植物的成花生理

1、 第八章第八章 成花生理成花生理生活周期生活周期： 种子萌发种子萌发幼年期幼年期成熟期成熟期衰老期衰老期死亡死亡最明显的变化：最明显的变化：营养生长营养生长生殖生长生殖生长（高等植物开花高等植物开花） 成花过程包括三个阶段：成花诱导：在合适的环境诱导下，植物体内部发生成花所必需的一系列生理生化变化过程，在此基础上才能实现营养生长向生殖生长的转变成花启动：分生组织经一系列变化分化成花原基。花器官形成和发育：花的发端或成花诱导花的发端或成花诱导： 当植物营养生长到一定阶段，在外界环境的某些因当植物营养生长到一定阶段，在外界环境的某些因素（光照、温度）诱导下，顶端分生组织就朝成花的方素（光照、温度）

2、诱导下，顶端分生组织就朝成花的方向发展，形状和构造也随之发生变化，出现花原基的过向发展，形状和构造也随之发生变化，出现花原基的过程程花的发端主要受四种因素的影响：花的发端主要受四种因素的影响：（1）花前成熟（幼年期），）花前成熟（幼年期），（2）光周期，）光周期，（3）温度，）温度，（4）营养物质的积累等。）营养物质的积累等。花的发端一、花前成熟（幼年期）一、花前成熟（幼年期）植物必须达到一定年龄或是处于一定的生理状态下，才能植物必须达到一定年龄或是处于一定的生理状态下，才能成花，这种状态称为成花，这种状态称为花熟状态花熟状态（ripeness to flower ripeness to fl

3、ower statestate）。幼年期幼年期（juvenilityjuvenility）：）：植物未达到花熟状态之前的时期。植物未达到花熟状态之前的时期。处于幼年期的植物，即使满足其成花所需的外界条件也都处于幼年期的植物，即使满足其成花所需的外界条件也都不能成花。不能成花。植物花前成熟期相差很大：桃三、杏四、李五年，植物花前成熟期相差很大：桃三、杏四、李五年，核桃白核桃白 果公孙见；果公孙见；牵牛、油菜：发芽后2-3天；花生无幼年期花前成熟才能开花的原因是：花前成熟才能开花的原因是： 1物质积累物质积累 2激素积累激素积累 3营养生长营养生长减缓减缓生殖生长。生殖生长。二、光周期现象二、光周

4、期现象生理年龄：从幼年期逐步转变为成年期 由茎基向顶端各部位成熟度不同基部通常是幼年期顶端是成年期中部则是中间型1光周期现象的反应类型光周期现象的反应类型 昼与夜的长度因地球的纬度及季节的变化而不同。昼与夜的长度因地球的纬度及季节的变化而不同。在在北半球不同纬度地区，一年中白天最长夜间最短的一天是北半球不同纬度地区，一年中白天最长夜间最短的一天是夏至，而且纬度愈高，白天愈长夜间愈短；相反，冬至是夏至，而且纬度愈高，白天愈长夜间愈短；相反，冬至是一年中白天最短夜间最长一年中白天最短夜间最长的一天，纬度愈高，昼愈短夜愈的一天，纬度愈高，昼愈短夜愈长；春分与秋分的昼夜长度相等，各为长；春分与秋分的昼

5、夜长度相等，各为1212小时。小时。植物的光周期与其地理起源植物的光周期与其地理起源南：低纬度，热带与亚热带，短日照条件，多为南：低纬度，热带与亚热带，短日照条件，多为SDPSDP起源地；起源地；北：高纬度，寒带，长日照条件，多为北：高纬度，寒带，长日照条件，多为LDPLDP（春化植物）春化植物） 起源地；起源地；栽培作物：人工驯化，对日照适应范围逐渐加大（要求降低）栽培作物：人工驯化，对日照适应范围逐渐加大（要求降低）北半球北半球北北南南春分春分赤道赤道秋分秋分日日照照时时数数夜长 植物有四种类型植物有四种类型：（1）短日植物短日植物（SDP）：日照长度短于一定时数时才能开花，或花量较多（长

