植物生理学重点

植物生理学重点

根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值。它的大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性；在作物苗期，为了给作物创造良好营养生长条件，要促进根系生长，增大根冠比。具体措施有：创造良好的土壤条件、中耕断根、蹲苗等措施,肥水措施是：施磷肥，控水。

地下部分（根）和地上部分（茎、叶）的相关性

在植物的生活中，地下部分和地上部分的相互关系首先表现在相互依赖上。地下部分的生命活动必须依赖地上部分产生的糖类、蛋白质、维生素和某些生长物质，而地上部分的生命活动也必须依赖地下部分吸收的水肥以及产生的氨基酸和某些生长物质。地下部分和地上部分在物质上的相互供应，使得它们相互促进，共同发展。“根深叶茂”、“本固枝荣”等就是对这种关系最生动的说明。

地下部分和地上部分的相互关系还表现在它们的相互制约。除这两部分的生长都需要营养物质从而会表现竞争性的制约外，还会由于环境条件对它们的影响不同而表现不同的反应。例如当土壤含水量开始下降时，地下部分一般不易发生水分亏缺而照常生长，但地上部分茎、叶的蒸腾和生长常因水分供不应求而明显受到抑制。

相互促进，相互抑制，信息传递

如何调节

(1)土壤水分土壤中常有一定的可用水，所以根系相对不易缺水。而地上部分则依靠根系供给水分，又因枝叶大量蒸腾，所以地上部水分容易亏缺。因而土壤水分不足对地上部分的影响比对根系的影响更大，使根冠比增大。反之，若土壤水分过多，氧气含量减少，则不利于根系的活动与生长，使根冠比减少。水稻栽培中的落干烤田以及旱田雨后的排水松土，由于能降低地下水位，增加土中含氧量而有利于根系生长，因而能提高根冠比。

(2)光照在一定范围内，光强提高则光合产物增多，这对根与冠的生长都有利。但在强光下，空气中相对湿度下降，植株地上部蒸腾增加，组织中水势下降，茎叶的生长易受到抑制，因而使根冠比增大；光照不足时，向下输送的光合产物减少，影响根部生长，而对地上部分的生长相对影响较小，所以根冠比降低。(3)矿质营养不同营养元素或不同的营养水平，对根冠比的影响有所不同。氮素少时，首先满足根的生长，运到冠部的氮素就少，使根冠比增大；氮素充足时，大部分氮素与光合产物用于枝叶生长，供应根部的数量相对较少，根冠比降低。磷、钾肥有调节碳水化合物转化和运输的作用，可促进光合产物向根和贮藏器官的转移，通常能增加根冠比。

(4)温度通常根部的活动与生长所需要的温度比地上部分低些，故在气温低的秋末至早春，植物地上部分的生长处于停滞期时，根系仍有生长，根冠比因而加大；但当气温升高，地上部分生长加快时，根冠比就下降。

(5)修剪与整枝修剪与整枝去除了部分枝叶和芽，当时效应是增加了根冠比。然而其后效应是减少根冠比。这是因为修剪和整枝刺激了侧芽和侧枝的生长，使大

部分光合产物或贮藏物用于新梢生长，削弱了对根系的供应。另一方面，因地上部分减少，留下的叶与芽从根系得到的水分和矿质(特别是氮素)的供应相应地增加，因此地上部分生长要优于地下部分的生长。

(6)中耕与移栽中耕引起部分断根，降低了根冠比，并暂时抑制了地上部分的生长。但由于断根后地上部分对根系的供应相对增加，土壤又疏松通气，这样为根系生长创造了良好的条件，促进了侧根与新根的生长，因此，其后效应是增加根冠比。苗木、蔬菜移栽时也有暂时伤根，以后又促进发根的类似情况。

(7)生长调节剂三碘苯甲酸、整形素、矮壮素、缩节胺等生长抑制剂或生长延缓剂对茎的顶端或亚顶端分生组织的细胞分裂和伸长有抑制作用，使节间变短，可增大植物的根冠比。GA、油菜素内酯等生长促进剂，能促进叶菜类如芹菜、菠菜、苋菜等茎叶的生长，降低根冠比而提高产量。

在农业生产上，常通过肥水来调控根冠比，对甘薯、胡萝卜、甜菜(含马铃薯)等这类以收获地下部分为主的作物，在生长前期应注意氮肥和水分的供应，以增加光合面积，多制造光合产物，中后期则要施用磷、钾肥，并适当控制氮素和水分的供应，以促进光合产物向地下部分的运输和积累。

光形态建成

光形态建成是植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，即以光控制植物发育的过程，称为光形态建成（photomorphogenesis）。

光形态建成受体为光敏色素、隐花色素、紫外光－B受体

光对植物生长的影响

间接影响：主要通过光合作用，是一个高能反应。

直接影响：主要通过光形态建成，是一个低能反应。光在此主要起信号作用。

1）光形态建成的概念：光控制植物生长、发育和分化的过程。为光的低能反应。光在此起信号作用。信号的性质与光的波长有关。植物体通过不同的光受体感受不同性质的光信号。

2）光形态建成的主要方面：（1）蓝紫光对植物的生长特别是对茎的伸长生长有强烈的抑制作用。因此生长在黑暗中的幼苗为黄化苗。光对植物生长的抑制与其对生长素的破坏有关。（2）蓝紫光在植物的向光性中起作用。（3）光（实质是红光）通过光敏色素影响植物生长发育的诸多过程。如：需光种子的萌发；叶的分化和扩大；小叶运动；光周期与花诱导；花色素形成；质体（包括叶绿体）的形成；叶绿素的合成；休眠芽的萌发；叶脱落等。

