植物生理学之 第八章 植物的成花生理

第八章植物的成花生理

一、名词解释

l．花熟状态2．春化作用3．光周期4．光周期现象5．光周期反应类型6．长日植物（LDP）7．临界日长8．短日植物（SDP）9．日中性植物（NDP ）10．去春化作用11．春化处理12．春化素13．长--短日植物14．短一长日植物15．临界夜长（临界暗期）16．光周期诱导17．光周期效应18．暗期间断现象19．花芽分化20．性别表现21．再春化作用

二、填空题

1. 在短日照的昼夜周期条件下，在暗期用闪光进行暗期间断，则会产生______效应，从而促进______开花，抑制______开花。

2. 春化作用感受部位是______，而光周期感受部位是______，发生光周期反应的部位是______。

3. 在温带地区，春末夏初开花的植物一般为______植物，秋季开花的植物一般为______植物。

4．当光期长暗期短，或暗期为红光中断，均使Pfr／Pr的比值______，有利于开花刺激物的合成，引起开花。长夜导致Pfr______而延迟开花。

5．SDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种，LDP南种北引时生育期______，所以应引______熟品种．

6．高比例的Pfr／Pr促进______植物成花，抑制______植物成花；低比例的Pfr／Pr是在______条件下形成的，因此______条件促进______植物开花，抑制______植物开花。

7．大多数植物春化作用最有效的温度是______℃，去春化作用的温度是______℃。

8．光周期对植物性别分化有影响，长日条件一般诱导LDP______花分化，而诱导SDP______花分化。

9．植物激素也影响植物的性别分化，以黄瓜为例，用生长素处理，则促进黄瓜______花增多，用GA处理则促进黄瓜______花增多。

10．玉米是雌雄同株异花植物，一般是先开______，后开______。

11．在果树栽培中，常常应用环状剥皮，绞缢枝干等方法，使上部枝条积累较多的糖分，提高______比值，从而促进开花。

12．诱导高等植物成花的外界条件是______。

13．雌雄异花植物来说，处于适宜光周期时多开______，处于不适宜光周期则多开______。

14．植物能否开花往往决定于最后一次光照是Pr形式还是Pfr形式，对短日植物而言，______光抑制开花，而______光促进开花。

15．内源激素参与性别表现，当CTK／GA比值高有利于______性分化，比值低有利于______性分化。

16．某种植物的临界日长为10h，日照13h时不开花，但日照8h时，能诱导成花，该种植物属于______。

三、问答题

1. 简述春化作用在农业生产实践中的应用。

2. 简述光敏色素在植物的成花诱导中的重要作用。

3. 短日植物苍耳与长日植物天仙子是否都能在14hr的日照条件下开花？为什么？

4. 自然条件下，菊花在秋天开花。如果要使其在"五一节"时开花，你将采取什么措施？

5. 简述植物性别表现的特点及调控因素。

6. 影响花器官形成的因素。

7. 根据所学生理知识，简要说明从远方引种要考虑哪些因素才能成功。

8. 举例说明光周期理论在农业实践中的应用。

参考答案

一、名词解释

1. 花熟状态（ripeness to flower state）植物经过一定的营养生长期后具有了能感受环境条件而诱导开花的生理状态被称为花熟状态。花熟状态是植物从营养生长转为生殖生长的转折点。

2.春化作用（vernalization）低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。一般冬小麦等冬性禾谷类作物和某些二年植物以及一些多年生草本植物的开花都需要经过春化作用。

3.光周期：自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。

4.光周期现象（photoperiodism）昼夜的相对长度对植物生长发育的影响叫做光周期现象。植物的开花、休眠和落叶，以及鳞茎、块茎、球茎的形成，都受日照长度调节，即都存在光周

期现象。但其中研究得最多的是植物成花的光周期诱导。

5.光周期反应类型根据植物导致开花所需要的光周期条件的不同而划分的植物类型。其基本类型是长日植物、短日植物和日中性植物三种类型。

6.长日植物（Long-day plant, LDP）在24小时昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能成花的植物。如延长光照或在暗期短期照光可促进或提早开花，相反，如延长黑暗则推迟开花或不能成花。典型的长日照植物有天仙子、小麦等。

7.临界日长（critical daylength）引起长日植物成花的最短日照长度或引起短日植物成花的最长日照长度。如长日植物天仙子的临界日长约为11小时，短日植物苍耳的临界日长约为15.5小时。

8.短日植物(short-day plant, SDP) 24小时昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能成花的植物。如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。典型的短日植物有晚稻，菊花等。

