1、第9章 植物生殖生理,花形态建成的顺序,植物生殖生理,第一节、幼年期 第二节、春化现象 第三节、光周期 第四节、花器官形成生理 第五节、受精生理,第一节 幼年期,一、幼年期（juvenility）的特征：1幼年期：指植物早期生长的阶段。2特征：生长快、呼吸强、核酸代谢、Pro合成快 二、提早成熟的方法：1提高生长速率。2使用植物激素。,第二节 春化作用(vernalization),春化作用：低温促使植物开花的作用。 植物类型：两年生植物和一年生冬性植物。 春化所需温度及时间：（1）温度：小麦冬 性：0-3 40-45天半冬性：3-6 10-15天春 性：8-15 5-8天 （2）脱春化作用：
2、由另一条件消除春化的现象。,二、春化作用的时期，部位和刺激传导：,时期：种子萌发或植株生长的任何时期。 接受低温影响的部位：茎尖端的生长点 刺激传导：春化素,三、春化作用的生理生化变化,呼吸速率提高：有氧呼吸对春化非常重要。 核酸：核酸数量增大，RNA数量和种类增多。 蛋白：可溶性Pr，且有新蛋白质出现。 GA：低温GA，外施GA有时可代替低温促进开花。,四、春化作用机理,1、Melchers和lang的假说： 前体物质 中间产物 最终产物中间产物分解 2、mRNA合成：低温条件下植物主要合成大于20S的mRNA而在常温下萌发的幼苗主要合成920s的mRNA 3、特异性蛋白质的合成：低温春化诱
3、导合成特异性的蛋白质来刺激代谢过程，参与春化反应。 4、DNA去甲基化，解除表达所受抑制。,第三节 光周期,光周期：一天之中白天和黑夜的相对长度。光周期现象：植物对白天和黑夜相对长度的反应。,一、光周期反应类型：,基本类型短日植物、长日植物、日中性植物 双重日长类型：花诱导和花形成过程明显分开。 长短日植物：长日照完成花诱导，须经短日照才能开花 短长日植物：短日照完成花诱导，须经长日照才能开花,不同光周期类型的植物。 左上：短日植物一品红 左下：长日植物小麦 右上：日中性植物玉米,临界日长：,定义：指昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日照时间或诱导长日植物开花所必需的最短日照。 长日植物：
4、日照时间临界日长，无论多长均能诱导开花 短日植物：日照时间临界日长，可诱导开花。,3临界暗期,定义指昼夜周期中短日植物开花必需的最短暗期长度或长日植物能开花所必需的最长暗期长度。 长日植物（LDP）：暗期临界暗期，无论日照时间多长，均能开花。,4纬度变化与植物分布：,低纬度区：以短日照条件为主，气温高，以短日和日中性植物为主，基本无长日植物。 中纬度区：LDP，SDP均有，LDP夏季开花，SDP秋季开花。 高纬度区：以长日照条件为主，气温低，植物中以LDP为主，基本上无短日植物。,光周期刺激的感受和传导,感受部位：叶子（年龄越大，越易受诱导） 反应部位：茎尖生长点（开花部位） 开花刺激物的传导
5、：（1）开花刺激物：（2）运输途径：韧皮部,三、光周期诱导,定义：植物在经过一段适宜的光周期处理后，可长期保持刺激效果，以后即使在不适宜条件下也能正常开花，这种现象为光周期诱导。 光周期诱导时间依不同植物品种、年龄、温度、光强而不同。,四、光对暗期的中断：,暗间断：SDP开花需长夜，LDP需短夜，若在足以引起短日植物开花的暗期中间给予足够光强的一个闪光，就会抑制短日植物开花而促进长日植物开花。 暗间断与光敏素：暗间断作用效果中，以红光最有效，而且远红光可抑制暗间断，逆转红光暗间断作用。,暗间断现象,光敏素与诱导开花,LDP：开花需求Pfr/Pr高比值，长日使Pfr水平升高，而短夜中Pfr水平下
6、降不多，故而长日短夜条件Pfr/Pr处于高水平，促进开花，暗间断使Pfr/Pr水平提高，促进开花。 SDP：需求Pfr处于低水平，长夜中Pfr分解或暗逆转使Pfr/Pr值降低，促进开花，暗间断使Pfr/Pr，抑制开花。,成花素假说,碳氮比理论：,内容：植物体内C/N比值决定了开花。 当糖类含N化合物C/N时植株开花 当糖类含N化合物C/N时植株不开花 该学说适用于LDP和MDP，而对SDP不适用。,春化处理 1）“闷麦法” 春天补种冬小麦（2）春小麦低温处理 早熟，躲开干热风（3）冬性作物的育种 加速育种过程,八、春化和光周期理论在农业上的应用,控制开花 （1）人工控制光周期，促进或延迟开花如
