植物适应固着生长方式的一些特殊发育现.ppt

13 植物适应固着生长方式的 -一些特殊发育现象,几个方面： 光对生活周期完成的调控 植物激素对发育的影响 分枝与营养繁殖以及种子的形成。,13.1 光对生活周期完成的调控,1、光形态建成和光周期现象 黄化现象： 多数植物在黑暗中生长时呈现黄色和其他变态特征的现象。植物在暗中不能合成叶绿素，显现出类胡萝卜素的黄色；节间伸长很快；叶片不能充分展开和生长；根系、维管束和机械组织不发达。,图9-1 白芥幼苗在光下和黑暗中生长情况,2.植物的向光性,一、有关概念 1.光周期:在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。 2.光周期现象:植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象。,3. 植物对光周期反应的类型,1. 长日植物: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：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: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),长日植物,短日植物,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11.512.5h,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,植物开花临界日长不同。,2. 植物中的光受体,生物对光的反应常常有专一的色素参与对光的吸收。 目前有两大类光受体及其基因： 1.光敏色素 2.隐花色素,1.光敏色素,光敏色素: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。 1、光敏素的两种类型 （1）红光吸收型pr：最大吸收峰为波长660nm； （2）远红光吸收型pfr：最大吸收峰为波长730nm 2. 编码光敏素的基因 拟南芥为例 PHYA PHYB PHYC PHYD PHYE,波长,吸光率,2、pr与pfr的相互转化,二、光敏色素基因和分子多型性,光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布，有不同的生理功能。 光敏色素蛋白质有不同的功能区域，N末端是与生色团连接的区域，与光敏色素的光化学特性有关。C末端与信号转导有关，两个蛋白质单体的相互连接也发生在C 端。,隐花色素,是指能够感受蓝光和近紫外光区域的光的一种受体。 拟南芥菜中有两个cryptochrome基因：CRY1和CRY2, 隐花色素的结构和特性 CRY1和CRY2的含一个FAD辅基和一个蝶呤（甲叉亚甲基四氢叶酸）色素中心 CRY1和CRY2与细菌DNA光解酶基因（DNA photolyase gene）具有强同源性（氨基酸序列），但无DNA光解酶活性 （Crytochrome和DNA photolyase的相同之处：氨基酸序列同 源、色素中心相同、活性发挥需要光。）,3. 光形态建成中的信号转导系统,主要来自两个方面： 1、对拟南芥光形态建成突变体的研究 2、分离与光敏色素直接作用的蛋白及其基因。,光敏色素直接相关的基因,SPA1：是一种核蛋白，含有WD重复序列、螺旋区域和蛋白激酶的功能区，是PHYA的负调控因子。 PIF3：一种碱性蛋白，光敏色素的正调控因子。,13.2 植株发育单元内与发育单元间的协调,1.发育单元之内与之间的协调问题：植物激素 2.植物激素在植株生长发育中的作用。 五类激素：生长素，赤霉素，细胞分裂素，脱落酸和乙烯。 油菜素内酯，对细胞的分裂和生长具有促进作用。 茉莉酸：防卫反应中作为信号载体。,植物激素的其他作用,13.3 分枝与营养繁殖,1、分枝对植物发育单元的部分重复及植物细胞分化的位置特征。 在一株植物的形态建成中，并不是所有的分枝都会形成所有的侧生器官类型。 实验发现较低部位的茎外植体所形成的再生芽会出现较多的叶片然后形成花器官，而较高部位的茎外植体则可能直接形成花器官而不形成花器官。,2.植物的营养繁殖及其细胞组织培养特征,是指由植物体的根、茎、叶等营养器官或某种特殊组织产生新植株的生殖方式。这种生殖方式不涉及性细胞的融合，所以是无融合生殖的一种方式，属于广义的无性生殖范畴。 植物的全能性。 植物组织培养。 转基因植物。,13.4 物种的传播,1.物种传播载体从单细胞到种子的演化 藻类植物的物种传播 苔藓，蕨类植物的传播 裸子植物，被子植物的传播,几个环节,第一：胚珠的分化 第二：种子程序的形成 第三：种子程序运行过程中相关结构之间的协调。,2.种子程序及其对种子形成过程的调控,目前证据表明：其程序开始是以幼胚或胚乳中贮存营养物质，脱水、休眠以保持幼胚的活力和贮藏物质的有效性的过程。,所谓种子形成过程的核心是适应胚胎暂停生长发育而出现的物质代谢水平上的变化及相应的保护机制。 LEC基因是启动种子形成程序的最早因子之一。,种子程序调控机制方面的内容概括,1、在种子中特异表达的基因在DNA序列上有一些共同的特点。 2.ABA对许多种子特异表达基因具有调控作用，同时对幼胚的发育起抑制作用。 3.以玉米VP和拟南芥ABI两个基因为代表的一些转录因子对种子的形成有广泛的影响。 4.LEC基因对种子的形成程序起着关键作用。,目前将种子的萌发包括在种子形成程序内。 主要依据为：1.种子形成过程实际上中断了幼胚的正常发育，而种子萌发是幼胚发育过程的恢复。 2