9.日中性植物(day-neutral Plant, DNP) 成花对日照长度不敏感，只要其它条件满足，在任何长度的日照下均能开花的植物。如月季，黄瓜等。

10.春化处理（vernalization）对萌动的种子或幼苗进行人为的低温处理，使之完成春化作用促进成花的措施称为春化处理。

11.去春化（devernalization）在植物春化过程结束之前，将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除，这种现象称为去春化作用或解除春化。

12春化素在春化过程中植株形成的某种开花刺激物质。

13.长--短日植物先需长日照，后需短日照条件下才能成花的一类植物，叫长一短日植物，如大叶落地生根和叶香树，其成花诱导需长日照，而花器官的形成需短日照。

14. 短--长日植物先短日照，后长日照的双重日照条件下成花的-类植物，叫短--长日植物，如风钤草和瓦松等。

15.临界暗期（critical dark period）引起短日植物成花的最短暗期长度或长日植物成花的最长暗期长度。同临界日长相比，临界暗期对诱导成花更为重要。

16.光周期诱导（photoperiodic induction）植物在达到一定的生理年龄时，经过一定天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫做光周期诱导。

17. 光周期效应适宜光周期诱导的效果可以在植物体内保留而不致消失，这种现象称为光周期效应。

18.暗期间断现象在昼夜周期的长暗期中的适当时间，给以短时间的光照以间断暗期，则会发生短夜效应，即促进长日植物开花，抑制短日植物开花，这种现象叫暗期间断现象。

19.花芽分化花原基形成、花芽各部分分化与成熟的过程，叫做花芽分化。

20. 性别表现又称性别分化，指在经过适宜光周期诱导，顶端分生组织分化出的花的性别，是两性花还是单性花中的雌花或雄花，一般地说，花的性别决定于遗传特性，但在一定程度上也受环境条件的影响。

21.再春化作用（revernalization）大多数去春化的植物返回到低温下，又可重新进行春化，而且低温的效应是可以累加的，这种解除春化后，再进行春化的现象称再春化作用。

二、填空题

1.长日LDP SDP

2.茎尖生长点叶片茎尖生长点

3. LDP SDP

4. 提高降低

5.推迟早熟提前晚熟

6. 长日短日短日短日短日长日

7. 1一2℃25--40℃

8.雌花雄花

9. 雌花雄花10. 雄花雌花11.C/N 12. 低温光周期13. 雌花雄花14. 红Pfr 15. 雌花雄花16. SDP

三、问答题

1. 答：（1）人工春化处理将萌动的冬小麦种子闷在罐中，放在0～5℃低温下40～50d，可用于春天补种冬小麦；在育种工作中利用春化处理，可以在一年中培育3～4代冬性作物，加速育种过程；为了避免春季"倒春寒"对春小麦的低温伤害，可对种子进行人工春化处理后适当晚播，使之在缩短生育期的情况下正常成熟。

（2）调种引种引种时应注意原产地所处的纬度，了解品种对低温的要求。若将北方的品种引种到南方，就可能因当地温度较高而不能顺利通过春化阶段，使植物只进行营养生长而不开花结实，造成不可弥补的损失。

（3）控制花期如低温处理可以使秋播的一、二年生草本花卉改为春播，当年开花；对以营养器官为收获对象的植物，如洋葱、当归等，可用解除春化的方法，抑制开花，延长营养生长，从而增加产量和提高品质。

2. 答：当植物处于适宜的光照条件下诱导成花，并用各种单色光在暗期进行闪光处理，几天后观察花原基的发生，结果显示：阻止短日植物和促进长日植物成花的作用光谱相似，都是以600～660nm波长的红光最有效；且红光促进开花的效应可被远红光逆转。这表明光敏色素参与了成花反应。光的信号是由光敏色素接受的。光敏色素对成花的作用与Pr和Pfr 的可逆转化有关，成花作用不是决定于Pr和Pfr的绝对量，而是受Pfr/Pr比值的影响。低的Pfr/Pr比值有利短日植物成花，而相对高的Pfr/Pr比值有利长日植物成花。

3. 答：只要昼夜周期的日照数在长日植物和短日植物的临界日长范围内，则两类植物就可在相同的日照条件下开花，苍耳的临界日长为l 5．5h．苍耳是短日植物，所以苍耳在14h 日照条件下可以开花：天仙子的临界日长为11．5h，天仙子是长日植物，则在14h日照条件下，天仙子也可开花。14h日照的光周期均在这两种植物所要求的临界日长范围内．故苍耳和天仙子均可在14h日照的光周期条件下开花。

