竞赛课件植物生理系列之第九章植物成花原理

1、 GA对胡萝对胡萝 卜开花的卜开花的 影响影响 对照对照 10 g GA/d 处理处理4周周 低温处低温处 理理6周周 l 在一些植物中，花诱导和花形成两 个过程很明显的分开，要求不同日长， 是双重日长类型。如： 植物植物 临界日长临界日长 （h） SDP苍耳苍耳 15.5 LDP菠菜菠菜 13 l蒸汽或麻醉剂处理叶柄或茎，可以阻止 开花刺激物的运输 l证明：运输途径是韧皮部 暗期间断实验暗期间断实验 l用不同波长的光来间断暗期的实验表明： l无论是抑制短日植物开花，还是诱导长日 植物开花，都是红光最有效，远红光可以 抵消这种效果。 l蓝光效果很差 l光敏色素参与 照光处理照光处理 种子萌发率

2、（种子萌发率（%） R 70 R+FR 6 R+FR+R 74 R+FR+R+FR6 R+FR+R+FR+R76 R+FR+R+FR+R+FR 7 l花粉和柱头的生活力 不同植物花粉的生活力存在很大差异。 禾谷类作物花粉的生活力较短：如水稻花药开裂后，花粉的生 活力在5min后即下降50%以上，小麦花粉在花药开裂5h后结实率 下降到6.4%，玉米花粉的生活力较前二者长，但也只能维持1 2d。 果树花粉的生活力较长：如苹果、梨可维持70210d，向日葵 花粉的生活力可保持一年。 植物的花粉一般较小，贮藏的营养物质有限，而花粉的呼吸作 用又比较强烈，花粉生活力的降低就是由于高强度的呼吸导致花 粉的

3、养分消耗过度所致。 花粉中内含物的数量和组分与花粉育性密切相关。 可育花粉，其内含物中淀粉、蔗糖特别是脯氨酸的含量较高。 而遇碘不变蓝色的，则为未发育花粉，蔗糖的缺乏可引起花粉 退化，而不育花粉中脯氨酸往往缺乏或含量很少。 柱头的生活力一般能维持一周左右。 l 花粉的生活力还受到环境条件的影响，一般干燥、低温、空气中 CO2浓度增加和氧气减少的情况下，有利于保持花粉的活力。 1.湿度 在相对比较干燥的环境下，花粉代谢强度减弱、呼吸 作用降低，有利于花粉较长时间保持活力。 对大多数花粉来说，20%50%相对湿度，对花粉贮藏比较适合。 2.温度 贮藏花粉的最适温度为15。 适当低温延长花粉寿命，主

4、要是降低花粉的代谢强度，减少贮 藏物质的消耗。 如小麦花粉在20时，只能存活15min左右，在0下可存活 48h；玉米花粉在20时，只能存活25h，在5时，可存活56h， 在2时则可存活120h。某些果树的花粉在贮藏时则要求更低的 温度，如苹果花粉在-15下贮藏9个月，仍有95%的萌发率。 3.CO2和O2的相对浓度 增加贮藏容器中CO2的含量，可延长花 粉寿命。 4.光线 一般以遮荫或在暗处贮藏较好。 l 1 花粉的萌发和生长 花粉的萌发：从雌蕊柱头上吸水萌发。 过于干旱，花粉吸水困难，难以萌发；过于 湿度，花粉过度吸水而胀裂，都不利于花粉的 萌发。此外，温度过低或较高，也影响花粉萌 发。（

5、低温影响花药开裂，高温引起柱头干枯、 花粉失活） 花粉的萌发和花粉管的生长，表现出群体效 应（population effect），即单位面积内， 花粉的数量越多，花粉管的萌发和生长越好 l 花粉落在柱头上能否顺利萌发，受环境条件的影响很大。但 花粉萌发后，能否最终完成受精过程，还受到花粉和柱头之间 “亲和性”的影响。自然界中有许多植物都表现出自交不亲和性， 而在远缘杂交中出现不亲和的现象更是非常普遍。从进化角度来 看，自交不亲和性是植物丰富变异以增强对环境适应能力的基础， 而杂交不亲和性则是植物在繁衍过程中保持物种相对稳定的基础。 花粉的识别物质：外壁蛋白中的糖蛋白； 柱头的识别感受器：柱头

