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starseacow

专家顾问 (职业作家)

[交流] 叶子为什么会在胁迫或衰老情况下失绿变黄 已有8人参与

与虫友交流一个问题:叶子为什么会在胁迫或衰老情况下失绿变黄

众所周知,在这一过程中,叶绿素降解,而一些其他色素(如叶黄素,花青素之类)还存在,因此叶片呈现黄色或红色。那么,这一过程中究竟发生了什么?为什么植物进化出这样一种生理反应?这种生理反应对植物有什么意义?

希望做相关研究或感兴趣的虫友能够谈谈你的看法
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starseacow

专家顾问 (职业作家)

★ ★
SongQ5285: 金币+2, APEPI+1, 阶段性总结 2012-06-20 20:07:36
综合几位的讨论,我考虑叶绿素优先降解的原因有二
首先,元素回收。在体叶片衰老时,叶绿素被不断分解, 原有的类胡萝卜素暴露出来而使叶片黄化, 这是一个从老的组织回收营养的主动过程。由于叶绿素含N和Mg,而类胡萝卜素是一组由8个异戊二烯基本单位构成的碳氢化合物及的氧化衍生物,不含N,Mg,因此植物应该是要主动回收N,Mg元素。
第二,在衰老条件下,可以理解为细胞处于一定的逆境状态,结构及功能受到影响。而叶绿素本身应该存在于蛋白质复合体中,如果在衰老过程中任其自由存在,则会给细胞带来严重的光氧化损伤,打乱正常的衰老过程。因此,植物会启动一系列酶系统优先降解叶绿素。
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12楼2012-06-18 18:44:30
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普通回帖

starseacow

专家顾问 (职业作家)

★ ★ ★ ★ ★
SongQ5285: 金币+5, 鼓励交流 2012-06-20 20:02:48
抛砖引玉,提供一篇有趣的论文:
一些植物之所以在秋天变红,很可能是为了躲避害虫侵害

Autumn leaves seen through herbivore eyes
Thomas F Döring, Marco Archetti and Jim Hardie
Proc. R. Soc. B 2009 276, 121-127

Why leaves of some trees turn red in autumn has puzzled biologists for decades, as just before leaf fall the pigments causing red coloration are newly synthesized. One idea to explain this apparently untimely investment is that red colour signals the tree’s quality to herbivorous insects, particularly aphids. However, it is unclear whether red leaves are indeed less attractive to aphids than green leaves. Because aphids lack a red photoreceptor, it was conjectured that red leaves could even be indiscernable from green ones for these insects. Here we show, however, that the colour of autumnal tree leaves that appear red to humans are on average much less attractive to aphids than green leaves, whereas yellow leaves are much more attractive. We conclude that, while active avoidance of red leaves by aphids is unlikely, red coloration in autumn could still be a signal of the tree’s quality, or alternatively serve to mask the over-attractive yellow that is unveiled when the green chlorophyll is recovered from senescing leaves. Our study shows that in sensory ecology, receiver physiology alone is not sufficient to reveal the whole picture. Instead, the combined analysis of behaviour and a large set of natural stimuli unexpectedly shows that animals lacking a red photoreceptor may be able to differentiate between red and green leaves.

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  • 附件 1 : Autumn leaves seen through herbivore eyes.pdf
  • 2012-06-06 22:35:47, 285.43 K
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2楼2012-06-06 22:35:55
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泥菩萨

金虫 (著名写手)

让我想想

★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
SongQ5285: 金币+3, 鼓励交流 2012-06-20 20:03:13
如果是植物主动调节,能否认为是为了降低蒸腾作用的水分散失?干旱胁迫叶片变黄,呼吸作用、光合作用都降低,水分缺失叶片表面气孔关闭,有些会永久性损伤,自由基活性氧等在叶片内失去平衡,叶片组织有序死亡,体现为叶片凋零

转帖:

花卉出现黄叶,视其发生特点,有以下几种情况:

一是水黄。因浇水过勤引起,其特点是老叶无明显变化、幼叶变黄;此应立即控水;

二是旱黄。因缺水、干旱引起,其特点是自下而上老叶先黄,若缺水时间稍长,则会全株黄叶,甚至死亡,应及时浇水;

三是肥黄。因施肥过勤或浓度过高引起;特点是幼叶肥厚,有光泽,且凹凸不平;应控肥、中耕、浇水;

四是饿黄。因肥料不足、施肥浓度偏低,且施肥间隔时间过长而引起;其特点为幼叶、嫩茎处先黄,如见此现象后不及时施肥,也会造成全株黄叶甚至死亡;对缺肥的花卉,切忌一次大量施用浓肥,以免造成烧根;

五是缺铁性黄叶。温室中木本花卉等,由于土壤肥力条件变化大,常会出现黄叶现象,特点是幼叶明显,老叶较轻,叶肉黄色,叶脉绿色,并形成典型网络;可施用硫酸亚铁水溶液来解决,其方法为:饼肥7份,硫酸亚铁5份,水200份配成倍液浇之。
常常问自己,生命和生活是什么样子的,有时会觉得迷惘
3楼2012-06-16 19:41:12
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starseacow

专家顾问 (职业作家)

★ ★
SongQ5285: 金币+2, 有趣 2012-06-20 20:03:31
引用回帖:
3楼: Originally posted by 泥菩萨 at 2012-06-16 19:41:12
如果是植物主动调节,能否认为是为了降低蒸腾作用的水分散失?干旱胁迫叶片变黄,呼吸作用、光合作用都降低,水分缺失叶片表面气孔关闭,有些会永久性损伤,自由基活性氧等在叶片内失去平衡,叶片组织有序死亡,体现 ...

