植物生殖生理

第十二章植物的生殖生理1幼年期2提早成熟：长日照处理，嫁接，外施赤霉素GAs3春化作用：低温诱导促使植物开花的作用4.植物通过春化的条件，春化作用的时间、部位和刺激传导植物通过春化的条件：1）低温1～2℃2）水分、氧气和营养感受低温的时期：种子吸胀萌动时，苗期感受低温的部位：分生组织，能进行细胞分裂的部位5春化作用的生理生化变化②末端氧化酶：细胞色素氧化酶→抗坏血酸氧化酶②游离AA和可溶性Pr增加：有新Pr合成③核酸含量增加，有新mRNA合成。6光周期和光周期现象在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象7植物对光周期反应的类型1）长日植物(LDP)：指在24h昼夜周期中，日照长度长于某一临界日长，才能成花的植物。如小麦、萝卜、白菜、天仙子等。2）短日植物(SDP)：指在24h昼夜周期中，日照长度短于某一临界日长，才能成花的植物。如水稻、大豆、苍耳、烟草、菊花等。3）日中性植物(DNP):在任何长度的日照下均能开花。如月季、四季豆、番茄等。4）长-短日植物：芦荟、夜香树等。5）短-长日植物：白三叶草等。6）中日照植物：中等长度日照,甘蔗11.5～12.5hLDP的临界日长不一定长于SDP；SDP的临界日长不一定短于LDP。关键：超过还是短于其临界日长。8临界日长（CD）：指昼夜周期中诱导短日植物开花的最长的日长或诱导长日植物开花的最短日长。9光周期刺激的感受和传导植物在达到一定的生理年龄时，经过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫做光周期诱导光周期刺激的感受部位——叶片10春化和光周期理论在农业上的应用1）植物的地理起源和分布与光周期特性低纬度——SDP，高纬度——LDP，中纬度——SDP,LDP同—纬度，LDP:春末和夏季开花(小麦)；SDP:秋季开花，(菊花)SDP大豆，南方→北京，开花推迟；北方→北京,花期提前。2）育种1人工调节花期花期不遇新品种2加速世代繁育3）引种SDP:北方→南方，提前开花，晚熟品种南方→北方，早熟品种。LDP:北方→南方，延迟开花，早熟品种南方→北方，晚熟品种4）维持营养生长5）控制花期11花形态发生中的同源异形基因和ABC模型同源异形：分生组织系列产物中一类成员转变为该系列中形态或性质不同的另一类成员。同源异形基因不编码酶类，而是编码决定花器官各部分发育的转录因子。12花生长发育所需的条件1）气象条件光强大，光照时间长，利用成花。雄蕊对光强敏感（遮光败育，长日照不育）。低温储存水稻父本植株2）栽培条件C/N比理论：当C/N比高时，促进开花；比值低时，抑制开花。对SDP不适用。3）生理条件体内养分充足与否。强势花：上部颖花。弱势花母本植株的温汤去雄。母本植株的化学杀雄13植物性别1）花芽分化2）雌雄同株同花型（两性花）：小麦，番茄，拟南芥雌雄同株异花型（雌花和雄花）：玉米，黄瓜，白麦瓶草雌雄异株（雄花或雌花）：菠菜，大麻，杨，柳雌花两性花同株型（雌花和两性花）：金盏菊雌花两性花异株型（雌花或两性花）：小蓟雄花两性花同株型（雄花和两性花）：硬毛茄，槭树，元宝枫雄花两性花异株型（雄花或两性花）：柿树14植物性别表现的调控：1）光周期：适宜——雌花，不适宜——雄花2）温周期：低温,昼夜温差大——雌花(黄瓜例外)3）营养因素：N肥和水分充足——雌花；N少,干旱——雄花。C／N比低——提高雌花数目4）植物激素IAA,ETH——雌花，GA——雄花15花粉的组成1）壁物质：外壁:纤维素,孢粉素;内壁:纤维素,果胶；蛋白质(糖蛋白、酶、应变素等)2）水分：15％～30％3）蛋白质和氨基酸：80多种酶，游离Pro多4）碳水化合物和脂肪5）植物激素：IAA,GA,CTK,ETH6）色素：花色素苷、类胡萝卜素7）矿质元素8）维生素类16花粉的特点1）花粉粒小而轻，数量大，有利传粉2）内含丰富的有机物，是花粉萌发和花粉管生长的物质基础3）花粉壁分内外两层，并分别含有来源不同但对花粉萌发和花粉管生长有关的蛋白质—识别蛋白和酶17花粉的构造：外壁，内壁18花粉的成分1）水分2）蛋白质类3）碳水化合物4）植物激素5）色素6）矿质元素7）维生素类19雌蕊的结构：柱头，花柱，子房20花粉贮存1）湿度：干燥保存时间长2）温度：1－5度是最适温度，低温延长寿命3）二氧化碳和氧气：二氧化碳延长花粉寿命，氧气缩短花粉寿命21外界条件对授粉的影响1）温度：如水稻30－35度最适，低于23度，花药不开裂，难授粉；高于40度，开颖后花柱干枯2）湿度：如玉米阴雨天柱头分泌物被洗，花粉吸水过多膨胀破裂湿度过低，花粉易失活22花粉萌发和花粉管伸长授粉：花粉借助于各种媒介落到雌蕊的柱头上的过程，称为授粉。自花授粉，异花授粉（同株异花，异株异花）23花粉萌发花粉落到柱头后，在适宜的条件下即可萌发。花粉萌发通常是以花粉的萌发孔突出花粉管作标志。花粉萌发时所需要的营养物质，一方面靠花粉本身贮藏的物质提供，另一方面也要从雌蕊体系中得到。花粉萌发的条件：水、糖、硼与钙、有机物（VB1、VB2和VC）环境因子（合适的温、湿，pH等）集体效应在一定面积内，花粉数量越多，密度越大，花粉的萌发和花粉管的伸长也就越好，这种现象称为集体效应。24双受精：一个精细胞与卵细胞触合形成合子，另一个精细胞与中央细胞的两个极核触合，形成初生胚乳核。25花粉与柱头的识别识别：花粉与柱头进行的是一种相互识别，从而阻止自交或排斥亲缘关系较远的异种，异属的花粉，只接受同种的花粉。识别是指两类细胞结合中，要进行特殊反应，各从对方获得信息并以物质或化学的信号来表达的过程。花粉与柱头上存在着专门识别作用的蛋白质，叫识别蛋白—糖蛋白。花粉的识别物质是壁蛋白，雌蕊的识别物质是柱头表面的亲水蛋白质和花柱介质中的蛋白质。26影响受精的因素1）花粉的活力：寿命水稻：5~l0min，梨、苹果70～210d。干燥、低温、低氧有利于贮存。2）柱头的活力：开花当天最强，以后逐渐下降。3.）环境条件：温度25～30℃，相对湿度70％～80％其他:土壤水肥条件、通风、透光硼27授粉受精后雌蕊的代谢变化①呼吸速率增加○2IAA含量增加○3生长抑制物下降○4整株植物的水分、矿质吸收及有机物转化和运输加快281）呼吸速率成倍增加。有的植物末端氧化途径变化。棉花受精时，2）生长素含量大大增加。在授粉受精后引起花柱和子房中生长素的合成。3）物质向子房转运加速。29自交不亲和性无融合生殖(无配子生殖)：是指被子植物中由未受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚，产生有籽果实的现象。单性结实：不经过受精作用，子房直接发育成果实（无籽果实）的现象。30克服不亲和的途径1）遗传方法（选择品种，增加染色体倍数，细胞触合）2）生理方法