6、表面的亲水性蛋白质薄膜。 如果双方是亲和的，花粉管尖端产生能溶解柱头薄膜下角质 层的酶（角质酶, cutinase），使花粉管穿过柱头而生长，直至 受精。 如果是不亲和的，柱头的乳突细胞立即产生胼胝质 （callose），阻碍花粉管穿入柱头，且花粉管尖端也被胼胝质 封闭，花粉管无法继续生长，使受精失败。 l 在育种实践中，常常要克服花粉与雌蕊组织之间的不亲和性， 从而达到远缘杂交的目的。采用的措施如下： 1.花粉蒙导法 即在授不亲和花粉的同时，混入一些杀死的但 保持识别蛋白的亲和花粉，从而蒙骗柱头，达到受精的目的。 2.蕾期授粉法 即在雌蕊组织尚未成熟、不亲和因子尚未定型 的情况下授粉，以克服

7、不亲和性。 3.物理化学处理法 采用变温、辐射、激素或抑制剂处理雌蕊 组织，以打破不亲和性。或者用电刺激柱头(90V100V)、CO2处 理雌蕊(3.6%5.9%CO2、5h)以及盐水处理雌蕊(5%8%NaCl)等， 都可克服自交不亲和性。 4.离体培养 利用胚珠、子房等的离体培养，进行试管受精， 可克服原来自交不亲和植物及种间或属间杂交的不亲和性。 5.细胞杂交、原生质体融合或转基因技术 以克服种间、属间 杂交的不亲和性，达到远缘杂交的目的。 l 呼吸速率明显增加（比未传粉时增加0.51倍）； 吸收水分和无机盐的能力增强； 糖类和蛋白质代谢加快； 生长素含量剧烈增加（从而使更多的有机物被“吸

8、 引”到雌蕊组织中，子房便迅速生长发育成果实）。 受精后子房中生长素含量剧增是引起子房代谢剧烈 变化的原因之一。生产中用生长素类处理未受精的雌 蕊，可得到无籽果实。 自然界中，香蕉、柑桔和葡萄等一些品种存在单性 结实现象，就是由于其未受精的子房中含有高浓度的 生长素所致。 1. 壁物质壁物质 外壁外壁: 纤维素纤维素, 孢粉素孢粉素; 内壁内壁: 纤维素纤维素, 果胶果胶 蛋白质蛋白质(糖蛋白、酶、应变素等糖蛋白、酶、应变素等) 2. 水分水分 1530 3. 蛋白质和氨基酸蛋白质和氨基酸 80多种酶，游离多种酶，游离Pro多多 4. 碳水化合物和脂肪碳水化合物和脂肪 5. 植物激素植物激素

9、IAA, GA, CTK, ETH 6. 色素色素 花色素苷、类胡萝卜素花色素苷、类胡萝卜素 7. 矿质元素矿质元素 8. 维生素类维生素类 车前草车前草 春白菊春白菊 荷花荷花 牵牛花牵牛花 蜀葵蜀葵 豚草豚草 罂栗罂栗 柱头柱头 花柱花柱 花粉花粉 管管 子房子房 珠被珠被 受精作用受精作用 卵细胞卵细胞 营养核营养核 雄配子体雄配子体 精细胞精细胞 花粉壁蛋白质花粉壁蛋白质(外壁糖蛋白外壁糖蛋白)与柱头表面与柱头表面 蛋白质蛋白质 亲和亲和：花粉管：花粉管角质酶，溶解柱头角质层，角质酶，溶解柱头角质层， 花粉管生长，受精。花粉管生长，受精。 不亲和不亲和：柱头：柱头胼胝质，阻碍花粉管穿入

10、胼胝质，阻碍花粉管穿入 柱头。柱头。 花粉色素和柱头特殊酶类有关。花粉色素和柱头特殊酶类有关。 月见草，在柱头上月见草，在柱头上30min后后 （实线：亲和，虚线：不亲和）（实线：亲和，虚线：不亲和） 连翘连翘 槲皮苷槲皮苷 芸香苷芸香苷 自花、异株同型花自花、异株同型花不亲和不亲和 v集体效应集体效应(群体效应群体效应)，即单位面积内，即单位面积内， 花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管生花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管生 长越好。长越好。 v硼硼促进花粉萌发和花粉管的生长。促进花粉萌发和花粉管的生长。 v花粉管的向化性运动花粉管的向化性运动 ：Ca2+ (金鱼草金鱼草) 概念概念 1. 花粉的活力花粉的活力 寿命寿命 水稻：水稻：5l0 min，梨、，梨、 苹果苹果70210d。干燥、低温、低氧有利于贮存。干燥、低温、低氧有利于贮存。 2. 柱头的活力柱头的活力 开花当天最强，以后逐渐下降。开花当天最强，以后逐渐下降。 3. 环境条件环境条件 （1）温度）温度 2530 （2）相对湿度）相对湿度 7080 （3）其他）其他: 土壤水肥条件、通风、透光土壤水肥条件、通风、透光 硼硼 1无