3）光信号受体：光敏色素、隐花色素、UV-B受体。

一般是指单子叶植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象，我们把这一现象称为春化作用

春化与光周期很多二年生植物的成花，既要经过春化，又需要长日照。其中某些植物，春化与光周期两种效应可以互相影响或代替。如甜菜开花要求春化和长日，在长日下春化有效温度的上限可以提高；在连续光下，12～15℃也可开花。另一方面，春化时间延长，则在短日下也能成花。即春化与长日照二者可互相代替。成花不需低温的长日植物菠菜，经低温处理后，在短日下也能开花

春化作用在未完全通过前可因高温（25～40℃）处理而解除，称为脱春化。脱春化后的种子还可以再春化。有的植物在春化前热处理会降低其随后感受低温的能力，这种作用称为抗春化，或预先脱春化。

光周期及类型

长日植物（long-dayplant，LDP）

长光指在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数，才能成花的植物。对这些植物延照可促进或提早开花，相反，如延长黑暗则推迟开花或不能成花。属于长日植物的有：小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等。典型的长日植物天仙子必须满足一定天数的8.5～11.5h日照才能开花，如果日照长度短于8.5h它就不能开花。短日植物（short-dayplant，SDP）

指在24h昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能成花的植物。对这些植物适当延长黑暗或缩短光照可促进或提早开花，相反，如延长日照则推迟开花或不能成花。属于短日植物的有：水稻、玉米、大豆、高粱、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等。如菊花须满足少于10h的日照才能开花。

日中性植物（day-neutralplant，DNP）

这类植物的成花对日照长度不敏感，只要其他条件满足，在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子兰、向日葵、蒲公英等。除了以上三种典型的光周期反应类型以外，还有一些其他类型：

长-短日植物（long-shortdayplant）

这类植物的开花要求有先长日后短日的双重日照条件，如大叶落地生根、芦荟、夜香树等。

短-长日植物（short-longdayplant）

这类植物的开花要求有先短日后长日的双重日照条件，如风铃草、鸭茅、瓦松、白三叶草等。

中日照植物（intermediate-daylengthplant）

只有在某一定中等长度的光周期日照条件下才能开花，而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物，如甘蔗的成花要求每天有11.5～12.5h日照。

两极光周期植物（amphophotoperiodismplant）

与中日照植物相反，这类植物在中等日照条件下保持营养生长状态，而在较长或较短日照下才开花，如狗尾草等。

休眠是指植物的整体或某一部分生长极为缓慢或暂停生长的现象。

种子休眠的破除

1.机械破损

2.1.沙藏法

3.化学方法

4.清水冲洗

5.日晒或者高温处理

6.光照处理

7.干湿交错处理

衰老：是指细胞、器官或整株植物生理功能衰退，导致植物自然死亡的一系列恶化过程。

生理生化变化：

（1）细胞的结构逐渐解体，叶绿体完整性丧失，光合作用迅速下降。（2）叶片失去绿色而呈现出红色、褐色或金黄色，也就是叶绿素降解，类胡萝卜素降解较晚。（3）加剧蛋白质的降解，加剧脂类降解，促进编码核酸酶基因的表达，引起核酸的降解，RNA总量迅速下降。

（4）大部分有机物和矿质元素向外撤退，转运到幼嫩的叶片被再度利用。（5）细胞膜质过氧化作用加剧，选择透性丧失。

（6）急速平衡发生变化，促进生长的IAA、GA、CTK含量减少，诱导衰老和成熟的ABA、ETH含量增加。

环境因素：（1）光照（2）温度（3）水分（4）矿质营养（5）氧气

对植物生长发育不利的各种环境因素统称为逆境，又称胁迫

植物对各种逆境因子的适应和抵抗能力，又称抗逆性

交叉适应是指植物经历某种逆境后，能够提高对其他逆境的抵抗能力

赤霉素 (GA) 促进麦芽糖的转化（诱导α—淀粉酶形成）；促进营养生长（对根的生长无促进作用，但显著促进茎叶的生长），防止器官脱落和打破休眠等。

赤霉素最突出的作用是加速细胞的伸长（赤霉素可以提高植物体内生长素的含量，而生长素直接调节细胞的伸长），对细胞的分裂也有促进作用，它可以促进细胞的扩大（但不引起细胞壁的酸化）

生长素促进营养器官的伸长

生长素(IAA)对营养器官纵向生长有明显的促进作用;促进细胞分裂和根的分化;维持植物的顶端优势,抑制离区的形成,促进果实发育及单性结实.

细胞分裂素(CK) 细胞分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂，诱导芽的形成和促进芽的生长。对组织培养的烟草髓或茎切段，细胞分裂素可使已停止分裂的髓细胞重新分裂。这种现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。茎切段的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节。当细胞分裂素对生长素的浓度比值高时，可诱导条的形成；反之则有促进生根的趋势。如对抑制的腋芽局部施用细胞分裂素，可以解除顶端对腋芽的抑制。天然的簇生植物（莲座状植物）或由于病害发生“丛枝病”的植物里，常含有较多的细胞分裂素。细胞分裂素还有防止离体叶片衰老、保绿的作用，这主要是由于它能维持蛋白质和核酸的合成。在叶片上局部施用细胞分裂素，能吸聚其他部分的物质向施用处运转和积累