植物的生殖与成熟生理

关于植物的生殖与成熟生理第1页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五第一节花发育生理分化叶原基的生长点开始形成花原基苍耳接受短日诱导后生长锥的变化

形态变化第2页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五生理生化变化花芽分化开始后，细胞代谢增高，有机物转化剧烈。可溶性糖氨基酸、蛋白质核酸的合成速度第3页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五一、花发育的遗传调控第4页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五ABC模型典型的花器官具有四轮基本结构，从外到内依次为萼片、花瓣、雄蕊和心皮分别由A、AB、BC和C组基因决定。控制花结构的这些基因按功能可分为三大类：心皮第5页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五A组基因控制第1、2轮花器官的发育。其功能丧失会使第1轮花萼变成心皮，第2轮花瓣变成雄蕊。心皮心皮雄蕊雄蕊心皮ABC模型-A组基因第6页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五B组基因控制第2、3轮花器官的发育。其功能丧失会使第2轮花瓣变成萼片，第3轮雄蕊变成心皮。ABC模型-B组基因第7页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五ABC模型-C组基因C组基因控制第3、4轮花器官的发育。其功能丧失会使第3轮雄蕊变成花瓣，第4轮心皮变成萼片。萼片花瓣雄蕊雌蕊

萼片花瓣花瓣萼片第8页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五2.内源激素对花芽分化的调控CTK、乙烯、ABA——促进花芽分化

GA——抑制多种果树花芽分化IAA——低浓度促进，高浓度抑制3.环境因子

光照、温度、水分、矿质营养花器官形成所需要的条件1.营养状况第9页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五(二)、花的性别植物性别分化的特点：

性别的差别主要表现在花器官上；

性别分化的多样化；

性别分化的不稳定性，极易受到环境因素或化学物质的影响。第10页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五1、植物性别表现类型高等植物性别表现的主要类型

性别表现类型同一植株上可能形成的花型代表植物举例雌雄同株同花型

两性花小麦，番茄，拟南芥雌雄同株异花型

雄花和雌花玉米，黄瓜，白麦瓶草雌雄异株型

雄花或雌花菠菜，大麻，杨，柳雌花两性花同株型

雌花和两性花金盏菊，灰绿藜雌花两性花异株型

雌花或两性花小蓟雄花两性花同株型

雄花和两性花硬毛茄，槭树，元宝枫雄花两性花异株型

雄花或两性花柿树三性花同株型

雌花和雄花和两性花番木瓜三性花异株型

雌花或雄花或两性花番木瓜第11页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五2、性别分化的调控性别决定基因基础性基因ts1与ts2

突变体(1)性别决定的遗传控制第12页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五(2)年龄

(3)环境条件

•光周期•温周期•营养条件

(3)性别表达的激素调控

IAA,ETH，CTK——雌花GA——雄花(4)栽培措施烟熏、机械损伤第13页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五第二节雄配子体发育生理一、花药的基本结构及发育过程第14页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五植物配子体的发生与发育第15页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五雄配子体发生与发育的细胞生物学机制表皮内壁层中间层中期花药绒毡层小孢子母细胞四分体小孢子减数分裂Callase花药原基L1L2L3孢原细胞三细胞花粉粒精细胞营养细胞核花粉壁PollenmitosisII二细胞花粉粒液泡营养细胞核生殖细胞PollenmitosisI单细胞花粉粒精细胞营养细胞核花粉管脱水萌发配子体发生与发育小孢子的发生生殖细胞分化发育第16页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五花粉管micropylepollentubefuniculusovulepollentubemicropyleCentralcellnucleussynergidsfuniculuseggembryosacvacuole花粉粒萌发花粉管在雌蕊中生长花粉管被指引向胚珠生长花粉管进入胚囊，释放精子花粉管生长是授粉受精必不可少的花粉与柱头相互作用花粉管的顶端极性生长花粉管的导向作用花粉管与助细胞互作调控机制第17页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五花粉粒的结构花粉的内壁蛋白和外壁蛋白示意图外壁——纤维素，角质，孢粉素，蛋白质（糖蛋白、酶、凝集素）内壁——果胶质，胼胝质，蛋白质（水解酶）

第18页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五化学组成•色素——类胡萝卜素、类黄酮等•碳水化合物•氨基酸和酰胺，脯氨酸•矿质元素•脂类和维生素•内源激素•酶（水解酶、转化酶

）第19页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五水稻花粉：10～15分钟；小麦花粉：几小时内活力开始下降；玉米花粉：约1～2天；某些果树：几周到几个月；向日葵：可达1年；蔷薇科的某些果树：几年中保持活力。采用超低温、真空和冷冻干燥技术贮藏花粉花粉生活力第20页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五第三节雌配子体发育生理(一)雌蕊和胚珠的结构与发育过程第21页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五二、雌蕊

由一个或多个包着胚珠的心皮连合成为雌性生殖器官。由柱头、花柱和子房组成。水稻：约6～7天；小麦：麦穗完全抽出后第3天玉米：花丝抽齐后1～5天柱头生活力第22页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五第四节授粉受精生理第23页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五三、授粉与受精（一）授粉授粉：发育成熟的花粉落在雌蕊柱头上的过程。▪自花授粉▪异花授粉第24页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五花粉与柱头的识别作用识别

是一类细胞与另一类细胞在结合过程中通过物理、化学的信息交流，发生特殊反应。

•花粉外壁蛋白•柱头乳突细胞表面的蛋白质表膜第25页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五2.花粉萌发花粉萌发：花粉粒在柱头上经过识别，从柱头的分泌物中吸收水分而水合，其内部压力增大，花粉粒内壁从外壁上的萌发孔向外突出形成花粉管。

雌蕊的结构模式及花粉的萌发过程1.花粉落在柱头上；2.吸水；

3.萌发；4.侵入花柱细胞；

5.花粉管伸长至胚囊

第26页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五3.花粉管的生长花粉管顶端区的结构示意图

花粉管的生长局限于顶端区域；花粉管生长的趋化性；第27页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五（二）受精双受精受精作用

卵细胞与精子相互融合的过程。

高等植物的双受精：精子+卵细胞→合子→胚精子+极核→胚乳玉米的双受精第28页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五2.受精后的生理生化变化▪大量物质运输▪呼吸强度明显提高▪生长素含量增加第29页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五3.自交不亲和性的分子基础自交不亲和性

许多植物的花粉落在同花的雌蕊柱头上不能成功受精的现象。遗传学上自交不亲和性是受一系列复等位S基因所控制。

自交不亲和分为配子体型(GSI)和孢子体型(SSI)两类。第30页，共33页，2022年，5月20日，2点6分，星期五孢子体型自交不亲和由花粉亲本的S等位基因控制，基因产物存在于花粉外壁；识别在柱头上进行，即花粉外壁蛋白与柱头表膜蛋白的识别，花粉不萌发。SSI存在于少数几种植物内，如十字花