《植物的生殖生理U》ppt课件

1、第十一章植物的第十一章植物的 生殖生理生殖生理 主要内容： 植物幼年期的生理特征(了解) 春化作用重点 光周期重点 花器官构成及其生理难点 受精生理重点 v营养生长营养生长生殖生长生殖生长 v外因外因:与季节有关温度高低和日照长短与季节有关温度高低和日照长短 v内因内因:有一定营养体，才干开花。即植物生长到达有一定营养体，才干开花。即植物生长到达 的花熟形状。的花熟形状。 v花熟形状：是指植物具有的能感受环境条件而诱导花熟形状：是指植物具有的能感受环境条件而诱导 开花的生理形状被称为花熟形状。开花的生理形状被称为花熟形状。 v花熟形状是植物从营养生长转入生殖生长的标志。花熟形状是植物从营养生长

2、转入生殖生长的标志。 v幼年期：植物到达花熟形状之前的营养生长时期称幼年期：植物到达花熟形状之前的营养生长时期称 为幼年期。为幼年期。 v控制植物开花的三个重要要素是幼年期、温度和光控制植物开花的三个重要要素是幼年期、温度和光 周期。周期。 第一节第一节 幼年期幼年期juvenility v 幼年期是植物早期生长的阶段。在此期 间，任何处置都不能诱导开花。 v1.许多植物必需到达一定年龄或经过一 定时期的生长后，才干开花，完成幼年 期后即转入成熟开花期，在适宜环境中 诱导开花。 v2.幼年期时间长短因植物种类而异。 v 木本植物长于草本植物 。例如:银杏 v3.有的植物根本没有幼年期。例如：花

3、 生种子中已具备花原基。 v幼年期有什么特征？ 一、幼年期的特征一、幼年期的特征 v1. 形状特征形状特征P244 v2、生理特征、生理特征 va.幼年期生长快，呼吸强，核酸代谢和蛋幼年期生长快，呼吸强，核酸代谢和蛋 白质合成都快白质合成都快, 茎的切段易发根。茎的切段易发根。 vb.幼年期转变为成年期，植株不同部位的幼年期转变为成年期，植株不同部位的 成熟度不一样。成熟度不一样。 vc.植株一旦成熟非常稳定，只需经过有性植株一旦成熟非常稳定，只需经过有性 生殖，才干重新进入幼年期。生殖，才干重新进入幼年期。 3、成熟顺序、成熟顺序 二、提早成熟二、提早成熟 v植株处于幼年期不能开花，所以要设

4、法加速生长，迅速经植株处于幼年期不能开花，所以要设法加速生长，迅速经 过幼年期，或者设法减慢生长以提早开花。例如：过幼年期，或者设法减慢生长以提早开花。例如： v长日加速生长缩短幼年期。长日加速生长缩短幼年期。 v树的大小决议幼年期长短。树的大小决议幼年期长短。 v减慢生长可缩短幼年期。减慢生长可缩短幼年期。 v赤霉素在幼年期转变为成年期中起作用，外加赤霉素在幼年期转变为成年期中起作用，外加GA可延伸幼可延伸幼 年期。年期。 v接近地面的根对维持幼年期很重要。接近地面的根对维持幼年期很重要。 第二节第二节 春化作用春化作用 v 一、春化作用的条件 v春化作用vernalization：低温诱导

5、促使植物开花的作用， 称为春化作用。 v 春化作用的条件 v1、温度：低温是春化作用的主要条件。最有效温度是0 10之间，适宜温度17。 v例如：由此将小麦分为冬性、半冬性和春性。冬性愈强， 所需求的春化温度愈低，需求春化天数愈长。详见下表 v资料：资料： 不同类型小麦经过春化需求的温度及天数不同类型小麦经过春化需求的温度及天数 v类型类型 春化温度范围春化温度范围 春化天数春化天数D v冬性冬性 03 4045 v半冬性半冬性 36 1015 v春性春性 815 58 v去春化作用去春化作用devernalization 一些长一些长 日植物的春化作用可被高温约日植物的春化作用可被高温约30