6、夜植物长夜植物）， eg、 烟草、大豆、菊、水稻、玉米、（2）长日植物长日植物（LDP）：日照长度长于一定的时数时才能开花，或花量较多，（短夜植物短夜植物）， eg、 大麦、小麦、豌豆、萝卜、荷花。（3）中日性植物中日性植物（MDP ），只能在一定长度的日照时开花。 eg、甘蔗、 12.5h，太长太短都不利于开花。（4）日照中性植物日照中性植物：在任何长度日照条件下都能开花。 eg 、 棉花、西红柿、四季花卉。开花时间：开花时间： 短日植物：秋季开花 长日植物：春末夏初开花纬度分布特点纬度分布特点： 高纬度地区：长日植物 （秋天冷） 中度纬度地区：长日+短日植物 低纬度地区：短日植物指导引种指

7、导引种： 南种北移 北种南移 长日植物 开花提前 开花推迟 短日植物 开花推迟 开花提前 如：短日植物大豆 北种南移，开花提前，营养生长不足，不结实； 南种北移，开花推迟，气温过低，不结实又如：短日植物大麻 南种北移，推迟开花或不开花，增进营养生长。2光周期诱导光周期诱导 光周期诱导：光周期诱导：将能够产将能够产光周期效应的处理称为光周期效应的处理称为。临界日长：临界日长：植物需要的植物需要的最低限度的光周期。最低限度的光周期。长日植物长日植物最短日长，最短日长， （天仙子，（天仙子，11.5）短日植物短日植物最长日长。最长日长。 （苍耳，（苍耳，13.5）暗期的长度暗期的长度 真正起主导作用

8、的是连续暗期长度真正起主导作用的是连续暗期长度暗期间断实验暗期间断实验临界夜长临界夜长 光强和波长的影响：光强和波长的影响：光强：光强：50-100 lux（弱）弱）有效波长：有效波长：红光红光抑制短日植物成花，促进长日植物成花抑制短日植物成花，促进长日植物成花远红光可以抵销红光的作用远红光可以抵销红光的作用： 这样可以反复地转换。起作用的是最后一次光的性质。这样可以反复地转换。起作用的是最后一次光的性质。光受体：光敏素植物花芽开始分化所需的临界日长和诱导周期数植物花芽开始分化所需的临界日长和诱导周期数植物名称临界日长（h）最少诱导周期数（天）短日植物菊花1612大豆13.51423厚叶高凉菜

9、122浮萍约141红叶紫苏约1412裂叶牵牛14151苍而15.51长日植物琉璃繁缕1212.51天仙子11.523毒麦111白芥菜约141菠菜131拟南芥4返回 3光敏素及其在光周期反应中的作用光敏素及其在光周期反应中的作用 光敏素光敏素（phytochrome） 存在于高等植物的所有器官； 黄化组织含量高； 分生组织含量高。 存在于细胞核和细胞液中 1 1）光敏素的结构）光敏素的结构 2）光敏素的光化学性质光敏素的光化学性质： 蓝色蛋白质复合物。A 吸收光谱红光和远红光两种形式存在 Pr和Pfr。 R 成花成花 Pr Pfr 生理反应生理反应 萌发萌发 FR 叶绿体运动叶绿体运动 暗逆转暗

