植物生理学第11章

例1：将广州的一个大豆品种引到保定种植，其生长 期会发生什么变化？应选择什么品种？ ⑴大豆是短日植物。 ⑵广州（原产地）的日照较保定（引种地）短。 ⑶大豆主要是收获种子。 将短日植物从南方引种到北方，会延迟开花，又 因为此时温度已低，不利于作物的生长而造成减产， 所以应选择早熟品种。 例2：将北方的小麦引种到南方，会发生什么变化？ 例3：南麻北引，会发生什么变化？ 例4：将黑龙江的大豆品种引到保定种植，会出现什 么现象？为什么？
三、花器官形成所需的条件 1、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。
3、水分—缺水，颖花退化。 4、有机和无机营养—体内营养不足或缺肥， 花发育不良，数目少。 5、植物激素—GA可代替SD促进花器生长， IAA促进柑橘、抑制菊花花器发育。 6、适宜的栽培密度—密度越大，花退化越多。
4、植物激素：IAA、CTK、乙烯 ； GA IAA、ETH、ABA、CCC、CO等 促进雌花分化。 GA、TIBA、MH等促进雄花形成。
第四节 受精生理
一、花粉的附着和识别 1、花粉附着 2、花粉识别 识别蛋白(Recognitional protein)
克服不亲和性的可能途径：
1、花粉蒙导法


第二节 光照对成花的影响
光周期(Photoperiod) 在一天之中,白天和黑夜的相对长度. 光周期现象(Photoperiodism) 植物对日照长短发生反应的现象。
一、光周期反应类型
1、长日植物(Long-day plant; LDP) 日照长度长于临界日长才能开花的植物。 如小麦、黑麦、胡萝卜、甘蓝、天仙子、 洋葱、燕麦、甜菜、油菜等。 随日照长度的延长而加速开花。 天仙子的临界日长是11小时。
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 授粉的目的。
2、蕾期授粉法
雌蕊组织尚未成熟、不亲和因子尚 未定型的情况下授粉，以克服不亲和性。
3、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。 4、组织培养 利用胚珠、子房培养，试管受精。
5、细胞杂交
4、维持营养生长、提高产量
以收获营养体为主的作物，如麻类、 烟草等（短日植物），可南种北引，提前播 种，促进营养生长，提高产量。
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第三节 花芽分化和性别表现
一、营养生长锥转化为生殖生长锥 二、生长锥的分化机制
1、同源异形现象(Hoemosis) 2、ABC模型 3、双子叶植物花的四轮结构 花萼 —花瓣—雄蕊—雌蕊 基因 A AB BC C
第 十 章 植 物 的 成 花
第一节 第二节 第三节
温度对成花的影响 光照对成花的影响 花芽分化和性别表现
第四节
受精生理
花熟状态(Ripeness to flower)
植物能响应环境条件的诱导而成花所 必需达到的生理状态叫花熟状态。
成花决定态（Flower determinated state）
长日植物 开花 开花 不开花 开花 光 暗 短日植物 不开花 不开花 开花 不开花
② 人工光周期实验
9 15 9 15
苍耳开花（临界日长15.5h, SDP)
3、光敏素及其作用
红光 [X] 生理反应
需光种子萌发
光周期诱导
Pr
远红光
Pfr
[Pfr X]
黄化苗转绿
高Pfr/Pr比值诱导LDP成花
3、脱春化(De-vernalization)
在完成春化作用之前,将植物放到较高温下, 春化作用的效果会被减弱或消除,这种现象叫~.
4、再春化(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叫再春化作 用.
2、控制花期
花卉栽培种，光周期的人工控制可以促 进或延迟开花。如菊花，经短日处理可以提 前开花；暗期中断可以延迟开花。
3、加速世代繁殖
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，1年内可繁殖2~3代，从而加速 育种进程。
下一步
类型 冬性 半冬性
温度范围（0C） 春化天数（天） 0—3 3—6 40—50 10—15
春性
8—15
5—8
返回
二、春化作用的条件 1、水分(water) 2、氧气(Oxyzen) 3、呼吸底物 春化作用可以传递：组培、嫁接 三、春化作用的特点 1、感受低温部位：茎尖顶端分生组织 芹菜试验
四、春化作用的生理基础
低温 持续低温 适宜光照
A
高 温
B
C
春化素
F
成花素
花芽分化
D 植物春化后,体内赤霉素含量增加. GA可以某种方式代替低温进行春化作用. 某些植物在完成春化后,花芽仍未分化,只有 在较高的温度和特定的光周期处理后,花芽才 能分化.
