植物生長生理課件

第七章植物的生長分化種子萌發(fā)及細胞生長的生理變化植物生長相關(guān)性

重點和難點植物生長的前期準備工作是什么？

第一節(jié)種子萌發(fā)的生理一、種子萌發(fā)的生理生化變化（一）種子的吸水：Ⅰ：吸脹作用吸水。（物理過程，速度快)Ⅱ：吸脹作用達到飽和，細胞代謝剛開始不需太多水分。Ⅲ：胚根突破種皮需大量吸水，是滲透性吸水。

（二）呼吸作用的變化和酶的形成呼吸作用：萌發(fā)初期，放CO2>吸入O2量，以無氧呼吸為主。萌發(fā)后期：放CO2<吸入O2量，以有氧呼吸為主。酶的形成：（1）由束縛態(tài)酶釋放，或由鈍化酶活化而來（2）吸水后重新經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成：（三）種子萌發(fā)的內(nèi)源激素調(diào)節(jié)胚細胞----GA----淀粉酶、蛋白酶、核酸酶CTK、IAA---促進胚根、胚芽的分化、生長種子萌發(fā)過程:

吸脹萌動發(fā)芽吸脹萌動：“露白”發(fā)芽：胚根出現(xiàn)至幼苗出土出土萌發(fā)胚根鞘胚芽鞘初生根留土萌發(fā)種子萌發(fā)的三個階段和生理轉(zhuǎn)變過程示意圖有機物的轉(zhuǎn)化影響種子萌發(fā)的外界條件1．水分：（1）軟化種皮，使之透水透氣。（2）增強細胞代謝強度，促進營養(yǎng)物質(zhì)分解。（3）促進可溶性物質(zhì)運到生長旺盛部位。2．氧氣：供給有氧呼吸，產(chǎn)生足夠能量。3．溫度：4．光：

需光種子：需見光萌發(fā)。種子小，貯藏物少，生長速度快，深土萌發(fā)導(dǎo)致幼苗未出土、養(yǎng)分耗盡。需暗種子：需避光萌發(fā)。種子大，貯藏物多，生長速度慢，淺土萌發(fā)會因水分不足造成發(fā)育不全。需光：煙草、苦苣苔、桷寄生、夜來香、捕蟲堇、無花果需暗：番茄、瓜類、莧菜等對多數(shù)農(nóng)作物的種子來說，如水稻、小麥、大豆、棉花等，不論在光下或暗下都能發(fā)芽1、種子休眠

(Seeddormancy)是指成熟的植物種子即使在適宜的外界環(huán)境條件下仍不能萌發(fā)的現(xiàn)象。

野生植物種子休眠現(xiàn)象很普遍，是對時間、地點和經(jīng)歷的選擇。二、種子的休眠和壽命在自然情況下，細菌和真菌分泌酶類、動物消化系統(tǒng)去分解、破壞。生產(chǎn)上可采用物理化學(xué)方法來破壞種皮。磨、氨水、98%濃硫酸等。①種皮限制種子休眠原因：不透水--硬實種子--豆科（苜蓿、紫云英、格木）錦葵科、藜科、茄科不透氣---椴樹、深山含笑種皮堅硬---莧菜、核果P272如銀杏、人參、珙桐、歐洲白蠟樹等。②胚未完全發(fā)育解除休眠方法：曝曬、低溫層積，GA處理等。③胚未完成后熟種子在休眠期內(nèi)發(fā)生的生理生化過程叫后熟如蘋果、桃、梨、杏等薔薇科植物、松柏類、馬鈴薯塊莖等。

解除休眠方法：清水沖洗，GA使用等。④抑制物質(zhì)存在存在于果肉：如梨、蘋果、番茄、柑桔、甜瓜等種皮：如蒼耳、甘蘭胚乳：如鳶尾、萵苣子葉：如菜豆抑制物種類很多如香豆素、脫落酸或其他抑制劑。2、種子的壽命（1）種子壽命：種子從采收至失去發(fā)芽力的時間。（2）影響因素：植物種類,貯藏條件（干燥、低溫、無菌）壽命在幾十年以上印度蓮子(NelumbonuciferaGaertn.)1040±210年

短命種子

中命種子

長命種子壽命在幾小時至幾周楊、柳、榆、櫟、可可屬、椰子屬、茶屬壽命在幾年至幾十年水稻、小麥、大麥、大豆、菜豆為2年;玉米2-3年;油菜3年;蠶豆、綠豆、豇豆、紫云英5-11年。柳絮柳絮（一）莖生長的特性第二節(jié)植物營養(yǎng)器官生長

