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1、第八章第八章 植物的生殖生理植物的生殖生理生殖生理 最新 在营养生长的基础上，遇到适宜的环境条件，植在营养生长的基础上，遇到适宜的环境条件，植物就会分化出生殖器官物就会分化出生殖器官花花，经传粉受精，最终发，经传粉受精，最终发育成种子（果实）。育成种子（果实）。 在植物的生活周期中，开花是一个质变点，以开在植物的生活周期中，开花是一个质变点，以开花为界，可以把植物的生活周期划分为两个时期：花为界，可以把植物的生活周期划分为两个时期： 前期是营养器官的生长前期是营养器官的生长营养生长期；营养生长期； 后期以生殖生长为主后期以生殖生长为主生殖生长期。生殖生长期。 从第一朵花的发育，标志着植物由营养
2、生长转入从第一朵花的发育，标志着植物由营养生长转入生殖生长。生殖生长。生殖生理 最新 植物的成花反应（花的发端）受多种因素植物的成花反应（花的发端）受多种因素的影响，其中主有：的影响，其中主有： 1、植物的年龄；、植物的年龄； 2、环境温度（低温）；、环境温度（低温）； 3、日照长度、日照长度光周期；光周期； 4、植物的营养状态；、植物的营养状态；第一节第一节 植物的成花生理植物的成花生理生殖生理 最新 一、植物的年龄与成花一、植物的年龄与成花花前成熟花前成熟 植物只有达到一定的大小、年龄或生理状态时，植物只有达到一定的大小、年龄或生理状态时，才能感受外界环境条件的刺激，引起成花反应。才能感受
3、外界环境条件的刺激，引起成花反应。 植物在能对环境条件的刺激起反应而成花所之植物在能对环境条件的刺激起反应而成花所之前必需达到的生理状态称为花熟状态（前必需达到的生理状态称为花熟状态（ripeness to flower）。）。 花熟状态之前的时期称为幼年期（花熟状态之前的时期称为幼年期（juvenile phase）或花前成熟期。或花前成熟期。生殖生理 最新 幼年期的长短因植物的种类而异，短的只有幼年期的长短因植物的种类而异，短的只有几天，长的可达几十年。几天，长的可达几十年。 植物的开花为什么要有花前成熟期，可能的植物的开花为什么要有花前成熟期，可能的原因是：原因是： 达到为成花制造最低限
4、度营养物质的能力；达到为成花制造最低限度营养物质的能力；达到光周期诱导所需的最少叶片数目；达到光周期诱导所需的最少叶片数目；达到成花所必需的某种激素水平；达到成花所必需的某种激素水平；生殖生理 最新 二、低温与植物的成花二、低温与植物的成花春化作用春化作用 1、春化作用的概念、春化作用的概念 冬性一年生或两年生植物的开花必需要经冬性一年生或两年生植物的开花必需要经过一个低温阶段。这种过一个低温阶段。这种低温对植物开花的诱导低温对植物开花的诱导或促进作用称为春化作用（或促进作用称为春化作用（vernalization）。）。 许多冬性一年生植物的开花对低温的要求许多冬性一年生植物的开花对低温的要
5、求是相对的（量的），低温处理促进开花，未经是相对的（量的），低温处理促进开花，未经低温过程则延迟开花；低温过程则延迟开花；生殖生理 最新 二年生植物开花对低温的要求是绝对的二年生植物开花对低温的要求是绝对的（质的），未经低温阶段则一直进行营养生长，（质的），未经低温阶段则一直进行营养生长，不能开花。不能开花。 麦类根据其完成春化所需的低温程度和天麦类根据其完成春化所需的低温程度和天数，可分为三类：数，可分为三类：冬性：冬性： 03 oC， 4045天；天；半冬性：半冬性： 3 5 oC，152天；天；春性：春性： 815 oC，58天；天；生殖生理 最新 2、植物通过春化作用的条件、植物通过春
6、化作用的条件一定天数的低温；一定天数的低温；氧气：缺氧条件下不能完成春化；氧气：缺氧条件下不能完成春化；水分：干种子不能接受春化处理，水分：干种子不能接受春化处理， (含水量含水量40%)；呼吸基质呼吸基质(糖糖)：离体胚在无蔗糖的培：离体胚在无蔗糖的培 养基上不能通过春化；养基上不能通过春化；生殖生理 最新 3、春化作用的解除、春化作用的解除 植物经历一定时间的低温才能完成春化植物经历一定时间的低温才能完成春化作用。若在未完成春化时，将植物放回到高作用。若在未完成春化时，将植物放回到高温（温（25 oC40 oC）处，低温的效果即消失，）处，低温的效果即消失，称为去春化（称为去春化（deve