6、或或 短日处置而消逝，这种由另一条件消除春短日处置而消逝，这种由另一条件消除春 化的景象，称为去春化作用。化的景象，称为去春化作用。 v 例如例如:洋葱栽培。洋葱栽培。 v再春化作用再春化作用解除春化之后，再进展的解除春化之后，再进展的 春化作用称再春化作用。春化作用称再春化作用。 v 此外还有其它条件此外还有其它条件 v2、适宜的水分：小麦种子春化临界含水量、适宜的水分：小麦种子春化临界含水量 为：为：40，40不行。不行。 v3、氧气：充足的氧气利于某些酶的活性提、氧气：充足的氧气利于某些酶的活性提 高，呼吸加强，缺氧也有解除春化作用效果。高，呼吸加强，缺氧也有解除春化作用效果。 v4、有

7、糖参与：必需供应充足的营养。、有糖参与：必需供应充足的营养。 v 例如：去胚乳小麦例如：去胚乳小麦用蔗糖为培育基用蔗糖为培育基 春化；春化； v 去胚乳小麦去胚乳小麦缺蔗糖不能春化。缺蔗糖不能春化。 二、春化作用的时期、部位和刺激传导二、春化作用的时期、部位和刺激传导 v1.春化作用的时期： v1多数植物可在种子萌生或在植株生长 的任何时期中进展； v2少数植物只需在绿色幼苗长到一定大 小，才干经过春化。 2.春化作用的感受部位春化作用的感受部位 v部位：分生组织和某些能进展细胞分裂的部部位：分生组织和某些能进展细胞分裂的部 位。位。 v1绿体春化绿体春化茎尖生长点。茎尖生长点。 v芹菜实验：

8、芹菜实验： v全株温室全株温室不开花；不开花； v全株低温全株低温开花；开花； v暖茎尖、冷叶暖茎尖、冷叶不开花；不开花； v冷茎尖、暖叶冷茎尖、暖叶开花。开花。 v2种子幼胚。 v3叶柄基部：椴树叶低温处置 组培开花，切除叶柄基部0.5cm， 再生株不成花。 3、春化效应的传送、春化效应的传送 春化部位和时间不一至。 推论：春化后产生一种能传送春化效果的 物质称之春化素(vernalin) 嫁接实验1：春化天仙子与未春化天仙子嫁接 -未春化天仙子开花； 嫁接实验2：春化的天仙子嫁接到烟草或矮牵 牛植株上-烟草或矮牵牛植株开花。 实验证明；春化素存在，并且可在植株传导。 三、春化作用的生理生化

9、变化了解三、春化作用的生理生化变化了解 v春化作用过程与体内代谢关系：春化作用过程与体内代谢关系： v前期：糖类代谢和能量代谢旺盛前期：糖类代谢和能量代谢旺盛 v中期：核酸代谢中期：核酸代谢 v中后期：蛋白质起自动作用时期中后期：蛋白质起自动作用时期 v详细表现：详细表现： v1.春化处置的小麦种子呼吸速率升高；春化处置的小麦种子呼吸速率升高； v2. 核酸特别是核酸特别是RNA在体内含量添加，代谢加速，而且在体内含量添加，代谢加速，而且RNA性质也有所变性质也有所变 化；化； v3.低温处置的冬小麦种子中可溶性蛋白及游离氨基酸含量添加，其中脯氨酸添低温处置的冬小麦种子中可溶性蛋白及游离氨基酸

