植物生理學(xué)11生殖生理

1、第十一章 植物的生殖生理,學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1. 掌握春化作用的概念及其主要特點(diǎn)。 2. 掌握光周期的概念及其主要特點(diǎn)。 3. 了解春化和光周期理論在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。 4. 了解影響植物傳粉和受精的主要因素。,1 植物幼年期和成年期 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng) 生殖生長(zhǎng) （幼年期） （成年期） 2 春化作用 2.1 春化作用的概念 春化作用：低溫誘

2、導(dǎo)植物開花過程。這些植物主要是部分冬性一年生植物、多數(shù)二年生植物和一些多年生草本植物。,,溫度（低溫）,光（日照時(shí)間）,植物開花對(duì)低溫的要求大致有兩種類型：,相對(duì)低溫型,絕對(duì)低溫型,二年生和多年生草本植物，不經(jīng)過一定天數(shù)的低溫，就一直保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài)，絕對(duì)不開花，如白菜、蘿卜。,冬小麥等冬性植物，低溫處理可促進(jìn)它們開花，未經(jīng)低溫處理的植株雖然營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，但是最終也能開花。,,2.2 感受低溫的時(shí)期和部位,時(shí)期：因植物種類而異。一

3、般從種子萌發(fā)到植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的苗期都可感受低溫。部位：胚或莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)。春化素：在春化過程中會(huì)形成一種促進(jìn)開花的物質(zhì)。 天仙子, 已春化 未春化(開花),,2.3 春化作用的條件1）低溫：0℃至10℃之間，最有效溫度是1－7℃。2）時(shí)間：由數(shù)天到二、三十天。 具體有效溫度和低溫持續(xù)時(shí)間隨植物種類而定。就植物而言，通過春化作用所需溫度越低的植物，春化作用所需時(shí)間越長(zhǎng)。,3） 水分、氧氣和營(yíng)養(yǎng),春化作用除了

4、需要一定時(shí)間的低溫外，還需要適量的水分、充足的氧氣和作為呼吸底物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外，許多絕對(duì)低溫型植物在感受低溫后，還需經(jīng)長(zhǎng)日照誘導(dǎo)才能開花，如天仙子。,天仙子成花誘導(dǎo)對(duì)低溫和長(zhǎng)日照的要求,在植物春化過程結(jié)束之前，如將植物放到高溫、缺氧下，春化效果會(huì)被減弱或消除，這種現(xiàn)象稱去春化作用。,前體物 Ⅰ低溫 中間產(chǎn)物 Ⅱ低溫 最終產(chǎn)物（完成春化） 高溫、缺氧

5、 中間產(chǎn)物分解（解除春化） ,,,,春化作用的解除,GA對(duì)胡蘿卜開花的影響,對(duì)照,10μg GA/d處理4周,低溫處理6周,光周期現(xiàn)象3.1 光周期的概念光周期：在一天之中，白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度。光周期現(xiàn)象：植物對(duì)白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度的反應(yīng)。美國(guó)科學(xué)家WW Garner和HA Allard最早發(fā)現(xiàn)光周期會(huì)影響植物的開花。,圖24 美洲煙草（Maryland Mammoth）突變體（右）與野生型煙草（

6、左）的對(duì)比。,3.2 植物光周期反應(yīng)類型 1）長(zhǎng)日植物（LDP）：指在24h晝夜周期中，日照長(zhǎng)度長(zhǎng)于一定時(shí)數(shù)（臨界日長(zhǎng)），才能成花的植物。如菠菜、甜菜、甘藍(lán)、蘿卜、天仙子、山茶花、杜鵑等。,相對(duì)開花反應(yīng),LDP（天仙子）,,臨界日長(zhǎng),每日光照長(zhǎng)度（h）,2）短日植物（SDP）：指在24h晝夜周期中，日照長(zhǎng)度短于一定時(shí)數(shù)才能成花的植物,如水稻、玉米、大豆、蒼耳、草莓、煙草、菊花、秋海棠、臘梅、日本牽牛、棉花等。,相對(duì)開花反應(yīng),,臨界日長(zhǎng)

