植物的成花生理和生殖生理用.ppt

第八章 植物的成花生理和生殖生理,第一节 春化作用,低温对成花的促进作用称春化作用。 把吸胀萌动的种子进行低温处理后春播,结果当年抽穗开花。把这一措施称之为“春化”。 后来“春化”一词扩展到除种子以外的其它生育期植物对低温的反应。,有春化作用的植物: 一年生冬性植物，冬小麦，大麦，油菜等农作物 大多数二年生植物胡萝卜、甜菜、芹菜、天仙子及一些多年生植物如石竹、桂竹香、牧草、黑麦草。 这些植物在通过春化以后还需在长日条件下才能开花。,1.1 春化作用的特征,1.1.1 春化的温度和时间 1.1.2 对低温的感受部位 1.1.3 感受低温的敏感期 1.1.4 脱春化,1.1.1 温度、时间 -4-12。最有效的春化温度是12。 时间因植物种和品种不同（表8-2）而异。在可以通过春化的温度下，温度越低，所需时间越短。 就植物而言，通过春化作用所需温度越低的植物，春化作用所需时间越长。,1.1.2 部位,植株感受低温的主要部位是茎尖生长锥。 早期芹菜试验： 植株常温-茎顶端低温-开花。 植株低温-茎顶端常温-不开花 新的资料表明： 凡是细胞分裂的组织都能通过春化。,1.1.3 时期,干燥的种子不能通过春化。 冬小麦、冬黑麦吸胀萌动的种子即可感受低温完成春化-种子春化。 而有些植物,萌动种子不能进行春化,只有当绿色植株长到一定大小后,才能通过春化-绿体春化,如甘兰、月见草等。 一般,春化以后还要在较高温度和长日照条件下才能开花。由此可见,春化对花芽分化起了诱导作用,1.1.4 脱春化,在春化过程完成之前将植物移到较高温度下,低温的效果被消除,这一现象被称为脱春化或解除春化。 脱春化的温度一般是2540。,1.2 机制,1.2.1 代谢诱导假说 1.2.2 春化素假说 1.2.3 与春化作用有关的基因,2.2.1 代谢诱导假说 春化作用只作用于分生组织本身，效果只能通过细胞分裂传递，不能从一个部位转移到另一个部位。,春化效果在不同枝条和砧木接穗间的不可传导性,1.2.2 春化素假说,春化后形成春化素，它可转移，并促进开花。,春化效果在不同枝条和砧木接穗间的可传导性,1.2.3 春化作用在生产上的应用,1) 春化（脱春化）处理：冬小麦春播，当归、洋葱等脱春化。 2) 适期播种：注意不同春化类别和特性。 3) 合理引种：能否满足低温条件。,第三节 光周期现象 Section 3 Photoperiodism,通常，需要低温诱导花芽分化的植物，在经过春化作用（低温诱导）后，还需要一定时间的长日照，才能完成花芽分化； 还有一些植物花芽分化不需要低温，但需要短日照诱导才能进行花芽分化。,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（Flowering in response to relative length of day and night）。 白天黑夜的相对长短，称为光周期（photoperiod）,一、植物光周期反应的类型 Types of photoperiod response,不同植物开花对光周期的要求不同，也就是反应不同，根据植物对光周期的反应不同，可将植物分为三大类。 1. 短日植物（SDP，Short-day plant） 这种植物在日照长度短于某一定临界值时才能够开花，对于这种植物适当缩短光照，延长黒暗，可提早开花。 在临界日长内，延长光照，就延迟开花，如果光照时数大于临界日长，就不进行花芽分化，不开花。 短日照植物有大豆、紫苏、晚稻、苍耳、菊、烟草、一品红、落地生根等。,2. 长日植物（LDP，Long-day plant） 这种植物在日照长度大于某一临界值时才能开花。在临界日长以上，延长日照，缩短黑暗，可提早开花。 如果日照长度短于临界日长，就不进行花芽分化，不开花。 长日植物包括，小麦、菠菜、萝卜、甜菜、豌豆、油菜、天仙子等。,3. 日中性植物（DNP，day-neutral plant） 这植物开花对日照长度没有特殊的要求，在任何日照长度下均能开花，因此可四季种植，这种植物开花受自身发育状态的控制。 日中性植物包括蕃茄、四季豆、菜豆等。