10、逆转 茎伸长等茎伸长等 合成合成 破坏破坏 酶解光敏素的作用光敏素的作用光敏素的作用 pfr/pr3）生理作用生理作用： 调节生长发育的多个过程：控制成花、种子休眠与萌发、幼苗出土与生长、（黄化苗）茎的伸长、调节根冠比叶茎对光的取向（向光性）、叶的睡眠运动、细胞内叶绿体的取向等叶绿体发育等4）光周期反应的生理过程）光周期反应的生理过程 感受部位：叶感受部位：叶 （菊花实验证明）图片kaihua2 运输传导运输传导: 叶片感受刺激-成化刺激物产生-韧皮部-顶端组织-花芽分化图片kaihua3 传导部位：韧皮部成花刺激物质成花刺激物质：成花素 (还未证明） GA3可以代替长日照和低温处理。而促进L

11、DP成花。 GA不是成化素： I）GA处理：茎先伸长，后花芽分化 长日照： 同时进行 ii）GA不能促进短日植物开花三、春化作用三、春化作用 春化现象：植物需要经过低温阶段才能成花的现象 春化作用: 低温对植物成花的促进作用。 如: 冬小麦秋天种植（越冬）第二年开花。1成花过程的低温诱导成花过程的低温诱导（1）需春化植物类型）需春化植物类型：多数是越冬的12年生的植物 （1-2年生冬性植物）。越冬一年生植物： 冬小麦、冬黑麦。 （相对低温型） 低温诱导成花。但不经春化作用最后也能成花，生长时间延长，花量较少。 二年生植物开花对低温的要求是绝对的。二年生植物二年生植物: :( (萝卜、甜菜、胡萝

12、卜、甘蓝、大白菜、芹菜等) )，在第一年秋冬季进行营养生长，经过冬季低温，第二年春夏季抽薹开花一些多年生的：要求春化作用，促进开花。 如：菊只春化一次，可连续开花。大多数木本植物：在春季或初夏开花，花芽则是在上一年的夏秋季形成，不需要春化作用。（2）春化温度及时间：）春化温度及时间： 春化的温度一般是05， 成花反应随低温处理的持续时间增加而增强。不同植物要求温度不同 （冬性越强，春化温度低，时间长） 表表8-3 冬小麦通过春化需要的温度和天数冬小麦通过春化需要的温度和天数类型春化温度范围()春化天数春性半冬性冬性51536035810154045（3）解）解(脱脱)春化作用：春化作用：在春化

13、过程没有完成时，使植物返回常温，则低温效果消失，引起春化的消除。高温和缺氧解春化作用，可见： （1）春化作用与呼吸作用关系密切。 （2）O2和糖是春化作用的必需条件。（4）春化作用与光周期的关系：）春化作用与光周期的关系： 需春化作用的植物，对光周期也是敏感的。大多数温带植物成花是：低温长日照，也有少数为：高温长日（菠菜）， 低温短日（菊）， 高温短日（中华紫菀） 短日代替低温（黑麦），可在长日照下成花。 2植物感受低温处理的部位植物感受低温处理的部位一般在顶端（茎芽）分生组织，胚、叶、茎部、根尖的一切正在分裂的细胞。 3春化作用的本质春化作用的本质本质上是一种化学作用。是一种在低温下能顺利进

14、行的化学过程。 接受了低温诱导的细胞分裂子细胞表现春化效果。由一个主干发生的侧枝都具有相同的春化效果。也可通过嫁接传递. （低温）（低温） （低温）（低温）前体前体 中间产物中间产物 最终产物最终产物 （高温）（高温） 分解产物分解产物(脱春化脱春化)(春化素) 4春化作用与植物激素的关系 GA：低温处理（GA） 增加。GA代替低温成花。有的并不增加，（对许多植物并没有诱导作用）表明GA不是春化素。 未分离到春化素常温常温对照对照GA3低温处理低温处理GAGA3 3对胡对胡萝卜开萝卜开花的影花的影响响 四、营养及其它条件对成花的影响四、营养及其它条件对成花的影响 （1）营养生长过于旺盛，抑制成花。 通过控制营养生长来促进成花。 （2）改善光照成花，原因是光光合碳水化合物的积累营养生长成花。 （3）N促进营养生长，抑制成花。 C / N学说