生長大周期：指整個生長過程中，生長速率表現(xiàn)出慢-快-慢的規(guī)律。（1）停滯期：細胞分裂，原生質(zhì)積累階段，生長緩慢。（2）對數(shù)生長期：細胞體積增大，物質(zhì)積累豐富、細胞多、生長快（3）直線生長期：生長最快（4）衰老期：細胞成熟且走向衰老莖細胞的來源：

頂端分生組織，近頂端分生組織，中央空隙。（二）根生長特性

同樣具有生長大周期，也具有頂端優(yōu)勢。莖產(chǎn)生的IAA向下運，根尖產(chǎn)生的CTK向上運，距主根尖越近的側(cè)根越不易發(fā)育，離主根尖越遠，越易發(fā)育。形成了根的頂端優(yōu)勢。ABA抑制側(cè)根形成，乙烯則促進側(cè)根形成。此外，根尖之內(nèi)有靜止中心，可能是合成激素的部位，同時進行信息和物質(zhì)交流水分和氮素對根冠比值的影響水分供應(yīng)對根冠比的影響：淹長苗，旱生根。（1）水分不足時，根系相對容易得到水分。生長所受影響小，而地上部分由于根提供的水分太少而使生長受到較大的影響，于是使根/冠比值上升。（旱長根）（2）水分充足時，地上、地下水分均得到滿足，但根系周圍氣體少，生長所受影響大，而地上部分水、氣供應(yīng)充足，生長旺盛。于是根/冠比值下降。（淹長苗）生產(chǎn)中常用方法：煉苗、烤田，促進根的生長。多水干旱水分和氮素對根冠比值的影響N素供應(yīng)對根冠的影響：（1）N素不足，根系N素較多一些，且由于地上部運來有機物較多，生長較旺盛，而地上部由于根運來的N素少，難以合成大量蛋白質(zhì)而使生長受影響，于是根冠比上升。（2）N素充足：地上、地下N素充足，但地上部分莖、葉中大量的氮素存在使光合產(chǎn)生的有機物合成蛋白量↑，從而使地上部旺盛生長，同時也使運往根部的有機物減少，根部生長緩慢，根冠比值下降。（三）葉生長特性葉細胞的來源：莖尖生長錐的葉原基發(fā)育而來。生長模式：均勻生長和不均勻生長。再生能力

均勻生長不均勻生長第三節(jié)植物生長的相關(guān)性一、根和地上部分的相關(guān)性：1．相互促進：（1）根為地上部分提供水分、礦質(zhì)，氨基酸、CTK等。（2）地上部分為根提供糖分，vit等物質(zhì)。2．相互抑制：根冠比：根（干鮮）重/地上部分（干鮮）重旱生根（合成ABA并運輸?shù)降厣喜糠?，引起氣孔關(guān)閉。水長苗

二、

主莖和側(cè)枝的相關(guān)性

營養(yǎng)學(xué)說(1900):認為頂芽構(gòu)成營養(yǎng)庫，壟斷了營養(yǎng)物質(zhì)，而側(cè)芽因缺乏營養(yǎng)而生長受到抑制。IAA學(xué)說(1934):頂芽合成IAA并極性運輸?shù)絺?cè)芽，抑制側(cè)芽的生長。注：側(cè)芽生長與否決定于IAA與CTK的比例三、營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系相互統(tǒng)一：營養(yǎng)生長為生殖生長提供足夠營養(yǎng)。相互抑制：（1）營養(yǎng)生長過旺，清耗較多養(yǎng)分，影響生殖器官生長。前期徒長，影響幼穗分化，后期徒長，影響開花結(jié)實。（2）生殖生長消耗大量有機物，奪取營養(yǎng)器官的營養(yǎng)，營養(yǎng)生長減弱。

第四節(jié)植物的運動植物體的器官在空間產(chǎn)生位置移動。分類：

向性運動：由光、重力等外界刺激產(chǎn)生的運動，運動方向由刺激方向決定。感性運動：由外界刺激或內(nèi)部時間機制引起的運動，運動方向與刺激方向無關(guān)。