10、含量添加，其中脯氨酸添 加较多；加较多； v4.春化处置作物体内赤霉素含量添加。春化处置作物体内赤霉素含量添加。 四春化作用在农业消费上的运用四春化作用在农业消费上的运用 v一、人工春化处置：农业消费上对萌动的种子进展一、人工春化处置：农业消费上对萌动的种子进展 人为的低温处置，使之完成春化作用的措施称为春化处人为的低温处置，使之完成春化作用的措施称为春化处 置。置。 v1、春天补种冬小麦：、春天补种冬小麦：“闷麦法、闷麦法、“七九小麦法；七九小麦法； v2、加速育种：利用春化处置，可加速冬性作物的育种；、加速育种：利用春化处置，可加速冬性作物的育种； v3、调理播种期：为防止倒春寒对春小麦的

11、低温损伤，对、调理播种期：为防止倒春寒对春小麦的低温损伤，对 种子春化处置，适当晚播，缩短生育期；种子春化处置，适当晚播，缩短生育期； v4、控制花期：原秋播的一、二年生草本花卉人工春化处、控制花期：原秋播的一、二年生草本花卉人工春化处 置春播，当年开化；解除春化控制一些植物开花。如：置春播，当年开化；解除春化控制一些植物开花。如： 洋葱、当归。洋葱、当归。 v二、调种引种：二、调种引种： v 不同纬度温度有明显差别，在南北方之间不同纬度温度有明显差别，在南北方之间 引种，必需了解种类对温度的要求。引种，必需了解种类对温度的要求。 第三节光周期第三节光周期 v1.光周期photoperiod：

12、 在一天之中，白天和 黑夜的相对长度，称为光周期。 v对多数植物来说，特别是一年生和二年生植物， 当同一种植物生长在特定的纬度的时候，每年都 大约在一样的日子开花。 v2.光周期景象photoperiodism植物对于白天和 黑夜的相对长度的反响，称为光周期景象。 v资料：光周期的发现：资料：光周期的发现： v美国的加纳尔美国的加纳尔Garner和阿拉德和阿拉德allard发发 现现: v佛罗里达烟草变种：佛罗里达烟草变种： v在佛罗里达在佛罗里达N：25度夏季正常开花；度夏季正常开花； v在华盛顿在华盛顿N：45度夏季旺盛生长，不开花，度夏季旺盛生长，不开花， 在华盛顿冬季温室内的烟草却开了

13、花；在华盛顿冬季温室内的烟草却开了花； v在华盛顿夏季人为缩短日照，烟草也能开花；在华盛顿夏季人为缩短日照，烟草也能开花； v在华盛顿冬季温室内人工延伸日照，烟草坚持营在华盛顿冬季温室内人工延伸日照，烟草坚持营 养形状，不开花；养形状，不开花； v这个景象促使了光周期景象的发现，提出了烟草这个景象促使了光周期景象的发现，提出了烟草 的花诱导决议于日照长度的实际。的花诱导决议于日照长度的实际。 一、光周期反响类型一、光周期反响类型 v长日植物长日植物long-day plant:指在指在24小时小时 昼夜周期中，日照长度长于一定时数临界昼夜周期中，日照长度长于一定时数临界 日长才干成花的植物。例

14、如：小麦、大麦、日长才干成花的植物。例如：小麦、大麦、 黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜等。黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜等。 v短日植物短日植物short-day plant:指在指在24小时小时 昼夜周期中，日照长度短于一定时数临界昼夜周期中，日照长度短于一定时数临界 日长才干成花的植物。例如：水稻、烟草日长才干成花的植物。例如：水稻、烟草 等。等。 v日中性植物日中性植物intermediate-day plant:成成 花对日照长度不敏感，只需其它条件满足，花对日照长度不敏感，只需其它条件满足， 在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄 瓜、茄子、番茄、菜

