§1春化作用§2光周期现象§3植物成花诱导的生理生(精)

§1春化作用§2光周期现象§3植物成花诱导的生理生花基础§4植物的花芽分化与性别表现§5受精生理春化作用的机理和应用光周期现象及农业上应用光周期诱导的概念和机理光敏素本章重点和难点§1春化作用一.发现二.植物通过春化的条件三.春化作用的机理四.春化作用的应用一.发现1918，加斯纳(Gassner),冬黑麦,在萌发期或苗期必须经历一个低温阶段才能开花，而春黑麦则不需要。1928年，李森科(Lysenko),萌动的冬小麦种子经低温处理后春播，→开花，→春化。低温诱导促使植物开花的作用称春化作用(vernalization)概念返回二.植物通过春化的条件1.低温1～2℃表9-1不同类型小麦通过春化需要的温度及天数类型春化温度范围(℃)春化天数(d)冬性0-335-45半冬性5-820-30春性10-125-152.水分、氧气和营养＜40％长日照诱导前体物→中间产物→最终产物(完成春化)低温低温高温去春化作用（解除春化）25~40℃在植物春化过程结束之前，如将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除的现象。分解概念返回三.春化作用的机理1.感受低温的时期种子吸胀萌动时苗期2.感受低温的部位分生组织能进行细胞分裂的部位①芹菜等:茎尖生长点温室,茎尖生长点→低温处理→春化；栽培在低温下，茎尖→25℃，不能通过春化②幼叶叶柄基部。实验证明3.春化效应的传递①不能传递。菊花，已春化——未春化(不能开花)嫁接②能够传递。天仙子,已春化——未春化(开花)嫁接天仙子——烟草或矮牵牛(开花)(开花)物质传递4.春化的生理生化基础①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。5.春化素、GA和其他生长物质与春化作用春化素：Melchers,Lang等，开花刺激物，嫁接传递→春化素(vernalin)不存在？GA:①可代替低温；低温处理后，GA增加。②冬小麦的GA＜春小麦，但经低温→能增高到春小麦的水平。③用GA生物合成抑制剂处理,抑制春化。∴GA与春化作用有关GA对胡萝卜开花的影响对照10μgGA/d处理4周低温处理6周但GA不是春化素①有些植物（紫罗兰）经低温处理后体内GA含量并不增加。②低温诱导——抽薹时就出现花芽，GA——茎伸长或抽薹，但不一定开花。③SDP，GA不能代替低温。玉米赤霉烯酮？返回1.人工春化处理闷麦法，0～5℃，40～50d，春天补种。2.调种引种北方品种→南方，不能满足低温要求，不开花结实。3.控制花期①低温处理促进花芽分化（石竹等）春播。②利用解除春化控制开花，贮藏的洋葱鳞茎，高温处理以解除春化，防止开花，增产。四.春化作用的应用返回§2光周期现象一.发现二.植物对光周期反应的类型三.光周期诱导四.光周期理论在农业生产上的应用在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期(photoperiod)。植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象(photoperiodism)一.发现加纳和阿拉德(GarnerandAllard)，1920，烟草变种夏季，株高达3～5m时仍不开花，冬季温室，＜lm就开花。夏季缩短日照长度——开花；冬季在温室内延长日照长度——不开花。∴短日照是这种烟草开花的关键条件。二.植物对光周期反应的类型1.长日植物(long-dayplant，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。每天光期长度(h)相对开花效应日中性植物临界日长临界日长短日植物(苍耳)长日植物(天仙子)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11.5～12.5hLDP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。不同品种不同，如烟草。植物临界日长（h）SDP苍耳15.5LDP菠菜13返回三.光周期诱导1.概念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(photoperiodicinduction)2.光周期刺激的感受部位——叶片怎样用实验证明？概念叶片LD,茎顶端SD，不开花全株LD不开花菊花(SDP)SD,开花叶片SD,茎顶端LD，开花LDSDSDSDLDLD3.光周期诱导的机理（1）光周期刺激的传导苍耳嫁接试验不适宜的光周期被诱导的叶片(2)暗期与光周期诱导——决定能否成花光暗24hSDPLDP营养生长营养生长营养生长营养生长营养生长营养生长开花开花开花开花开花开花暗期间断实验(3)光期与光周期诱导——影响成花数量大豆暗期长度为16h返回四.光周期理论在农业生产上的应用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.维持营养生长麻类:南种北引,留种地5.控制花期菊花SDP:遮光杜鹃LDP:人工延长光照返回§3植物成花诱导的生理生花基础一.光敏素与植物的成花诱导二.营养状况与植物的成化诱导一.光敏素与植物的成花诱导光敏素是一种对红光和远红光吸收有逆转效应，参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。红光和远红光对莴苣种子萌发的控制照光处理种子萌发率（%）R70R+FR6R+FR+R74R+FR+R+FR6R+FR+R+FR+R76R+FR+R+FR+R+FR7概念1.结构与性质浅蓝色的色素蛋白质一条长链多肽+四吡咯环的生色团开链的四吡咯生色团光敏素的结构(1)结构波长吸光率（2）理化性质2.光敏素在成花诱导中的作用SDP:要求低的Pfr／Pr比值。成花刺激物质形成,促进开花。LDP:要求高的Pfr／Pr比值，短暗期，甚至在连续光照下也能开花。暗期被红光间断，Pfr／Pr比值升高，抑制SDP成花，促进LDP成花。返回二.营养状况与植物的成化诱导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。返回§4植物的花芽分化与性别表现一.花芽分化二.性别表现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§5受精生理一.花粉的化学组成二.花粉和柱头的相互识别三.授粉受精后的生理生化变化四.影响受精的因素五.无融合生殖和单性结实一.花粉的化学组成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.维生素类车前草春白菊荷花牵牛花蜀葵豚草罂栗柱头花柱花粉管子房珠被受精作用卵细胞营养核雄配子体精细胞二.花粉和柱头的相互识别①花粉壁蛋白质(外壁糖蛋白)与柱头表面蛋白质亲和：花粉管→角质酶，溶解柱头角质层，花粉管生长，受精。不亲和：柱头→胼胝质，阻碍花粉管穿入柱头。②花粉色素和柱头特殊酶类有关。月见草，在柱头上30min后（实线：亲和，虚线：不亲和）连翘槲皮苷芸香苷自花、异株同型花——不亲和集体效应(群体效应)，即单位面积内，花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管生长越好。硼促进花粉萌发和花粉管的生长。花粉管的向化性运动：Ca2+(金鱼草)概念三.授粉受精后的生理生化变化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四.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（1）温度25～30℃（2）相对湿度70％～80％（3）其他:土壤水肥条件、通风、透光硼五.无融合生殖和单性结实1．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。2.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。