,二、植物感受光周期的时期和部位 Stages and organs perceiving photoperiod,1. 光周期诱导的感受部位 植物感受光周期诱导的部位是叶片。 1936年，柴拉轩首次进行了这方面的试验，菊是短日植物，在长日照条件下不开花，柴拉轩将菊的顶端用长日照处理，叶片做短日照处理，菊开花。反过来将顶端用短日照处理，叶片用长日处理，菊不开花。由此证明，菊感受短日照诱导的部位是叶片。 后来Hamner和Bonner用短日苍耳所做的试验，也表明叶片是感受日照的部位，将生长在长日照下的苍耳的一片叶用短日处理，就可诱导产生花原基，将苍耳全部叶片打去，只留一片叶，也可进行光周期诱导，如果将全部叶片打去，就不能感受短日照。,2. 光周期诱导的时期 叶片感受光周期诱导的能力与叶龄和叶的发育阶段有关. 叶龄指叶片形成顺序，例如,第四片，叶龄为四，只有一定叶龄的叶片才能感受光周期诱导，也就是植株要具有一定的生理年龄，如苍耳在叶龄为四或五时，才能感受日照。 从叶的发育阶段看，刚刚充分展开的叶片对光周期诱导最敏感，幼叶和老叶的敏感性降低。,三、光周期诱导的生理机制 Physiological mechanism of photoperiodic induction,1. 光周期剌激的传递 植物感受光周期的剌激的部位是叶片，而对光周期进行反应的部位是生长点，由于光周期的感受部位与反应部位存在距离，在两个部位之间必然存在着某种物质信号传递，稼接试验也表明存在着这种传递。,柴拉轩将五株苍耳串连稼接，将其中一端植株的一片叶进行短日照处理，其它叶片都处于长日照下，但所有5株都能开花。 将短日植物高凉菜和长日植物八宝稼接在一起，不管在长日照下，还是短日照下，两种植物都能开花。 这表明叶片在感受光周期剌激后，产生开花剌激物，而且长日植物和短日植物所产生的开花剌激物质相同。人们把它称为开花素。,2. 光周期剌激促进开花抑制物质的分解 有些植物，如果一片叶处于合适的光周期下，而其它叶片处于不适合的光周期下，植株不开花。这有两种解释，一是一片叶产生的开花素不足，不能诱导花芽分化；另一种解释是其它叶片产生开花抑制物质，抑制花芽分化； 将长日烟草和日中性烟草稼接起来，在长日照下，两种烟草都开花，在短日照下，两种烟草不开花。这说明在短日照下，长日烟草产生开花抑制物质，抑制日中性烟草开花。,四、植物激素与光周期诱导 Phytohormones in relation to photoperiodic induction,赤霉素处理可代替长日照诱导许多长日植物开花，但对短日植物无效（除极个别短日植物）。但人仍然认为它可能是开花剌激物之一。 脱落酸促进短日植物开花。,1. 指导引种 在生产上经常需要从外地引进优良品种，但在引种时应注意三个问题： （1）了解所引品种的光周期反应特性，是长日、短日植物，还是日中性； （2）了解原产地和引种地的光周期差异； （3）明确引种的目的，是为了收获生殖器官，还是为了收获营养器官。,五、光周期现象在农业上的应用 Application of photoperiodic induction,如果以收获生殖器官为主，在不同纬度地区引种时应遵循以下原则： （1）对于短日照植物 北种南引，应引晩熟品种（临界日长短）；否则，营养生长期短，开花提前，产量降低。 南种北引，应引早熟品种（临界日长长），否则，开花延迟，甚至不开花，在生长季内（温度适合生长的季节）完不成生殖生长。 （2）对于长日植物 北种南引，应引早熟品种，（临界日长短）否则在南方营养生长期延长，开花延迟，甚至不开花，由于遇不到合适的长日照； 南种北引，应引晚熟品种，否则在北方营养生长期过短，提早开花，（临界日长长）产量降低。,2. 控制开花期 控制开花期有两方面的应用 （1）在育种方面，调节开花期，解决花期不遇问题，在杂交育种时特别是不同光周期反应（地理远缘）特性的品种之间杂交，经常遇到花期不遇问题，这可通过改变日照长短来调节。 （2）控制花卉开花时间：在花卉生产中，利用控制日照长度来调节开花期；如菊是短日植物，一般在秋季开花，如果人工短日照处理，10天内就可引起花芽分化；用延长光照的方法，也可延迟菊开花，在15小时暗期（黑暗）条件下，在黑暗开始后的6