植物器官脫落機(jī)理探究

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1、花兒為什么會落摘要：刈植物的器官脫落機(jī)制從牛?物、化學(xué)和物理角度進(jìn)行探究，其中包括植物體內(nèi)生物酶與植物激素對器官脫落的調(diào)節(jié)作用以及對花朵掉落過程的力學(xué)分析，并就如何減少不必要的花果脫落進(jìn)行了探究。關(guān)鍵詞：器官脫落；植物激素；力學(xué)分析植物的器官脫落（organabscission）是植物適應(yīng)環(huán)境、保存自身和保證后代繁殖的一種生物學(xué)現(xiàn)象。脫落包插離層細(xì)胞分離和分離面保護(hù)組織的形成兩個過程，這是植物自我調(diào)節(jié)的一種手段。⑴在干旱、雨澇、營養(yǎng)失調(diào)情況下，葉片、花和幼果也會提早脫落，這是植物對外界環(huán)境的一種適應(yīng)。然而，過量或非適時的脫落，往往給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重

2、的損失。探究花兒衰落的原因以及如何減少花果脫落，是生產(chǎn)上需要解決的問題。1環(huán)境因素對花朵脫落的影響1.1溫度溫度過高和過低都會加速器官（花朵）脫落。隨著溫度升髙，生化反應(yīng)加快，溫度與脫落的關(guān)系Qo約等于2,這是直接的影響。此外，高溫也會引起水分虧缺促使葉片脫落，這是間接的影響。1.2水分植物通常在干旱時落花落葉，以減少水分的蒸騰損失，否則會萎鳶死亡。所以，脫落是植物對水分脅迫的重要保護(hù)反應(yīng)。干旱時，眄1口朵乙酸氧化酶活性增強(qiáng)，可擴(kuò)散的生長素相應(yīng)減少，細(xì)胞分裂素含量下降，乙烯和脫落酸增多，所有這些變化都促進(jìn)器官的脫落。1.3光照通常情況下，光照充足時

3、，器官（花朵）不易脫落；光照不足時，器官（花朵）容易脫落。光照過弱，不僅使光合速率降低，形成的光合產(chǎn)物少，而且會阻礙光合產(chǎn)物運(yùn)送到葉片和花果，導(dǎo)致脫落。凡是糖類含量高時的花果和葉片，不易脫落；而糖類含量低的，則容易脫落。這是氏久以來園藝學(xué)家觀察到的。⑵2脫落吋的生理變化和相關(guān)生物酶的作用2.1.1脫落時的生理變化在脫落過程屮，植物的離層細(xì)胞會發(fā)生變化，高爾基體和小泡發(fā)生變化。小泡聚集在質(zhì)膜,釋放出酶到細(xì)胞壁和屮膠層，最后細(xì)胞壁和小膠層分解并膨大，使細(xì)胞分離，成為離層；促使細(xì)胞壁物質(zhì)的合成和沉積，保護(hù)分離的斷面，形成保護(hù)層。在脫落發(fā)生之前，植物相關(guān)器

4、官內(nèi)的植物激素含量發(fā)生變化,在激素信號的作用下，離層內(nèi)合成RNA,翻譯成蛋白質(zhì)（酶）。其中較為重要的是纖維素酶和果膠酶。2.1.2植物衰老及器官脫落的兩種理論2.1.2.1營養(yǎng)虧缺理論花朵是植物的生殖器官，壟斷了植株?duì)I養(yǎng)的分配，聚集了營養(yǎng)器官的養(yǎng)料，引起植物營養(yǎng)體的衰老。故而植物體發(fā)生衰老，并脫落器官。2.1.2.2植物激素調(diào)控理論植物開花時，根系合成的細(xì)胞分裂素運(yùn)到花朵，促使花朵蛋白質(zhì)合成，推遲花朵脫落。但是植株結(jié)果時，一方面根系合成的細(xì)胞分裂素數(shù)量減少，花朵得不到足夠的細(xì)胞分裂素；另一方血，果實(shí)內(nèi)細(xì)胞分裂素含量增大，成為植株代謝旺盛的生長中心，

5、促使花朵的養(yǎng)料運(yùn)向杲實(shí)。這就是花朵脫落的原因。2.2相關(guān)生物酶的作用2.2.1纖維素酶纖維素酶定位在離層，主要作用于離層中的纖維素，促使折斷力下降，器官（花朵）脫落。乙烯和ABA可促進(jìn)該酶活性。2.2.2果膠酶果膠是中膠層的主要成分，基本上是多聚半路糖醛酸。脫落期間細(xì)胞壁喪失的糖類（占總量4%）主要是可溶性果膠。乙烯能促進(jìn)果膠酶活性，也能促進(jìn)脫落。1脫落與植物激素3.1生長素根據(jù)Addicott等的“生長素梯度”學(xué)說，決定脫落的不是生長素絕對含量，而是相對濃度，即離層兩側(cè)生長素濃度梯度起著調(diào)節(jié)脫落的作用。當(dāng)遠(yuǎn)基端濃度高于近基端時，花朵不脫落；當(dāng)兩端

6、濃度差界小或不存在吋，花朵脫落；當(dāng)遠(yuǎn)基端濃度低于近基端吋，加速脫落。3.2脫落酸脫落酸能促進(jìn)分解細(xì)胞壁的酶的分泌，也能抑制葉柄內(nèi)生長素的傳導(dǎo)，所以促進(jìn)器官（花朵）脫落。短日照有利于脫落酸的合成，這止是說明短FI照成為葉片脫落的環(huán)境信號的原因。3.3乙烯乙烯促進(jìn)脫落的機(jī)理，可能有兩方面的作用：1）誘導(dǎo)離層內(nèi)果膠酶和纖維素酶的合成，增加膜透性：2）促使牛?長素鈍化和抑制生長素向離層輸導(dǎo)，使離層生長素含量減少。3.4赤霉素和細(xì)胞分裂素的間接影響。2花朵脫落過程中的力學(xué)分析4.1近似結(jié)構(gòu)力學(xué)分析將花朵和花桿間組成的構(gòu)件視為桿件結(jié)構(gòu)。又因?yàn)楸窘Y(jié)構(gòu)內(nèi)全部支座反

7、力和內(nèi)力不能由靜力平衡條件唯一確定，必須補(bǔ)充變形協(xié)調(diào)條件才能完全確定，故本結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)?；U可視為花朵的彈性支座（花桿主要約束花朵的上下位移，同時其本身又要產(chǎn)生一定的水平位移，其約束力和位移有關(guān)）。當(dāng)快要凋亡的花朵在風(fēng)力、重力等外力作用下與花桿間的相互荷載超過整個桿件結(jié)構(gòu)的極限荷載吋，花朵便會落下。4.2近似彈塑性力學(xué)分析當(dāng)結(jié)構(gòu)的外載荷逐漸增加時，花朵與其支撐桿的結(jié)構(gòu)將有彈性狀態(tài)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，最后進(jìn)入極限狀態(tài)，此時結(jié)構(gòu)在極限荷載的作用下，變形將無限制地增長直至結(jié)構(gòu)喪失承載能力。宏觀上的表現(xiàn)為：花朵與花桿的整體結(jié)構(gòu)在外力作用下，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力超過其

8、許用應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)組成部分的分離。4.3分子間作用力的變化在脫落過程中，物質(zhì)的分解、水分的減少導(dǎo)致離層內(nèi)分子間的氫鍵作用、