感谢你的回复,我同意你的意见,但我现在比较好奇的是,为什么植物选择在叶片衰老条件下优先降解叶绿素,是因为需要回收一定的营养元素么?
我印象里是为了有效利用可以较快在植物体内转移的镁,所以在衰老时降解叶绿素。但我们实验室一位博后提出个挺有意思的观点,是为了回收氮。而且这个回收元素的问题,还是这位博后以前读博时老板上课时喜欢提的。
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4楼2012-06-17 01:13:26
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泥菩萨

金虫 (著名写手)

让我想想

★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
SongQ5285: 金币+2, 有趣 2012-06-20 20:04:23
引用回帖:
4楼: Originally posted by starseacow at 2012-06-17 01:13:26
感谢你的回复,我同意你的意见,但我现在比较好奇的是,为什么植物选择在叶片衰老条件下优先降解叶绿素,是因为需要回收一定的营养元素么?
我印象里是为了有效利用可以较快在植物体内转移的镁,所以在衰老时降解 ...

你好,首先声明,我读书时生物化学的成绩是低于60分的,植物生理知识也是做论文时才接触的,仅仅看个皮毛,所以我的认识,你一笑而过就好。

我觉得优先降解叶绿素,是为了减速,降低植物生命活力,犹如进入休眠状态。
叶绿体是光合作用的工厂,即动力车间,这里先减缓,整个生命活力才能减速,不然源源不断地需求无法满足(或者首先是水分等供应不上叶绿体光合作用的需求,于是叶绿体等部位先损伤)
常常问自己,生命和生活是什么样子的,有时会觉得迷惘
5楼2012-06-17 09:21:31
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Tadalafil

银虫 (小有名气)

★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
SongQ5285: 金币+2, 真的很有趣 2012-06-20 20:05:03
纪念我曾经迷恋的植物学……虽然现在转行了
这个问题,我的观点:植物所有的胁迫——热胁迫,冷胁迫,旱胁迫,涝胁迫,盐胁迫等,在一定程度后在植物体上面的体现都是水分胁迫。植物在光合作用时需要水分作为原料,且植物合成更多的营养物质需要更多的水分。在植物受到胁迫时,植物会主动选择(依靠激素调节,如ABA)降解叶绿素,及时将有用的养分转移,减少水分的消耗。
Not to advance is to go back!
6楼2012-06-18 01:44:28
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starseacow

专家顾问 (职业作家)

引用回帖:
6楼: Originally posted by Tadalafil at 2012-06-18 01:44:28
纪念我曾经迷恋的植物学……虽然现在转行了
这个问题,我的观点:植物所有的胁迫——热胁迫,冷胁迫,旱胁迫,涝胁迫,盐胁迫等,在一定程度后在植物体上面的体现都是水分胁迫。植物在光合作用时需要水分作为原料, ...

水分,又是一个有意思的角度。确实,在很多胁迫下,植物会通过ABA相关信号途径,调节气孔。
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7楼2012-06-18 02:59:53
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starseacow

专家顾问 (职业作家)

★ ★
SongQ5285: 金币+2, 十万个为什么 2012-06-20 20:05:47
引用回帖:
5楼: Originally posted by 泥菩萨 at 2012-06-17 09:21:31
你好,首先声明,我读书时生物化学的成绩是低于60分的,植物生理知识也是做论文时才接触的,仅仅看个皮毛,所以我的认识,你一笑而过就好。

我觉得优先降解叶绿素,是为了减速,降低植物生命活力,犹如进入休眠 ...

在叶片衰老过程中,叶绿素和其他色素先后降解,确实降低光合速率,使生长减速直至停止。但我关注的还是为什么叶绿素优先降解。
从氮代谢角度考虑,叶片衰老一开始,氮的代谢即从同化变为再分配,细胞内蛋白质分解超过合成,可溶性氮有所增加。那么,对于没有离体的叶片,衰老时存在怎样的氮资源转移,这种转移是否是决定叶绿素优先降解的理由?
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8楼2012-06-18 03:07:54
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胖胖猪猪

金虫 (初入文坛)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
打头阵的最先阵亡,可否?
9楼2012-06-18 10:25:24
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猴普夫尔

银虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
SongQ5285: 金币+3, 真的有趣 2012-06-20 20:06:23
我也同意元素回收的观点。
但我觉得更多的只是一种植物的应激性反应。
楼主提到,是在胁迫条件下的失绿现象。我觉得这个胁迫条件是很重要的。我们这学期刚好学到植物生理的植物抗性生理,我觉得楼主可以从以下几个角度想想:
1.胁迫引起细胞渗透压的改变
直观表现就是叶片失水,细胞内脯氨酸积累,细胞的合成主要集中在与渗透压条件相关的反应上,势必减少对其他物质的合成。如果说失绿是叶绿素分解的话,我觉得,换个角度,叶绿素合成受抑制也是通的。
2.胁迫导致膜的液相发生改变
在冷胁迫下,细胞膜由原来的液晶相变为凝胶相,透性改变,膜出现裂缝,导致膜结构的破坏,细胞有可能因此裂解。
3.酶活性的改变
导致呼吸链受到影响,其他一切生物合成都是浮云了。况且还会增加胁迫基因的表达,以及对胁迫蛋白的合成。

我觉得不同胁迫条件下,植物叶片失绿的机理是不尽相同的。
但是大致可以说,胁迫条件下的叶片失绿是植物在逆境中求的自保的一种资源、能量的再分配。

个人观点,欢迎大家讨论。
向着太阳生长
10楼2012-06-18 18:00:21
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