15、豆等。瓜、茄子、番茄、菜豆等。 其他类型了解其他类型了解 v长短日植物长短日植物LSDP：经短日照完成花诱导后，再：经短日照完成花诱导后，再 在长日照条件下构成花器官的植物；在长日照条件下构成花器官的植物； v短长日植物短长日植物SLDP：经长日照完成花诱导后，再：经长日照完成花诱导后，再 在短日照条件下构成花器官的植物。在短日照条件下构成花器官的植物。 v中日照植物中日照植物只在中等日照下才开花，如甘蔗要求只在中等日照下才开花，如甘蔗要求 昼夜长度近相等。昼夜长度近相等。 v两端极日照植物两端极日照植物与中日照植物相反，只在较与中日照植物相反，只在较 长或较短日照下才开花。长或较短日照下才开

16、花。 v植物开花终究决议于日长或夜长？ v不同纬度地球外表一年中光周期的变化有 什么规律？ v春化作用与光周期有什么关系？ 二、临界日长二、临界日长 v1.临界日长临界日长critical daylenth：指诱导短日植物开花：指诱导短日植物开花 所需的最长日照时数，或诱导长日植物开花所需的最短所需的最长日照时数，或诱导长日植物开花所需的最短 日照时数。日照时数。 v不同植物临界日长不一。不同植物临界日长不一。 v2.临界暗期临界暗期 v植物开花是决议于日长还是夜长？植物开花是决议于日长还是夜长？ v大豆实验：大豆实验： v日长分别在：日长分别在：16-4h；暗期分别在：；暗期分别在：4-20

17、h v结果：暗期在结果：暗期在10h以下无花芽分化；暗期以下无花芽分化；暗期 长于长于10h构成花芽；暗期构成花芽；暗期13-14h花芽最多。花芽最多。 v实验结果证明：暗期比光期更重要。实验结果证明：暗期比光期更重要。 v临界暗期临界暗期critical dark period：在昼：在昼 夜周期中短日植物可以开花所必需的最短夜周期中短日植物可以开花所必需的最短 暗期长度，或长日植物可以开花所必需的暗期长度，或长日植物可以开花所必需的 最长暗期长度。最长暗期长度。 v短日植物实践是长黑夜植物短日植物实践是长黑夜植物 v长日植物实践是短黑夜植物长日植物实践是短黑夜植物 3、光周期与纬度的关系、

18、光周期与纬度的关系 v低纬的南方：四季日照差别不大，日长较低纬的南方：四季日照差别不大，日长较 北方植物生长季节要短，多属短日植物。北方植物生长季节要短，多属短日植物。 v中纬：如济南中纬：如济南36度度40分左右分左右 v春分夏至，至日照逐渐加长，适宜春分夏至，至日照逐渐加长，适宜LDP生生 长；长； v夏至秋分，日照逐渐缩短，适宜夏至秋分，日照逐渐缩短，适宜SDP生长，生长， 因此分布不同类型的长短日植物。因此分布不同类型的长短日植物。 v高纬的北方如哈尔滨高纬的北方如哈尔滨46度左右：从度左右：从 春分春分秋分日长都较长，其它时间虽有短秋分日长都较长，其它时间虽有短 日照，但天气冰冷，不

19、适宜植物生长，因此日照，但天气冰冷，不适宜植物生长，因此 多属长日植物。多属长日植物。 三、光周期刺激的感受和传导三、光周期刺激的感受和传导 v1、感受光周期刺激的、感受光周期刺激的 部位：部位： v短日植物菊花实验：短日植物菊花实验： P249 v全株全株LD不开花不开花 v叶子叶子SD，其他，其他 LD开花。开花。 v叶子叶子LD，其他，其他 SD不开花不开花 v全株全株SD开花开花 v结论：接受感受光结论：接受感受光 周期的部位是叶子周期的部位是叶子 v2、感受光周期刺激的时期：、感受光周期刺激的时期： v与年龄有关，幼、老都低；与年龄有关，幼、老都低； v要一定的营养阶段，不同植物不同