4. 答：菊花属于短日照植物，自然条件下，在秋天开花，要使其在"五一节"时开花，则采用人工短日照条件即可诱导其开花。

5. 答：（1）植物的性别表现有以下特点：

①雌雄性别间的差别主要表现在花器官以及生理上，一般无明显第二性征。

②性别分化表现出多种形式，主要类型有雌雄同株同花型，雌雄同株异花型、雌雄异株型、雌花两性花同株型、雌花两性花异株型、雄花两性花同株型、雄花两性花异株型等。

③一般在个体发育后期才能完成性别表达，其性别分化极易受环境因素和化学物质的影响。

(2) 性别分化的调控因素：

①遗传控制植物性别表现类型的多样性有其不同的遗传基础。②年龄雌雄同株异花的植物性别随年龄而变化。通常在发育早期先出现雄花，然后再出现雌花。③环境条件主要包括光周期、温周期和营养条件。经过适宜光周期诱导的植物都能开花，但雌雄花的比例却受诱导之后的光周期影响，如果植物继续处于诱导的适宜光周期下，则促进多开雌花，否则，多开雄花。较低的夜温与较大的昼夜温差对许多植物的雌花发育有利。一般水分充足，氮肥较多时促进雌花分化，而土壤较干旱、氮肥较少时则雄花分化较多。④植物激素不同性别植株或性器官的植物激素含量有所不同。外施植物生长物质也影响植物的性别表现。如，IAA 和乙烯增加雌株和雌花；CTK有利于雌花形成，GA增加雄株和雄花；三碘苯甲酸和马来酰肼抑制雌花，而矮壮素抑制雄花形成。

6.答：（1）内因

①营养状况营养是花芽分化以及花器官形成与生长的物质基础。其中的碳水化合物对花的形成尤为重要，C/N过小，营养生长过旺，影响花芽分化。②内源激素花芽分化受内源激素的调控。如GA可抑制多种果树的花芽分化；CTK、ABA和乙烯则促进果树的花芽分化；IAA在低浓度起促进作用而高浓度起抑制作用。一般说来，当植物体内淀粉、蛋白质等营养物质丰富，CTK和ABA含量较高而GA含量低时，有利于花芽分化。

（2）外因

①光照光照对花器官形成有促进作用。在植物花芽分化期间，若光照充足，有机物合成多，则有利于花芽分化。②温度一般植物在一定的温度范围内，随温度升高而花芽分化加快。温度主要影响光合作用、呼吸作用和物质的转化及运输等过程，从而间接地影响花芽的分化。

③水分不同植物的花芽分化对水分的需求不同，如对稻麦等作物来说，孕穗期对缺水敏感，此时缺水影响幼穗分化；而对果树而言，夏季的适度干旱可提高果树的C/N比，反而有利于花芽分化。④矿质营养在适宜的氮肥条件下，如能配合施用磷、钾肥，并注意补充锰、钼等微量元素，则有利于花芽分化。

7. 答：(1)要了解被引品种的光周期特性，是属于长日植物、短日植物还是日中性植物，以及是否对低温有所要求；(2)要了解作物原产地与引种地生长季节的日照条件和温度的差异；

(3)要根据被引作物的主要器官的经济利用价值来确定所引品种。

在中国将短日植物从北方引种到南方，会提前开花，如果所引品种是为了收获果实或种子，则应选择晚熟品种；而从南方引种到北方，则应选择早熟品种。如将长日植物从北方引种到南方，会延迟开花，宜选择早熟品种；而从南方引种到北方时，应选择晚熟品种。

8. 答：（1）引种和育种不同纬度地区引种时要考虑品种的光周期特性和引种地生长季节的日照条件，否则，可能使植物过早或过迟开花而造成减产，甚至颗粒无收。如南方大豆是短

日植物，南种北引，开花期延迟，所以引种要引早熟种。通过人工光周期诱导，可以加速良种繁育，缩短育种年限。如：短日植物水稻和玉米可在海南岛加快繁育种子；长日植物小麦夏季在黑龙江、冬季在云南种植，可以满足作物发育对光照和温度的要求，一年内可繁殖2～3代，从而加速育种进程。杂交育种中，可以延长或缩短日照长度，控制花期，以解决父母本花期不遇的问题。如对晚稻进行遮光处理就能使其与早稻同时开花，使早晚稻杂交成为可能。

（2）控制花期花卉栽培中，光周期的人工控制可以促进或延迟开花。菊花是短日植物，经短日处理可以从十月份提前至六、七月间开花。

（3）调节营养生长和生殖生长对以收获营养体为主的作物，可以通过控制光周期抑制其开花。如将短日植物烟草引种至温带，可提前至春季播种，促进营养生长，提高烟叶产量。