成花诱导途径及应用

李秋萍植科13-120136851成花诱导途径及应用植物的幼年期与花熟状态成年期幼年期(童期)花熟状态生理未成熟木本植物几年到30-40年草本植物几天或几星期植物不同幼年期长短也不同开花稳定的开花能力豆科植物生长过程图解适宜的外界条件（1）特定基因的启动表达（2）外因:日照长短光质矿质营养土壤水分（3）内因:发育阶段营养状态激素水平成花诱导过程目录11成花诱导途径2应用自主促进途径光周期途径春化作用途径赤霉素途径碳水化合物诱导成花抑制途径通过光周期调控花期使蟹爪国庆节开花利用激素调控花期使牡丹在春节开花自主促进途径自主途径：要达到一定生理年龄的植株才可开花。自主途径是独立于环境的信号，当植物的光周期等途径受阻后，自主途径通过感受植物体内部的发育状态，并与环境信号相互作用，在不同时期促进开花。自主途径受植物内源信号的调控，不依赖光周期途径和赤霉素途径。自主途径调控基因有FCA、FLK、FPA、FY、LD等，这些基因都编码RNA结合蛋白，能间接抑制FLC基因的转录，从而促进成花。白天黑夜的相对长短，称为光周期。日照长度是最可靠的信号。植物通过感受昼夜长短变化而控制开花的现象称为光周期现象。光周期途径光周期的发现，使人们认识到光不但为植物光合作用提供能量，而且还作为环境信号调节着植物的发育过程，尤其是对成花诱导起着重要的作用。营养生长花熟状态光周期诱导温度开花临界夜长临界夜长：昼夜周期中诱导LDP开花最长暗期长度或诱导SDP开花的最短暗期长度利用暗期实验证明：暗期长度比光期更重要暗期间断，R、FR对开花的可逆控制光敏色素参与临界日长临界日长：指在昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照长度或诱导长日植物开花所需的最短日照长度。1.日中性植物；2.相对长日植物；3.绝对长日植物；4.绝对短日植物；5.相对短日植物不同植物开花时所需的临界日长不同，但这并不意味着植物一生中所必需的日照长度，而只是在发育的某一时期经一定数量的光周期诱导后才能开花。光敏色素感受红光和远红外光,感受昼夜长短和光的强弱，产生昼夜节律。昼夜变化使的一些上游基因自身的表达量发生变化，并将该信号传导至叶片中，最终激活植物体内基因的表达，从而促进成花。春化途径春化现象—植物开花需要一定时期低温的现象春化作用—低温促进植物开花的作用春化植物类型：对低温要求不同*冬性一年生植物：大多是量的要求，冬小麦、冬黑麦头一年秋季萌发，营养体过冬，第二年夏初开花。*二年生植物：许多为质的要求，如芹菜、胡萝卜、萝卜、葱蒜、白菜、荠菜、百合、鸢尾、郁金香、甜菜、天仙子。*多年生植物：牧草春化作用机理有人提出低温后植物体产生了春化素，该物质可以经过嫁接传递，如低温处理的天仙子嫁接到未春化处理的天仙子上，可引起后者开花，但至今未能在植物中分离这种物质。通过对拟南芥开花过程的研究，发现许多基因都作用于FLC基因上，因此确定FLC是春化作用过程的关键基因之一。它通过抑制下游相关开花基因的表达抑制植物开花。低温处理使得拟南芥植株体内的FCL的转录和表达量降低，并维持在低水平状态，从而促进拟南芥开花。春化作用机理赤霉素途径所有已知的植物激素如赤霉素、生长素、细胞分裂素等，几乎对植物开花都有一定的作用，但最有影响的是赤霉素。有关GA信号传导突变体的研究表明，GA主要作为信号分子参与成花途径中基因表达的上调，当GA被受体接受后，通过自身的信号传导途径，促进SOCI基因表达，从而促进拟南芥开花。碳水化合物途径植物从营养生长向生殖生长转变的过程中，体内碳水化合物的分配具有十分重要的作用，不仅为植物成花过程提供所需能量，也作为一种信号物质直接参与此过程的调节。糖浓度是影响花芽分化的重要因素之一，并且可调控花的性别分化。有实验研究表明，在培养基中添加椰子汁后，兰花花芽的诱导率随着白糖浓度的提高而减小，其原因可能是所添加的椰子汁提高了培养基中的糖浓度，同时提高了培养基的渗透压，但此研究也证明了高比例的C/N是成花的一个重要因素。成花抑制途径大量研究表明，营养生长是植物营养发育促进或者生殖发育受到抑制的结果，也就是说当生殖生长受到抑制时，植物可能向营养生长转变。EMF是主要的开花抑制基因，它通过直接或者间接地抑制开花维持植物的营养生长，随着植物发育逐渐降低，当降低到一定程度时茎端分生组织开始分化为花序分生组织，然后成花。由于EMF直接或者间接地抑制开花程序，EMF基因对CO、FT、LFY等基因的抑制调节不依赖于这些开花基因相关应用1.调节营养生长和生殖生长提高经济产量以收获营养体为主的作物，通过控制光周期抑制开花→提高产量2.控制开花期花卉生产中，控制光周期→提前/推迟花期。3.杂交育种人工控制光周期→花期不遇的亲本同时开花→杂交育种。利用植物的光周期反应特性，进行南繁（北育），增加世代，缩短育种年限。通过光周期调控花期使蟹爪国庆节开花蟹爪，学名:Zygocactustruncates.仙人掌科，蟹爪属。别名：仙人花、蟹爪莲等。操作方法蟹爪是典型的短日照植物，在其催花过程中，不要将植株放在夜晚有人工光源的地方，否则额外的光照可能会对植株开花造成影响。欲使其在国庆节开花，可在7月底进行遮光，可在每天4～8点进行短日照处理，9月下旬茎节先端开始出现小花蕾。遮光至9月底，10月初花蕾逐渐开放。利用激素调控花期使牡丹在春节开花牡丹,学名：PaeoniasuffruticosaAndrL，别名：木芍药、富贵花。牡丹正常花期在5～6月，要使牡丹在春节开花，可用激素处理使其打破休眠如期开花。操作方法栽培中多用3年生以上的大株进行花期调控，当秋季植株落叶后，将茁壮的地栽牡丹从土中起坨上盆，上盆后几天内不要浇水，环境温度应保持在0～5℃之间，使其充分休眠。在春节前的第60天，将处于休眠状态的盆栽牡丹移入5～10℃的冷室内,利用500～1000ml/g的赤霉素涂抹牡丹花芽，能使花芽在5～7天内萌动。在栽培过程中，应该保证植株每天接受不少于4小时的日光直射，温度控制在15～25℃，以使其如期开花。谢谢观看！