植物的生殖生理

關(guān)于植物的生殖生理2.幼年期的生理特征：生長快、呼吸強(qiáng)、核酸代謝和蛋白質(zhì)合成都快。1.不能開花3.幼年期莖段比成年期易生根的原因，可能是生長素含量較高。第一節(jié)幼年期一、幼年期的特征幼年期（童期）：植物早期生長的階段。第2頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

二、提早成熟的方法2.矮化砧木嫁接，縮短果樹童期。3.使用植物激素外施GA可延長常春藤、甘薯、柑桔、李等的童期，可縮短杉科、柏科和松科中一些植物的童期。

1.

提高生長速率，縮短童期。第3頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)春化作用一、春化作用的條件1.春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開花的過程。2、能夠接受春化作用的植物類型

兩年生植物(芹菜、蔥、蘿卜等)

和一年生冬性植物(冬小麥、冬黑麥等)。3.春化作用的主要條件是低溫有效溫度在0℃～10℃，最適溫度是1～7℃。第4頁,共44頁，2024年2月25日，星期天4.脫春化作用（去春化作用）：

在春化過程結(jié)束之前，如遇高溫，低溫效果會消弱甚至消除的現(xiàn)象。脫春化的有效溫度：25～40℃5.再春化作用：去春化的植株重返低溫條件下再度被春化，且低溫的效果被累加。第5頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、春化作用的時期、部位和刺激傳導(dǎo)1.春化作用的時期

種子萌發(fā)或植株生長的任何時期。2.接受低溫影響的部位：莖尖端的生長點3.春化作用的刺激傳導(dǎo)天仙子的嫁接試驗，證明春化過程中會形成春化素在植株間傳導(dǎo)。第6頁,共44頁，2024年2月25日，星期天嫁接中的枝接第7頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三、春化作用的生理生化變化1.冬小麥的春化過程前期是糖類氧化和能量代謝的旺盛期，中期是核酸代謝關(guān)鍵期，中后期是蛋白質(zhì)起主動作用期。

FLC(FloweringlocusC)可能是春化反應(yīng)的關(guān)鍵基因。2.春化基因去甲基假說低溫改變基因表達(dá)，導(dǎo)致DNA去甲基化而開花。3.小麥、油菜等春化處理后體內(nèi)GA增多，

GA可代替低溫誘導(dǎo)胡蘿卜開花。第8頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

罐埋法、七九小麥等方法，代替自然春化，解決冬小麥的春播問題。(三)控制開花：低溫處理促石竹等花芽分化，使秋播的一二年生草本花卉改為春播，當(dāng)年開花。四、春化作用在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用(一)春化處理：使萌動的種子通過春化的低溫處理。(二)引種：滿足對低溫的要求。洋蔥鱗莖在春季播種前用高溫解除春化，防止開花，獲得大的鱗莖。第9頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象：植物對白天和黑夜相對長度的反應(yīng)。光周期：一天之中，白天和黑夜的相對長度。第10頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、植物光周期反應(yīng)類型1.長日植物(LDP)：在一定的發(fā)育時期內(nèi)，每天光照時間必須長于一定時數(shù)并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花的植物。

小麥、胡蘿卜、甘藍(lán)、天仙子、洋、蔥、燕麥、甜菜、油菜等。美洲煙草、大豆、菊花、日本牽牛、蒼耳、水稻、甘蔗、棉花等植物。2.短日植物(SDP)：在一定的發(fā)育時期內(nèi)，每天光照時間必須短于一定時數(shù)才能開花的植物。第11頁,共44頁，2024年2月25日，星期天番茄、茄子、黃瓜、辣椒和菜豆等。3.日中性植物(DNP)：在任何日照條件下都可以開花的植物。4.雙重日長植物：花誘導(dǎo)和花器官形成要求不同日長的植物。(2)短長日植物：花誘導(dǎo)需要短日照，之后在長日照下才能形成花器官的植物。如：風(fēng)鈴草。(1)長短日植物：花誘導(dǎo)需要長日照，之后在短日照下才能形成花器官的植物。如：大葉落地生根。第12頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、臨界日長2.