五、春化理论在冬季高温储存 引种
2、温度和时间
低温对花的诱导，一般可在种子萌发或在 植株生长的任何时期中进行(如冬小麦) 。少数 种子只能在绿色幼苗长到一定大小才能通过春 化(如甘蓝,胡萝卜)。 各种植物春化所要求的温度不同，一般 0~10℃之间，最适温度是1~7 ℃. 冬性越强,要求春化的温度越低,春化的天 数越长. 春化作用一旦完成,就非常稳定,高温处理 不起作用.
2、光敏色素假说 光敏色素会活化某些特定基因，促进合成 新的蛋白质或酶。 3、碳氮比理论 C/N 大：开花 小：延迟开花或不开花
四、光周期理论在农业上的应用 1、引种 2、控制花期 3、加速世代繁殖 4、维持营养生长、提高产量
1、引种要考虑的因素：
⑴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，是否对低温有所要求。 ⑵要了解作物原产地与引种地季节的日照条件和温度 的差异。 ⑶要根据被引作物所收获的主要器官（种子、果实或 营养体）的不同来确定所引品种。 在我国，将短日植物从北方引种到南方，会提前 开花，如果所引植物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， 如果所引植物的种植目的是为了收获种子，宜选择早 熟品种；而从南方引种到北方时，应选择晚熟品种。
原生质体融合或转基因技术
二、花粉的萌发和花粉管伸长
1、集体效应 2、花粉管的定向生长
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。
花粉为什么能向着胚囊定向生长？ 由花粉管的向化性运动引起的。 雌蕊组织中产生“向化性物质”控制 花粉管的可塑性；同时，雌蕊组织中向化 性物质分布的浓度不同，花粉管尖端朝着 向化性物质浓度递增的方向（柱头→胚囊） 定向延伸。
地球表面不同纬度一年中光周期的变化：
低纬度地区：短日照 高纬度地区：长日照
我国地处北半球：
日照在夏至（6月22日）最长 ，在冬至（12月22日） 最短，春分（3月21日）和秋分（9月23日）各为12小时。 秋天温度较春季高，适于植物生长发育。
植物的分布：
低纬度地区（南方）：没有长日条件，所以只有短日植物。 高纬度地区（东北）：短日时气温已低，只能生长一些长 日植物。 中纬度地区（北方）：长日、短日植物都有，长日植物在 春末夏初开花，短日植物在秋季开花。
第一节 温度对成花的影响
一、春化作用(Vernalization)
1、春化现象：某些植物在发育过程中必须经过一 定的低温才能从营养生长转变到生殖生长的现象。 小麦品种的分类： 2、需春化作用的植物 冬小麦等冬性禾谷类作物和某些二年生植物（芹 菜、胡萝卜、萝卜、葱、蒜、白菜、百合、甜菜和天 仙子等）以及一些多年生草本植物。 3、春化作用: 适当的低温促进植物成花的作用。
四、影响性别分化的因素 1、光周期 短日照使SDP多开雌花，LDP多开雄花； 长日照使LDP多开雌花，SDP多开雄花。 2、营养状况：水分、N C/N 比值低，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、CO2浓度
适量增加CO2浓度增加雌花分化。
三、受精过程中雌蕊的生理生化变化
1、呼吸速率增加 — 增加0.5-1倍
2、生长素含量大大增加
（1）花粉的IAA扩散到雌蕊组织
（2）花粉中含有使Trp转变为IAA的E
3、吸水和吸收无机盐的能力增加 4、CH2O和蛋白质代谢加快 5、营养物质向生殖器官输送增强
4、中日性植物
只能在一定的日照长度范围内才能开花。 如甘蔗，只能在日长12.5小时才开花。
临界日长(Critical day length) 短日植物开花所需的最长日照长度或长日植 物开花所需的最短日照长度。 LDP临界日长不一定比SDP的临界日长更长 冬小麦（LDP）12h，苍耳(SDP)15.5h
二、光周期诱导机制 光周期诱导：适宜的光周期引起植 物成花的反应。 光周期效应：植物在适宜的光周期 下产生的效果可以保留下去的现象。
1、光周期的感受部位：叶片 菊花试验：
2、暗期比光期更重要: （1）破坏光期和破坏暗期试验 （2）人工光周期试验 长夜植物、短夜植物 临界夜长（暗期）
① 破坏光期和破坏暗期实验
低Pfr/Pr比值诱导SDP成花
4、开花刺激物的传递：
5、成花抑制物
三、光周期诱导开花的假说
1、成花素假说 成花素=赤霉素+开花素 赤霉素:形成茎所必需 开花素:形成花所必需 长日植物在短日条件下缺乏赤霉素;短日 植物在长日条件下缺乏开花素.所以都不能开花. 冬性长日植物在长日条件下具有开花素,但无低 温条件,即无赤霉素的形成,所以仍不能开花.