7、,SDP（蒼耳）,每日光照長(zhǎng)度（h）,相對(duì)開花反應(yīng),DNP（月季）,,每日光照長(zhǎng)度（h）,3）日中性植物（DNP）：成花對(duì)日照長(zhǎng)度不敏感，只要其他條件滿足，任何長(zhǎng)度的日照下均能開花。如月季、黃瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子蘭、向日葵、蒲公英等。,一些植物的花誘導(dǎo)和花器官形成要求不同日長(zhǎng)，是雙重日長(zhǎng)類型。 4）長(zhǎng)-短日植物 如大葉落地生根、蘆薈、夜香樹等。5）短-長(zhǎng)日植物 如風(fēng)鈴草、鴨茅、瓦松、白三葉草等。6）

8、中日性植物 只有在一定長(zhǎng)度的日照條件下才能開花，而延長(zhǎng)或縮短日照長(zhǎng)度時(shí)均保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài)的植物，如甘蔗（11.5～12.5h）。,不同植物成花對(duì)光周期的要求與原產(chǎn)地有密切關(guān)系。在北半球，一般起源北方的多為長(zhǎng)日植物，起源南方的多為短日植物。臨界日長(zhǎng)：晝夜周期中誘導(dǎo)長(zhǎng)日植物成花的最短日照長(zhǎng)度或誘導(dǎo)短日植物成花的最長(zhǎng)日照長(zhǎng)度。臨界暗期：晝夜周期中長(zhǎng)日植物能夠開花所必需的最長(zhǎng)暗期長(zhǎng)度，或短日植物能夠開花所必需的最短暗期長(zhǎng)度。植

9、物開花究竟決定于日長(zhǎng)或夜長(zhǎng)？,3.3 光周期誘導(dǎo) 光周期誘導(dǎo)：植物在達(dá)到一定的生理年齡時(shí)，經(jīng)過足夠天數(shù)的適宜光周期處理，以后即使處于不適宜的光周期下，仍然能保持這種刺激的效果而開花。,3.4 光周期刺激的感受和傳導(dǎo),短日植物紫蘇,感受部位：葉片（一張葉片或葉片一部分）,成花素：葉片在合適光周期的誘導(dǎo)下，可能產(chǎn)生某種物質(zhì)并向莖尖端輸送，這種物質(zhì)具有促進(jìn)植物開花的作用。,SDP紫蘇嫁接實(shí)驗(yàn),3.5 春化和光周期理論在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,1、引

10、種A、考慮品種的光周期和春化反應(yīng)特點(diǎn)；B、考慮品種原產(chǎn)地和引種地環(huán)境條件（日照與氣溫）；短日植物：北種南引，提前開花，應(yīng)引晚熟種； 南種北引，開花推遲，應(yīng)引早熟種。長(zhǎng)日植物：北種南引，開花推遲，應(yīng)引早熟種； 南種北引，開花提前，應(yīng)引晚熟種。 C，考慮引種作物的經(jīng)濟(jì)器官； 麻(SDP)、煙草(SDP) :南種北移 由南 (SD)至北(LD)，不開花，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)好。,

11、2、育種,A、調(diào)節(jié)花期，加速良種繁育：早、晚稻(SDP)雜交，花期不遇。對(duì)晚稻在苗期進(jìn)行遮光處理，使其開花提早以與早稻相遇。B、加速世代繁育，縮短育種年限：根據(jù)南北光溫差異，進(jìn)行南繁北育（異地種植）： SDP：玉米、水稻，海南島繁殖種子； LDP：小麥，夏季黑龍江育種、冬季云南，一年可繁殖2－3代。,3、控制開花,A、花卉：菊花(SDP)：秋季開花；遮光處理，提前至5.1開花；延長(zhǎng)光照或夜間閃光，推遲至春節(jié)開花。山