20、：要一定的营养阶段，不同植物不同： v大豆大豆子叶伸展；子叶伸展； v水稻水稻7叶期；叶期； v红麻红麻6叶等。叶等。 v只需一片叶子得到适宜的光周期就可开花。只需一片叶子得到适宜的光周期就可开花。 v3、 开花刺激物的传导开花刺激物的传导 v感受光周期刺激的部位是叶，诱导开花部位是茎感受光周期刺激的部位是叶，诱导开花部位是茎 尖端的生长点。尖端的生长点。 v1、嫁接实验证明：确有开花刺激物经过嫁接、嫁接实验证明：确有开花刺激物经过嫁接 传导。传导。 v2开花刺激物运输途径主要是韧皮部。用 蒸汽和麻醉处置叶柄和茎，能阻止了传导。 阐明传导是一种物质，途径是韧皮部。 v3两种光周期反响的植物所产

21、生的开花刺 激物，没有什么区别： v LDP天仙子与SDP烟草嫁接； vSDP高凉菜与LDP八宝嫁接； vSD、LD下都可开花。 四、光周期诱导四、光周期诱导 v 1、光周期诱导photoperiodic induction：植物只需求一定时 间适宜的光周期处置，以后即使处于不适宜的光周期下，依然可 以长期坚持刺激的效果，即花的分化不出如今适宜的光周期处置 的当时，而是在处置后假设干天，这种景象称为光周期诱导。 P250 光周期诱导实验光周期诱导实验 v2.光周期诱导所需的光周期处置天数，因 植物种类而异。 v诱导花芽分化的最少周期数 vSDP最少短日数： v藜属1、稻1、裂叶牵牛1、碱蓬8、

22、苍耳属 1、厚叶高凉菜2、大豆23、大麻4、红 叶紫苏79、菊花12 vLDP最少长日数： v玻璃繁缕1、油菜1、毒麦1、白芥菜1、菠 菜1、天仙子23、拟南芥4、甜菜1520、 矢车菊13、 五、光对暗期中断实验五、光对暗期中断实验 v结论：结论： v1.无论是抑制短日植物开花，还是诱导长日植物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。开花，都是红光最有效。 v2.假设在红光照过之后立刻再照以远红光，就不假设在红光照过之后立刻再照以远红光，就不 能发生夜延续能发生夜延续night break的作用，也就红的作用，也就红 光作用能被远红光的作用所抵消。光作用能被远红光的作

23、用所抵消。 v在植物的花诱导上，也有着光敏色素的参与。在植物的花诱导上，也有着光敏色素的参与。 v短日植物的开花诱导要求是暗期的前期短日植物的开花诱导要求是暗期的前期“高高Pfr反反 响，后期是响，后期是“低低Pfr反响。反响。 七、光周期实际在农业上的运用七、光周期实际在农业上的运用 v一加速育种。 v二控制开花：鲜花适时供应 v 三引种 第四节第四节 花器官构成的生理花器官构成的生理(自学自学) 一、花分化初期茎生长点的形状及生理变化一、花分化初期茎生长点的形状及生理变化 1.花分化时生长锥的外表积都变大。花分化时生长锥的外表积都变大。 2.主要形状和生理变化：主要形状和生理变化： 1生长

24、锥的外表一层或数层细胞分裂加速，细胞小而生长锥的外表一层或数层细胞分裂加速，细胞小而 细胞质浓，而中部的一些细胞那么分裂减慢，细胞变细胞质浓，而中部的一些细胞那么分裂减慢，细胞变 大，细胞质稀薄，有的出现了液泡。大，细胞质稀薄，有的出现了液泡。 2生长锥外表的细胞具有较高的蛋白质和生长锥外表的细胞具有较高的蛋白质和RNA含量。含量。 阐明花的分化是与阐明花的分化是与DNA-RNA-蛋白质系统活化有关。蛋白质系统活化有关。 3由于表层的分生细胞的迅速分裂，使生长锥外表出由于表层的分生细胞的迅速分裂，使生长锥外表出 现皱折，在原来构成叶原基的地方构成花原基，在花现皱折，在原来构成叶原基的地方构成花