臨界暗期：在晝夜周期中短日植物開花必需的最短暗期長度，或長日植物能開花所必需的最長暗期長度。臨界暗期比臨界日長對開花更為重要。長夜植物、短夜植物。1.臨界日長：晝夜周期中誘導(dǎo)短日植物開花所必需的最長日照時間，或誘導(dǎo)長日植物開花所必需的最短日照。第13頁,共44頁，2024年2月25日，星期天3.暗間斷現(xiàn)象（夜間斷現(xiàn)象）：暗期被一足夠強(qiáng)度的閃光所間斷。紅光最有效，遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)。夜間斷抑制短日植物開花，促進(jìn)長日植物開花。第14頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三、光周期誘導(dǎo)和光信號的感受與傳導(dǎo)1.光周期誘導(dǎo)：植物只需要一定時間適宜的光周期處理，以后即使處于不適宜的光周期下，仍能開花的現(xiàn)象。第15頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2.光周期的感受部位：葉菊花實驗3.誘導(dǎo)開花部位：莖尖端的生長點第16頁,共44頁，2024年2月25日，星期天圖：開花素或成花素--蒼耳嫁接試驗四、植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用GA、乙烯利、多胺、NAA和2,4－D具類似成花素的作用，促進(jìn)開花。4.蒼耳嫁接實驗證明開花刺激物需要傳導(dǎo)，

環(huán)割實驗證明開花刺激物通過韌皮部傳導(dǎo)。第17頁,共44頁，2024年2月25日，星期天五、光周期理論在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用(一)調(diào)控開花，提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。1.促進(jìn)開花：遮光縮短光照處理，促進(jìn)

SDP菊花在夏季開花，補光或夜間閃紅光促進(jìn)LDP(杜鵑、山茶花)提早開花。2.抑制開花：暗期光間斷處理抑制甘蔗開花。南麻(SDP)北種，推遲開花可增加植株高度，提高纖維產(chǎn)量。熱帶煙草在溫帶春季播種，利用夏季高溫和長日照促營養(yǎng)生長，提高煙葉質(zhì)量和產(chǎn)量。

第18頁,共44頁，2024年2月25日，星期天(二)光周期與引種育種1.需收獲種子或果實的短日植物（如大豆）北種南引時將提前開花，宜引晚熟品種，南種北引時宜引早熟品種。2.需收獲種子或果實的長日植物（如小麥）

北種南引時將延遲開花，宜引早熟品種，南種北引時宜引晚熟品種。3.短日植物水稻和玉米在海南島加快繁育種子，縮短育種年限。4.通過人工光周期誘導(dǎo)使父母本花期相遇，培育新品種。第19頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)花器官的形成與開花花器官由莖端分生組織分化而來。花發(fā)育的3個階段：成花決定(或成花誘導(dǎo))、形成花原基、花器官的形成及其發(fā)育。第20頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、成花誘導(dǎo)的途徑控制成花的4條發(fā)育途徑：光周期途徑、自主/春化途徑、糖類（或蔗糖）途徑、赤霉素途徑。調(diào)控花發(fā)育的基因有開花時間控制基因、分生組織決定基因、器官決定基因（花的同源異形基因）。第21頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、花器官原基的形成(1)同源異形：分生組織系列產(chǎn)物中一類成員轉(zhuǎn)變?yōu)樵撓盗兄行螒B(tài)或性質(zhì)不同的另一類成員。2.同源異形1.被子植物的花由外向內(nèi)分別由5輪結(jié)構(gòu)組成第1輪萼片第2輪花瓣第3輪雄蕊第4輪心皮第5輪胚珠(2)花同源異形基因(決定花器官特征的基因)：

從花器官同源異形突變體中發(fā)現(xiàn)的一組同源異形基因。第23頁,共44頁，2024年2月25日，星期天

“ABC”

模型（假說）：萼片由A類基因控制，花瓣由A類和B類基因控制，雄蕊由B類和C類基因控制，心皮由C類基因控制。A和B、B和C作用可相互重疊；A與C有拮抗作用，不重疊。3.花器官形成的ABC模型擬南芥有5種決定花器官特征的基因，分別為AP1-AP3、PI、AG，為同源異形基因，可以分為3類：A、B、C類基因。第24頁,共44頁，2024年2月25日，星期天圖1：A功能區(qū)失活的突變體，缺少萼片與花瓣；只有雄蕊和心皮。圖2：B功能區(qū)失活突變體，缺少花瓣和雄蕊，只有萼片和心皮。第25頁,共44頁，2024年2月25日，星期天圖3：C功能區(qū)失活突變體，缺少心皮和雄蕊的，只有萼片和多輪花瓣。由雄蕊轉(zhuǎn)化成花瓣的玫瑰的“復(fù)合花”第26頁,共44頁，2024年2月25日，星期天4.花器官形成的ABCDE模型萼片由A類基因控制，花瓣由A類、B類和E類基因控制，雄蕊由B類、C類和E類基因控制，心皮由C類和E類基因控制，胚珠由C類、D類和E類基因控制。D突變體缺乏胚珠，E突變體的全部花器官發(fā)育為萼片。第27頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三、影響花器官形成的條件(一)氣象條件