近似晝夜節(jié)奏——生物鐘生命活動中有內(nèi)源性節(jié)奏的周期變化現(xiàn)象，叫生物鐘或生理鐘感性運動：（一）偏上性和偏下性：偏上性生長：上面生長>下面生長，葉子向下彎曲偏下性生長：上面生長<下面生長，葉子向上（二）感夜性：某些植物的葉子和花序可隨白天和黑夜的變化而有規(guī)律地運動，如葉子白天上舉夜間下垂，花序白天開放，夜晚關(guān)閉。牽?；ǖ母幸剐裕喊滋扉_放，夜間閉合Phototropism

向光性（三）感熱性（丁香開花對溫度的敏感性）（四）感震性（含羞草的感震運動）食蟲植物的觸毛對機械觸動產(chǎn)生的捕食運動也是一種反應(yīng)速度更快的感震性運動。近似晝夜節(jié)律：（生物鐘、生理鐘）植物對時間條件的一種適應(yīng)，指植物的某些生理反應(yīng)受晝夜條件變化的影響而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，這種規(guī)律的、周期性、有節(jié)奏的變化形成之后，即使在恒定條件下（恒光照或恒黑暗），也呈現(xiàn)原有的規(guī)律性的變化，其變化周期接近24小時，故稱為近似晝夜節(jié)律（奏）。生物節(jié)奏的特性：（1）節(jié)奏的引起必須有一個信號（幾個誘導(dǎo)周期），一旦節(jié)奏開始，在穩(wěn)恒條件下仍繼續(xù)顯示。（2）一旦節(jié)奏開始，就以大約24h的節(jié)奏自由運行。生理鐘（physiologicalclock）：植物內(nèi)部變動著的某種能準確測時的過程。細胞工程1、目的要求：了解植物離體培養(yǎng)的概念、類型及育種應(yīng)用；初步掌握植物離體培養(yǎng)技術(shù)。了解植物原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細胞雜交的基本過程。2、講授內(nèi)容：一、細胞工程概述二、植物離體培養(yǎng)技術(shù)三、植物原生質(zhì)體培養(yǎng)與體細胞雜交一、細胞工程概述（一）細胞工程的定義：以細胞為基本單位，在離體條件下進行培養(yǎng)、繁殖或按照人們的意愿改造細胞的某些生物學(xué)特性，以改良作物品種和創(chuàng)造新種質(zhì)，或加速繁育植物群體或獲得其它有經(jīng)濟價值的生物產(chǎn)品的過程。（二）主要內(nèi)容：是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。包括：植物組織培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)花藥及花粉培養(yǎng)離體胚培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)細胞器移植等等。每一種都還可以繼續(xù)細分為不同小類。

以上內(nèi)容可歸為兩部分上游工程：細胞培養(yǎng)、細胞遺傳轉(zhuǎn)化體系建立。下游工程：細胞工程實踐應(yīng)用。

（三）理論基礎(chǔ)植物細胞全能性（cellTotipotency）:每個植物細胞具有發(fā)育成為完整植株的潛能。（四）應(yīng)用1、微體快繁植物組織（塊）→人工培養(yǎng)→再生成苗→大量繁殖。營養(yǎng)植物、經(jīng)濟作物，如花卉、香蕉、咖啡、中藥材品種快繁。荷蘭、以色列：花卉2、脫毒染病毒植物中，莖尖分生組織病毒的分布最少或沒有。草莓、香蕉、甘薯、馬鈴薯等60多種作物。脫毒草莓3、細胞融合（體細胞雜交）克服不同物種有性雜交困難馬鈴薯與番茄的細胞融合成功獲得植株.2個抗病毒馬鈴薯野生種（2n=2x=24)，不能有性雜交，通過細胞融合，獲得抗病毒馬鈴薯（2n=4x=48)。4、體細胞無性系變異篩選基礎(chǔ)：生物個體生長發(fā)育過程中，體細胞基因突變和染色體重組產(chǎn)生體細胞變異方法：有利的體細胞變異→（定向）篩選→培養(yǎng)成苗→培育優(yōu)良品種應(yīng)用：日本粳稻品種→胚培養(yǎng)→早熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的粳稻品種在東北大積推廣應(yīng)用。水稻幼胚→毒素培養(yǎng)基（含病原菌的粗毒素）→愈傷組織化成苗→經(jīng)過抗性鑒定→抗稻瘟病品系

5、胚拯救遠緣雜交早期胚胎發(fā)育到一定時間就停止發(fā)育、死亡、夭折。遠緣雜種幼胚→離體組織培養(yǎng)→發(fā)育正常植株。

6、花藥（花粉）培養(yǎng)解決了雜交后代分離，遺傳純合穩(wěn)定慢，育種周