-2-2 h h-1-1.植物生理学-专业知识宣讲第3页第二节第二节 有机物质运输机理有机物质运输机理 物质在源端装载物质在源端装载 物质在库端卸出物质在库端卸出 从源到库运输动力从源到库运输动力植物生理学-专业知识宣讲第4页一、有机物质在源端装载一、有机物质在源端装载1、装载路径装载路径：共质体路径；交替路径：共质体路径；交替路径2、装载机理装载机理：H+蔗糖协同转移模型蔗糖协同转移模型电中性载体模型电中性载体模型电负性载体模型电负性载体模型装载受载体调整，其装载受载体调整，其依据依据是：是：对被装载物质（如蔗糖）有选择性；需要能量；对被装载物质（如蔗糖）有选择性；需要能量；含有饱和效应含有饱和效应植物生理学-专业知识宣讲第5页二、有机物质在库端卸出二、有机物质在库端卸出1、卸出路径卸出路径：蔗糖先水解后进入代谢库；蔗糖先水解后进入代谢库；蔗糖不水解直接进入代谢库蔗糖不水解直接进入代谢库2、卸出机理卸出机理：主动过程；被动过程：主动过程；被动过程植物生理学-专业知识宣讲第6页三、有机物质运输（动力）机理三、有机物质运输（动力）机理1、被动机理、被动机理 压力流动学说压力流动学说（集流学说）（集流学说）德国植物生理学家德国植物生理学家 Munch(1930)提提出出压力流动学说不足：压力流动学说不足：压力流动学说不足：压力流动学说不足：2、主动学说：、主动学说：电渗学说：电渗学说：细胞质泵动学说细胞质泵动学说：P 蛋白收缩学说：蛋白收缩学说：植物生理学-专业知识宣讲第7页第三节第三节 有机物质分配与调控有机物质分配与调控一、代谢源与代谢库及其相互关系一、代谢源与代谢库及其相互关系1、代谢源代谢源代谢源代谢源：指能够制造或输出有机物质组织、器官或部位。：指能够制造或输出有机物质组织、器官或部位。2、代谢库代谢库代谢库代谢库：指接纳有机物质因为生长消耗或贮藏组织、器：指接纳有机物质因为生长消耗或贮藏组织、器 官或部位。官或部位。3、源库关系源库关系源库关系源库关系：作物产量形成源库关系有三种类型：作物产量形成源库关系有三种类型：源限制型源限制型源限制型源限制型：源小库大，限制产量形成主要原因是源供给能力。：源小库大，限制产量形成主要原因是源供给能力。库限制型库限制型库限制型库限制型；源大库小，限制产量形成主要原因是库接纳能力；源大库小，限制产量形成主要原因是库接纳能力。源库互作型源库互作型源库互作型源库互作型：呈过渡状态中间类型，产量有源库协同调整。：呈过渡状态中间类型，产量有源库协同调整。植物生理学-专业知识宣讲第8页二、有机物质分配规律二、有机物质分配规律1.分配方向：从源到库分配方向：从源到库2.分配特点：分配特点：按按按按“源源源源 库单位库单位库单位库单位”进行分配进行分配进行分配进行分配（含有供给关系源和库及其连接二者输导系统称为源含有供给关系源和库及其连接二者输导系统称为源 库单位库单位。）。）优先供给生长中心优先供给生长中心就近供给同侧运输就近供给同侧运输就近供给同侧运输就近供给同侧运输成龄叶片之间无同化物供给关系成龄叶片之间无同化物供给关系成龄叶片之间无同化物供给关系成龄叶片之间无同化物供给关系3.再分配与再利用：再分配与再利用：植物生长发育所需要同化物起源于一些大分子化合物植物生长发育所需要同化物起源于一些大分子化合物分解成小分子化合物或无机离子。分解成小分子化合物或无机离子。植物生理学-专业知识宣讲第9页三、有机物质运输与分配调控三、有机物质运输与分配调控1.代谢调控代谢调控（1 1）细胞内蔗糖浓度对运输影响）细胞内蔗糖浓度对运输影响）细胞内蔗糖浓度对运输影响）细胞内蔗糖浓度对运输影响阈值：决定细胞内蔗糖能否输出关键浓度。阈值：决定细胞内蔗糖能否输出关键浓度。可运态蔗糖：高与阈值蔗糖。可运态蔗糖：高与阈值蔗糖。非运态蔗糖：低与阈值蔗糖。非运态蔗糖：低与阈值蔗糖。K/Na 调整叶绿体内淀粉含量与细胞质内蔗糖含量调整叶绿体内淀粉含量与细胞质内蔗糖含量百分比，比值低利于淀粉向蔗糖转化，提升输出率。百分比，比值低利于淀粉向蔗糖转化，提升输出率。（2 2）功效叶内无机磷对运输影响）功效叶内无机磷对运输影响）功效叶内无机磷对运输影响）功效叶内无机磷对运输影响（3 3）细胞内能量代谢对运输影响）细胞内能量代谢对运输影响）细胞内能量代谢对运输影响）细胞内能量代谢对运输影响（4 4）碳素固定类型影响）碳素固定类型影响）碳素固定类型影响）碳素固定类型影响植物生理学-专业知识宣讲第10页2、激素激素调控调控除除ETHETH外，其它内源激素均促进植物体内同化物运输与分配。