植物生理课件：花发育生理

诱导植物开花的主要因素可归纳为两类，即自身发育因素和环境因素。自身发育因素是植物的一种自主诱导开花的机制，主要表现为不同植物开花的年龄不同。植物的这种成花诱导受内在发育因素的调控，不依赖于环境因素，称自主调控作用。诱导植物开花的环境因素主要是光和温度。光周期现象和春化作用是两个最重要的对光和温度季节性变化的应答机制。植物激素光质量、总光照量、环境胁迫作用、营养条件诱导植物开花的主要因素:植物有性生殖生理第一节花发育生理第二节雄配子体发育生理第三节雌配子体发育生理第四节授粉受精生理花发育的遗传调控花的性别花发育生理被子植物的花花的各部分结构

花瓣萼片雌蕊雄蕊（花药）雌蕊典型的花包括雌雄性器官及周边的辅助花器官。花芽发育形成不同的花器官花形态建成遗传控制的“ABC模型”的假说一、花发育的遗传调控控制花器官发育的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：控制花器官发育的关键基因：A型、B型、C型心皮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；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；心皮心皮雄蕊雄蕊心皮萼片萼片心皮心皮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（A）野生型；（B）缺少了萼片与花瓣的apetala2—2突变体；（C）缺少花萼与雄蕊的pistillata2突变体；（D）缺少雄蕊与心皮的突变体。花的某一重要器官位置发生了另一类器官替代的突变，如花瓣部位被雄蕊替代等，这种遗传变异现象称花发育的同源异型突变（homeoticmutation）。控制同源异型化的基因称为同源异型基因（homeoticgene）拟南芥同源异形花心皮雄蕊雄蕊心皮萼片萼片心皮心皮萼片花瓣花瓣萼片对“ABC”模型的补充和修正，形成“ABCDE”模型控制胚珠形态发生的基因，基因突变后，突变体缺乏胚珠，胚珠变为似叶、似心皮的结构，将这些基因称为D型基因。另有一类基因是花瓣、雄蕊和心皮形态发生不可缺少的，称为E型基因；E型基因调控除第一轮以外的其他各轮的发育，E突变体的全部花器官发育为萼片。二、花的性别

植物性别分化特点：1.性别的差别主要表现在花的性器官上；2.性别分化的多样化；3.生殖器官在个体发育后期才完成性别表达，因此性别分化具不稳定性，极易受到环境因素或化学物质的影响。（一）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雌株雄株银杏苏铁属：雄株雌株杨树雌株1、遗传控制

2、年龄控制

3、环境控制

4、激素调控（二）性别分化的调控遗传调控机制可分为两类：植物染色体组中具有明显可以分辨出来的与性别决定作用相关的染色体，即性染色体。没有明显可辨的性染色体，与性别决定作用相关的基因分散在染色体组中的染色体上。在许多雌雄异株植物中存在两类性别基因，一类是在X或Y染色体上的性别决定基因。另一类为与性别决定基因相互作用，以保证相应的性器官正常发育，而使相对的异性器官败育的基本性基因。具有明显性决定染色体的性别决定机制：Y染色体上带有决定雄性花发育的关键基因在雌雄同株异花植物中，在同一植株上产生不同性别的花，是由相关的性基因控制在何时何处产生雄花或雌花。没有明显性决定染色体的性别决定机制：花芽在分化初期都具有两性器官的原基，在发育过程中，一个性器官受到抑制或退化，最后发育成单性花。植株年龄与性别表达雌雄同株异花的植物，雄花往往出现在发育的早期，然后才出现雌花。环境条件对性别调控的影响：光周期，调节开花，而且能控制性别表达和育性。植物继续处于诱导的适宜光周期下，促进多开雌花;反之多开雄花。温周期，较低的夜温与昼夜温差大时对许多植物的雌花发育有利。

营养条件，水分充足、氮肥较多促进雌花分化性别表达的激素调控：植物激素植物种类

器官相对含量比较IAA黄瓜(Cucumissativus)芦笋(Asparagusofficinalis)

茎尖幼花

雌株

雌雄同株雄株

雌株CTK芦笋(Asparagusofficinalis)山靛(Mercyrialisannua)

雄株

雌株雌株

雄株GA玉米(Zeamays)黄瓜(Cucumissativus)

花序幼雄芽雌花序

雄花序雌雄同株

雄株ABA大麻(Cannabissativus)黄瓜(Cucumissativus)叶片、花序叶片、茎端雌株

雄株雌株

雌雄同株ETH黄瓜(Cucumissativus)

花芽雌花芽

雄花芽IAA,ETH，CTK——雌花；GA——雄花

各种因子对植物性别表现的影响SD→

←LDBluelight→LowT→＋COETH→N>K→High→

moistureCTK←HighT←－CO←K>N←LowmoistureGA♀♂试讨论植物生长发育过程中激素间的相互作用。在植物的生长发育过程中，激素间的相互作用和协调平衡调控所有的过称。（1）种子萌发和休眠：生长素、细胞分类素促进种子萌发，ABA促进休眠，抑制种子萌发，赤霉素可打破种子休眠，促进萌发；生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进萌发，比例低促进休眠。（2）营养生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸的相互作用调控营养生长，生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进生长，比例低抑制生长。（3）顶端优势：乙烯、细胞分裂素和生长素调控顶端优势，生长素、乙烯诱导顶端优势，促进顶芽生长；细胞分裂素抑制顶端优势，促进侧芽发育。（4）器官分化：生长素和细胞分裂素调控器官的分化，生长素和细胞分裂素比例高时，诱导生根，比例低时，诱导长芽。（5）成花诱导：赤霉素可促进多种LDP在短日照条件下成花，生长素可促进一些LDP成花，但抑制SDP成花。细胞分裂素能促进一