7、rnalization）。）。 有时缺氧也能引起去春化。植物一旦完有时缺氧也能引起去春化。植物一旦完成春化后，春化效果很稳定，不会被解除。成春化后，春化效果很稳定，不会被解除。生殖生理 最新 4、春化刺激的感受和传导、春化刺激的感受和传导 在春化作用中，植物感受低温的部位是分在春化作用中，植物感受低温的部位是分生组织和某些能进行细胞分裂的部位，其中主生组织和某些能进行细胞分裂的部位，其中主要是茎尖分生组织（生长点）。要是茎尖分生组织（生长点）。 春化效果能随着细胞分裂从一个细胞传递春化效果能随着细胞分裂从一个细胞传递到另一个细胞；嫁接试验则表明，春化效果的到另一个细胞；嫁接试验则表明，春化效果
8、的传递在不同植物中表现不一。传递在不同植物中表现不一。生殖生理 最新 5、春化作用的机理、春化作用的机理 春化作用中的生理生化变化：春化作用中的生理生化变化： 呼吸增强；呼吸增强； 新新mRNA和新蛋白质的合成；和新蛋白质的合成； GA含量增高；含量增高；生殖生理 最新 6、春化现象的应用、春化现象的应用 人工春化处理；人工春化处理； 控制花期；控制花期； 育种与引种育种与引种生殖生理 最新三、日照长度与开花三、日照长度与开花光周期现象光周期现象 1、光周期现象的发现、光周期现象的发现 发现人：发现人： 美国农业部的美国农业部的Garner和和Allard(1920)； 现现 象：象： 同一作
9、物品种在同一地方，播种期不同，同一作物品种在同一地方，播种期不同， 开花期却几乎相同；若同时在不同纬度开花期却几乎相同；若同时在不同纬度 地区播种，则开花期限不同；地区播种，则开花期限不同； 结结 论：论： 季节和纬度影响植物的开花，其中的关季节和纬度影响植物的开花，其中的关 键因子是日照长度键因子是日照长度光周期。光周期。生殖生理 最新 白天和黑夜的相对长度称为光周期，植物白天和黑夜的相对长度称为光周期，植物的成花对光周期起反应的现象称为光周期现象。的成花对光周期起反应的现象称为光周期现象。生殖生理 最新 2、光周期反应的类型、光周期反应的类型 根据开花与光周期的关系，可将自然界的植物根据开
10、花与光周期的关系，可将自然界的植物分为以下几种类型：分为以下几种类型： 长日照植物（长日照植物（LDP）：）：在长日短夜的光周期中在长日短夜的光周期中能够开花的植物，如小麦、胡萝卜、油菜等夏季开能够开花的植物，如小麦、胡萝卜、油菜等夏季开花的植物；花的植物； 短日照植物（短日照植物（SDP）：）：在短日照长夜的光周期在短日照长夜的光周期中开花的植物，如大豆、菊花等秋季开花的植物；中开花的植物，如大豆、菊花等秋季开花的植物；生殖生理 最新 日中性植物（日中性植物（DNP）：）：这类植物的开花与这类植物的开花与光周期无关；只要其它条件合适，在任何光周期光周期无关；只要其它条件合适，在任何光周期中都
11、能开花；中都能开花； 中日性植物（中日性植物（NDP）：）：这类植物只有在昼这类植物只有在昼夜近似相等的光周期中开花，如甘蔗的某些品种；夜近似相等的光周期中开花，如甘蔗的某些品种； 长短日植物（长短日植物（L-SDP）：）：如大叶落地生根；如大叶落地生根； 短长日植物（短长日植物（S-LDP）：如风铃草；：如风铃草； 生殖生理 最新 3、临界日长与临界夜长、临界日长与临界夜长 LDP 开花所要求的最低日照长度（时数），开花所要求的最低日照长度（时数），称为称为 LDP 的临界日长，日照越长对其开花越有利的临界日长，日照越长对其开花越有利； SDP 开花所要求的最大日照时数称为开花所要求的最大日
12、照时数称为SDP的的临界日长，日照越短（不能低于临界日长，日照越短（不能低于2小时）对其开花小时）对其开花越有利；越有利； 临界夜长与此相反，临界夜长与此相反，SDP要求的是最低限，要求的是最低限，而而LDP要求的是最高限；要求的是最高限； LDP和和SDP都有绝对和相对之分，绝对都有绝对和相对之分，绝对LDP或或SDP有明确的临界日长或夜长，相对类型则没有。有明确的临界日长或夜长，相对类型则没有。生殖生理 最新LDPSDPDNP生殖生理 最新 LDP：只有在日照长度大于一定时数（临界只有在日照长度大于一定时数（临界日长）的光周期中才能开花的植物；日长）的光周期中才能开花的植物； SDP：只有