外，其它内源激素均促进植物体内同化物运输与分配。机理机理机理机理：激素改变膜理化特征，提升膜透性，：激素改变膜理化特征，提升膜透性，IAAIAA与膜上受体结合，产生去极化，形成暂时通道。与膜上受体结合，产生去极化，形成暂时通道。激素促进激素促进RNARNA、蛋白质（酶）合成。蛋白质（酶）合成。3、环境影响、环境影响营养元素：营养元素：N N：要适量。要适量。K K K K：促进碳水化合物运输；促进运入库蔗糖转化促进碳水化合物运输；促进运入库蔗糖转化为淀粉，利于维持韧皮部两端压力势差。为淀粉，利于维持韧皮部两端压力势差。B B：促进蔗糖合成，提升可运态百分比；以硼酸促进蔗糖合成，提升可运态百分比；以硼酸形式与游离糖结合，形成带负电复合物，易于透形式与游离糖结合，形成带负电复合物，易于透过质膜。过质膜。P P P P：提供能量，磷转运器工作必须。提供能量，磷转运器工作必须。气象因子：光照、气象因子：光照、温度温度、水分等、水分等植物生理学-专业知识宣讲第11页蚜蚜 虫虫 吻吻 刺刺 实实 验验植物生理学-专业知识宣讲第12页交交 替替 运运 输输 示示 意意 图图植物生理学-专业知识宣讲第13页筛筛 细细 胞胞植物生理学-专业知识宣讲第14页环环 割割 实实 验验树皮树皮新年轮新年轮木质部木质部 积累积累有机物有机物环环割割植物生理学-专业知识宣讲第15页证实光合产物运输方向苹果枝条环割试验证实光合产物运输方向苹果枝条环割试验植物生理学-专业知识宣讲第16页韧皮部韧皮部木质部木质部隔离层隔离层切口切口切切 口口 植物生理学-专业知识宣讲第17页14C光合产物光合产物标识物标识物标识物标识物切断韧皮部切断韧皮部标识盐类标识盐类切断韧皮部切断韧皮部14CO2标识物标识物隔离层隔离层保护层保护层植物生理学-专业知识宣讲第18页蔗糖载体蔗糖载体蔗糖载体蔗糖载体ATPATP酶酶质外体质外体共质体共质体外外（+）内内（-）筛管、伴胞筛管、伴胞SSH+H+H+H+K+K+K+K+PH 5.5PH 8.5低低K+高高K+低低S高高S植物生理学-专业知识宣讲第19页SCCSCSCSCH+SCH+外外（+）内（内（-）SH+H+H+C-C-CHCHSCHSCH外外（+）内（内（-）SH+H+电电电电 中中中中 性性性性 模模模模 型型型型电电电电 负负负负 性性性性 模模模模 型型型型植物生理学-专业知识宣讲第20页细胞壁非质体细胞壁非质体质膜质膜胞间连丝胞间连丝叶肉细胞叶肉细胞维管束鞘细胞维管束鞘细胞韧皮薄壁细胞韧皮薄壁细胞伴胞伴胞筛管分子筛管分子共质体共质体CO2最小叶脉最小叶脉源叶中韧皮部装载示意图源叶中韧皮部装载示意图植物生理学-专业知识宣讲第21页液泡膜液泡膜细胞壁细胞壁质膜质膜液泡液泡接收细胞接收细胞韧皮部细胞韧皮部细胞（筛管分子、伴胞）（筛管分子、伴胞）库组织中蔗糖卸出可能路径示意图库组织中蔗糖卸出可能路径示意图植物生理学-专业知识宣讲第22页压力表压力表加入加入溶质溶质CDAB压力流动学说模式图压力流动学说模式图植物生理学-专业知识宣讲第23页细胞质泵动学说细胞质泵动学说收缩蛋白学说收缩蛋白学说筛板筛板向下动向下动物质物质向上动向上动物质物质筛孔筛孔胞纵连束胞纵连束内质网内质网线立体线立体周缘细周缘细胞质胞质内腔内腔植物生理学-专业知识宣讲第24页收收 缩缩 蛋蛋 白白 学学 说说ABCD植物生理学-专业知识宣讲第25页有机物同侧运输有机物同侧运输植物生理学-专业知识宣讲第26页各种激素对菜豆同化物运输影响（各种激素对菜豆同化物运输影响（32P）植物生理学-专业知识宣讲第27页相相对对运运输输速速度度菜豆叶中碳水化合物运输速度与温度关系菜豆叶中碳水化合物运输速度与温度关系菜豆叶中碳水化合物运输速度与温度关系菜豆叶中碳水化合物运输速度与温度关系植物生理学-专业知识宣讲第28页1414C C标识有机同化物在缺水小麦植株中分配情况标识有机同化物在缺水小麦植株中分配情况标识有机同化物在缺水小麦植株中分配情况标识有机同化物在缺水小麦植株中分配情况 （旗叶引入（旗叶引入（旗叶引入（旗叶引入1414COCO2 2后二十四小时测定）后二十四小时测定）后二十四小时测定）后二十四小时测定）植物生理学-专业知识宣讲第29页植物生理学-专业知识宣讲第30页