光和溫度(二)栽培條件

水、肥料和栽培密度(三)生理條件

強(qiáng)勢花和弱勢花用化學(xué)藥劑（化學(xué)殺雄劑2號）或生長調(diào)節(jié)劑（乙烯利）使花粉敗育，作為母本進(jìn)行雜交獲得雜交種子，提高產(chǎn)量。第29頁,共44頁，2024年2月25日，星期天四、植物的性別分化2.雌雄同株異花：黃瓜、玉米、蓖麻、核桃3.雌雄異株異花：菠菜、楊、柳、杜仲、銀杏4.雄花兩性花株5.雌花兩性花株6.三性花株(一)花的性別表現(xiàn)類型1.雌雄同株同花：小麥、水稻、大豆、棉花第30頁,共44頁，2024年2月25日，星期天(二)雌雄個體的生理差異

（補充）1.雄株的呼吸速率高于雌株

4.大麻的雌株葉片中IAA含量較高，雄株葉片中GA含量較高。5.雌株的核酸、葉綠素、胡蘿卜素和碳水化合物含量高于雄株。2.雌雄株氧化酶活性不同

3.雌株具有較高的還原能力，而雄株具有較高的氧化能力。第31頁,共44頁，2024年2月25日，星期天(三)外界條件對植物性別形成的影響2.生長物質(zhì)對性別表現(xiàn)的調(diào)控

IAA、CTK、ETH促進(jìn)雌花分化；

GA促進(jìn)雄花分化；TIBA和MH抑制雌花產(chǎn)生；矮壯素抑制雄花形成。3.栽培措施對性別表現(xiàn)的影響熏煙和機(jī)械損傷增加雌花的數(shù)量。

(2)溫周期：低溫與晝夜溫差大利于雌花發(fā)育。

(3)營養(yǎng)：水足、氮多促進(jìn)雌花分化。1.環(huán)境因子對性別表現(xiàn)的影響(1)光周期：適宜促開雌花，否則促開雄花。第32頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)受精生理受精作用：植物開花之后，經(jīng)過花粉在柱頭上萌發(fā)、花粉管進(jìn)入胚囊和配子融合等一系列過程。第33頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、花粉的成分、壽命和貯存(四)光：以遮蔭或在黑暗處貯存較好。(三)空氣中CO2和O2含量：增加CO2、減少氧分壓，壽命延長?！罢婵崭稍锓ā?。(二)溫度：一般為1～5℃，零下低溫更好。(一)濕度：貯藏環(huán)境的相對濕度30-40%。風(fēng)媒植物的花粉以淀粉為主，蟲媒植物的花粉以脂肪為主，還有氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、激素等物質(zhì)。第34頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、柱頭的生活力因物種而異，多以開花當(dāng)天授粉為宜。

水稻：6～7d；小麥：9d；玉米：花柱抽齊后1～5d。三、外界條件對授粉的影響(一)溫度(二)濕度(三)風(fēng)：無風(fēng)或大風(fēng)都不利于作物授粉。第35頁,共44頁，2024年2月25日，星期天四、花粉萌發(fā)和花粉管伸長(一)花粉在柱頭上萌發(fā)

(二)花粉管（PT）在花柱中生長

PT的生長方式是頂端生長，生長只局限于花粉管頂端區(qū)。(三)花粉管到達(dá)胚珠進(jìn)入胚囊集體效應(yīng)(群體效應(yīng))：落在柱頭上的花粉密度越大，萌發(fā)的比例越高，花粉管的生長越快的現(xiàn)象。生產(chǎn)上大量授粉有利于受精。第36頁,共44頁，2024年2月25日，星期天(四)花粉萌發(fā)與花粉管伸長的條件(補充)3.鈣：參與花粉萌發(fā)與花粉管的伸長。5.溫度和濕度：萌發(fā)最適溫度20～30℃，水稻花粉萌發(fā)最適濕度為70%～80%。2.硼：花期噴施100～150mg.L-1的硼酸。4.鈷、氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、組氨酸和半胱氨酸)等與此有關(guān)。1.糖：常用10%的蔗糖誘導(dǎo)花粉萌發(fā)。第37頁,共44頁，2024年2月25日，星期天五、受精后雌蕊的代謝變化1.呼吸速率提高2.生長素含量提高（2,4-D處理未受精的番茄雌蕊，獲得無籽果實）3.物質(zhì)的運輸與轉(zhuǎn)化提高4.各種細(xì)胞器數(shù)量增加并重新分布第38頁