13、在日照长度小于一定时数（临界只有在日照长度小于一定时数（临界日长）的光周期中才能开花的植物；日长）的光周期中才能开花的植物； 研究发现植物开花直正感受的是暗期的长度，研究发现植物开花直正感受的是暗期的长度，而不是光期长度，因此长日植物确切地应称为短而不是光期长度，因此长日植物确切地应称为短夜植物，短日植物应称为长夜植物。夜植物，短日植物应称为长夜植物。生殖生理 最新4、植物感受光周期的部位、植物感受光周期的部位LDSDSDLDLDSD生殖生理 最新 5、开花刺激的传导、开花刺激的传导诱导周期诱导周期非诱导周期非诱导周期苍耳在不同条件下的开花反应苍耳在不同条件下的开花反应生殖生理 最新非诱导周期
14、非诱导周期生殖生理 最新非诱导周期非诱导周期透镜纸透镜纸生殖生理 最新苍耳叶子被诱导后，开花刺激通过嫁接传递苍耳叶子被诱导后，开花刺激通过嫁接传递生殖生理 最新 6、暗间断现象、暗间断现象光暗处理光暗处理开花反应开花反应SDP LDP暗期的光间断对开花的影响暗期的光间断对开花的影响光光暗暗生殖生理 最新光暗处理光暗处理SDP LDPSDP LDP闪光闪光生殖生理 最新6、光敏素的与成花诱导、光敏素的与成花诱导光敏素的结构与性质光敏素的结构与性质 光敏素是一种能够接受光、暗（光周期）信号光敏素是一种能够接受光、暗（光周期）信号的色素的色素蛋白质复合物，它在植物体内有红光吸蛋白质复合物，它在植物体
15、内有红光吸收型（收型（Pr，66nm）和远红光吸收型（）和远红光吸收型（Pfr，730nm）两面种存在形式，二者各自吸收相应波长的光后可两面种存在形式，二者各自吸收相应波长的光后可相互逆转。相互逆转。PrPfr660nm730nm生殖生理 最新生殖生理 最新生殖生理 最新光敏素的生理作用光敏素的生理作用 Pfr是具有生理活性的形式，能引起相应的生理是具有生理活性的形式，能引起相应的生理反应：如需光种子的萌发、茎的促长、叶子的扩大、反应：如需光种子的萌发、茎的促长、叶子的扩大、解除黄化、成花反应、叶子的脱落等。解除黄化、成花反应、叶子的脱落等。Pr红光红光远红光远红光Pfr X Pfr X生理反
16、应生理反应分解破坏分解破坏暗逆转暗逆转生殖生理 最新光敏素在成花诱导中的作用光敏素在成花诱导中的作用 光敏素在成花诱导中的作用主要取决于光敏素在成花诱导中的作用主要取决于Pfr/Pr比值比值。SDP开花要求低比值（通过长暗期降低开花要求低比值（通过长暗期降低Pfr来来达到）；达到）；LDP开花要求高比值（即要求短暗期），开花要求高比值（即要求短暗期），长光期可使长光期可使Pfr/Pr比值比值一直维持在较高水平，有利一直维持在较高水平，有利于于LDP开花。开花。 长暗期的光间断，可使长暗期的光间断，可使Pfr/Pr比值比值立即回升到立即回升到光下的水平，因而引起长日反应。光下的水平，因而引起长日
17、反应。生殖生理 最新转入黑暗后时间（转入黑暗后时间（h）红光间断红光间断黑暗黑暗生殖生理 最新7、光周期现象在生产中的应用、光周期现象在生产中的应用 引种：引种： 不同纬度地区相互引种子时必须考虑不同纬度地区相互引种子时必须考虑品种的光周期特性。品种的光周期特性。 LDP北种南引，开花期推迟，北种南引，开花期推迟，SDP则相反；则相反；SDP南种北引，花期提前。南种北引，花期提前。 育种育种：异加代、人工控制光周期，加代繁殖，：异加代、人工控制光周期，加代繁殖，缩短育种年限。人工控制光周期，解决雌、雄花缩短育种年限。人工控制光周期，解决雌、雄花期不遇问题。期不遇问题。生殖生理 最新控制花期：控
18、制花期：花卉生产中的应用；花卉生产中的应用；控制营养生长与生殖生长：控制营养生长与生殖生长：提高产量。提高产量。生殖生理 最新四、营养状态与成花四、营养状态与成花碳氮比学说碳氮比学说 许多实验证明许多实验证明，植物体内的碳水化合物（植物体内的碳水化合物（C）和含氮化合物（和含氮化合物（N）的相对含量，即二者的比值）的相对含量，即二者的比值C/N，影响植物的开花。比值高促进开花，比值低，影响植物的开花。比值高促进开花，比值低抑制开花。抑制开花。 C/N比学说只适应于比学说只适应于LDP和某些和某些DNP，不适应，不适应于于SDP。现在认为，。现在认为，C/N比学说不能解释开花的本比学说不能解释开花的本质，但对控制花的形成（花芽分化）有重要作用。质，但对控制花的形成（花芽分化）有重要作用。生殖生理 最新