7、菊花 SDP，10月开花；SD处理，六、七月开花；暗期间断，春节开花。杂交育种时，控制花期，解决父母本花期不遇。,（2）抑制开花，促进营养生长，提高产量SDP烟草、麻类，南种北引，生育期延长，提高产量。,引种北种南引：宜引进要求日照较短的晚熟品种南种北引：宜引进要求日照较长的早熟品种,第四节 花器官形成的生理,花器官形成：由茎分生组织分化而来。,成花过程包括三个阶段：成花诱导：感受某些环境刺激，诱导植物从营养生长转向生殖生长 决定花芽分化的可能性。成花启动：分生组织经过一系列变化分化成形态上可辨认的花原基。花器官的形成 决定花器官的数量和质量。,同源异形现象：分生组织组织系列产物中一类成员转变
8、成该系列中形态或性质不同的另一组成员。,二、花器官形成所需条件,（一）气象条件： 1光：光周期诱导 光 时间长，强度大，有利花的形成花开始分化后，照光时间越长，强度越大，形成的有机物越多，对花形成愈有利。雄蕊发育对光强较敏感 2温度：高、低温均会破坏花器官形成。 高温，有利于花器官的形成 花粉母细胞减数分裂时期受低温危害较严重。,（二）栽培条件：1水：供应不足花退化2肥：N花发育，N过多C/N，花发育减缓,体内营养不足或缺肥，花发育不良，数目少 3栽培密度：密度越大，花退化越多。,（三）生理条件：1、营养生长和生殖生长的营养分配。2、同一花序中不同部位花的活力不同。 。,性别分化类型：雌雄同花
9、、雌雄同株、雌雄异株雌雄个体的代谢差异：雄株：氧化力强，处于较氧化态，呼吸速率大雌株：还原力强，处于较还原态，呼吸速度小,三、植物的性别分化,外界条件对性别形成的影响：1光周期：短日照：促进短日植物多开雌花，长日植物多开雄花长日照：促进长日植物多开雌花，短日植物多开雄花2C/N比：C/N，促进多开雌花 提高雌花分化的百分数。反之，促进雄花分化。土壤N肥多、水分充足，促进雌花的分化，反之，促进雄花分化。,3植物激素：IAA：促进雌花分化CK和乙烯：可促进雌花分化GA：促进雄花分化。 烟熏植物为什么能增加雌花？烟中有效成分：ETH和CO。CO抑制IAA氧化E活性，减少IAA的破坏，提高IAA含量。
10、,花器官的性别分化：黄瓜的雄花。,花器官的性别分化：黄瓜的雌花。,第五节 受精生理,花粉寿命和贮存：1、湿度：相对湿度30-40%2、温度：最适温度1-53、空气中CO2和O2含量：CO2寿命，O2寿命4 、光：光越强，寿命越短 花粉贮藏期生活力下降的原因：贮藏物质消耗过多、酶活性下降和水分过度缺乏。,花粉和柱头的相互识别,1相互识别现象： 2意义：保证同物种受精，避免杂交，保持物种稳定性。 3应用：克服识别作用而完成远缘杂交。（1）去柱头：（2）花粉蒙导法：,外界条件对授粉的影响：,温度 湿度 风,群体效应：单位面积内花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管的生长越好。,花粉萌发所需条件,糖分：提
11、供能量、调节渗透压，提高膨压。 硼：促进糖分运输和代谢，参与果胶质合成，细胞壁重建。 温度：20-30为最适。 pH： 有机物质：Vit，胡萝卜素。,六、受精后雌蕊的代谢的变化：,果实的生长,自交不亲和性 (self-incompatibility) ：指植物花粉落在同花雌蕊的柱头上不能受精的现象。自交不亲和-半数以上 ；远缘杂交不亲和性-普遍受一系列复等位 (multiple alleles) 基因的单一基因座 (S locus) 控制 ,S 基因座在雌雄生殖组织中表达 1 个或多个 S 基因 , 这些 S 基因编码不同的蛋白质（花粉外壁蛋白）是自交不亲和或亲和的识别基础。 S 基因相同时-
12、不亲和 S 基因不同-亲和,雌雄双方有,被子植物,自交不亲和性可分孢子体型不亲和性 (sporophytic self -incompatibility,SSI) -SSI植物（少）,如十字花科、菊科等，表现在花粉和雌蕊相互作用 , 阻碍花粉水合作用或不能形成花粉管。发生在柱头表面，表现为花粉管不能穿过柱头。,配子体型不亲和性 (gametophytic self -incompatibility,GSI) -GSI植物（多）,如茄科、禾本科等, 不亲和发生在花粉管进入花柱后 , 中途生长停顿、破裂。,生理上克服不亲和性的可能途径：,1）花粉蒙导 (mentor pollen)法 在授不亲和花粉的同时，混入一些杀死的亲和花粉，蒙骗柱头，从而达到受粉的目的。2）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。3）重复授粉超量授粉，干扰识别反应,（1）破坏识别物质或抑制识别反应,