25、原基，在花 原基上再分化出花的各部分的原基。原基上再分化出花的各部分的原基。 二、花器官构成所需的条件二、花器官构成所需的条件 v在植物的成花过程中，花的诱导和花器官构成是两个过程。 v影响花器官构成的内外条件： v 气候条件 v1.光：照光时间越长，光强度越大，对花构成愈有利。 v2.温度。 v 二栽培条件 v1.水分； v2.肥料； v3.栽培密度。 v 三生理条件 v1.体内有机物营养充足与否，是决议花器官构成好坏的主要条件， v2.在营养生长和生殖生长之间有营养分配问题，在同一花序的小花之间 也有这个问题。 v强势花、弱势花。 三、植物性别的分化三、植物性别的分化 v 一雌雄个体的代谢

26、差别 v1.雌株处于较复原形状，雄株处于相对氧化形状； v2.多数雄株组织的呼吸速率大干雌株的； v3.多数雄株的过氧化氢酶活性也比雌株高。 v 二外界条件对植物性别构成的影响 v1.光周期：短日照促使短日植物多开雌花，长日植物多开雄花。 v2.糖氮比值低时，将提高雌花分化的百分数。 v3.土壤条件对植物性别分化比较明显。 v4.植物激素对花的性别分化也有影响。 v5.损伤也可使雄株转变为雌株。 第五节第五节 受精生理受精生理(自学自学) v一、花粉寿命与贮藏一、花粉寿命与贮藏 v1.花粉寿命：花粉分开母体后，维持能授粉才干的时间长花粉寿命：花粉分开母体后，维持能授粉才干的时间长 短。不同种类

27、植物的花粉生活力有很大的差别。短。不同种类植物的花粉生活力有很大的差别。 v2.影响花粉寿命的条件：影响花粉寿命的条件： v 1湿度湿度 v 2温度温度 v 3空气中二氧化碳和氧的含量空气中二氧化碳和氧的含量 v 4光线对花粉的储存也有影响，普通以遮荫或在黑光线对花粉的储存也有影响，普通以遮荫或在黑 暗处储存较好。暗处储存较好。 v3.粉储存期生活力逐渐降低的缘由粉储存期生活力逐渐降低的缘由 v贮藏物质耗费过多、酶活性下降和水分过度缺乏。泛酸减贮藏物质耗费过多、酶活性下降和水分过度缺乏。泛酸减 少。少。 二、柱头的生活才干二、柱头的生活才干 v 雌蕊柱头接受花粉才干继续时间长短，主要与柱头的生

28、活 才干有关。 v柱头的生活才干普通都能继续一个时期，详细时间长短那么 因植物的种类而异。 v在作物杂交育种过程中，需求了解柱头的生活才干，什么时 候开场，什么时候最强，什么时候丧失才干，为授粉任务提 供科学根据，以便提高制种的产量和质量。 v一个雄穗上住头丧失生活才干的顺序，和花柱在穗轴上发生 的先后是一致的，即穗中、下部先丧失，顶端后丧失。 三、外界条件对授粉的影响三、外界条件对授粉的影响 v 一温度 v水稻抽穗开花期的最适温度是3035。 v 二湿度 v水稻开花的最适湿度是70一80，否那么也影响授粉。 v 三风 v对风媒花的授粉也有较大影响，无风或大风都不利于作 物授粉。 v 四土壤中的肥料 四、花粉和柱头的相互四、花粉和柱头的相互“识别识别 v1.识别反响决议于花粉壁中蛋白质和柱头乳突细胞外表的蛋 白质表膜之间的相互关系。 v2.识别过程：当花粉遭到潮湿时，外壁蛋白迅速释放。因此， 花粉的识别物质是外壁蛋白。而雌蕊的识别感受器是柱头外 表的亲水的蛋白质表膜pellicle具粘性，易捕捉花粉。 v1当种内进展杂交时