植物的生殖生理
第九章植物的生殖生理
第九章植物的生殖生理一、名词解释1.春化作用2.光周期3.光周期现象4.长日植物5.短日植物6.日中性植物7.光周期诱导8.诱导周期数9.临界日长10.临界夜长11.光敏色素12.集体效应13.春化解除14.花熟状态15.同源异型突变16.春化处理17.光周期效应二、填空题1.根据冬小麦春化所要求的温度不同 , 可将冬小麦分为、和三大类型。
2.根据植物对日照长短要求不同可将植物分为、和。
3.植物能感受环境条件的刺激而诱导开花时所必需达到的生理状态称为。
4.光周期诱导比光合作用所要求光照强度要。
5.根据光周期理论 ,对菊花进行处理 ,就可使菊花提前开花 ,对菊花进行处理 , 就可使菊花延迟开花。
6.光敏色素分布于除以外的低等和高等植物中。
光敏色素是由和两部分组成，部分具有独特的吸光特性。
7.高比值 Pfr/Pr 促进植物开花 ,抑制植物开花。
8.各主要农作物中 ,长日照植物有、、短日照植物有、。
9.小麦的冬性愈强要求春化的温度愈,时间愈。
10.C/N 比理论认为 , C/N 比值大时 ,植物开花 , C/N 比值小时 ,植物开花。
11.在昼夜周期下 ,在其暗期中间用红光进行闪光 , 则促进开花,抑制开花。
12.植物感受光周期剌激的部位是,发生光周期反应的部位是。
13.关于光敏色素的作用机理有两种假说:和。
14.长日植物南种北移 , 生育期；北种南移 ,生育期；短日植物南种北移 ,生育期；北种南移 , 生育期。
15．植物生长物质影响瓜类的性别分化,用生长素处理 ,则促进增多 ,用GA3处理, 则促进的增多。
16．为延长花粉的贮藏时间 , 多数植物的花粉均要求相对湿度和o C 的温度条件。
17.黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗。
18．影响植物成花诱导的外界条件主要是和。
19.植物接受低温春化的部位一般是。
20.一般来说 ,植物处于适宜的光周期下,多开花 ,处于非适宜的光周期下 , 则多开花。
21.矮壮素能抑制花的分化 , 三碘苯甲酸及马来酰肼则抑制花的分化。
第8章 植物的生殖生理
2. 光周期中光期与暗期的重要性
临界暗期（夜长）
在光暗交替中，长日植物能开花的最大暗期 长度或指短日植物能开花的最小暗期长度。
(1) 暗期长度是植物成花的决定因素
光
暗
短日植物
长日植物
暗中断试验
SDP
LDP
(1) 暗期长度是植物成花的决定因素
光
暗
短日植物
长日植物
光期和暗期对开花的影响
暗期的重要性
四、春化作用在农业生产上的应用
1.春化处理
2.调种引种 3.控制花期
闷麦法：把湿润的种子闷在 罐里放冷处40~50天，
南北方地区之间引种
低温处理促进开花，如香石竹
第二节 光周期现象 photoperiodism
一、发现和类型 二、光周期诱导的机理 三、光敏素在成花诱导中的作用
自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。
纬度愈高的地区(北方)，夏季昼长，夜愈短；
南
日长，短
某地 日长，长
北
南
开花早
开花迟
SDP
北
南
开花迟
LDP
开花早
北
日 长
春分
冬至
夏至 秋分
北半球不
夜 长
同的纬度
地区昼夜
长度的季
节变化
冬至
1. 植物的地理分布和引种载培
植物类型 引种方向 开花期
LDP
南种北移 早
北种南移 迟
SDP
南种北移 迟
北种南移 早
克勒布斯试验证明，植物体内的营养状况可以影响 植物的成花过程。植物体内碳水化合物与含氮化合物 （即C/N）比值高时，植物开花；比值低时，植物不 开花或开花延迟。
植物生理学第08章-植物的生殖生理
第八章植物的生殖生理本章内容提要：完成幼年期生长的植株的开花，还受到环境条件的影响，其中低温和光周期是成花诱导的主要外界条件。
一些二年生植物和冬性一年生植物的成花需要低温的诱导，即春化作用。
光周期对植物成花同样具有重要影响，植物对光周期的反应类型主要分为三类：短日植物、长日植物和日中性植物。
光敏色素参与了植物的开花过程，P fr/p r的相对比值影响植物的成花过程，短日植物的成花在暗期前期要求“高P fr反应”，在暗期后期要求“低P fr反应”，长日植物与此相反。
春化处理和光周期的人工控制，可调节植物的开花时期，春化和光周期理论在农业生产中有重要利用价值。
植物花器官的形成和性别分化受环境影响较大。
花粉能否正常萌发和受精取决于花粉和柱头之间的亲和性，人为干预可打破不亲和性。
外施生长素类调节剂可诱导单性结实。
第一节春化作用大多数植物都有一个共同点，就是在开花之前要达到一定年龄或是达到一定的生理状态，然后才能在适宜的外界条件下开花。
植物开花之前必须达到的生理状态称为花熟状态(ripeness to flower state)。
植物在达到花熟状态之前的生长阶段称为幼年期(juvenile phase)。
处于幼年期的植物，即使满足其成花所需的外界条件也不能成花。
已经完成幼年期生长的植物，也只有在适宜的外界条件下才能开花。
外界条件主要特征表现为温度高低和日照长短。
1、春化作用及植物对低温反应的类型早在19世纪人们就注意到低温对作物成花的影响。
如小麦和黑麦的有些品种需要秋播-“冬性”品种；有些则适应春播--“春性”品种。
如果将冬性品种改为春播，则只长茎叶，不能顺利开花结实；而春性品种不需要经过低温过程就可开花结实。
在一些高寒地区，因严冬温度太低，无法种植冬小麦。
前苏联的李森科(Lysenko) 将将吸涨萌动的冬小麦种子经低温处理后春播，可在当年夏季抽穗开花，遂将这种方法称为春化，意指冬小麦春麦化了。
低温促进植物开花的作用称为春化作用（vernalization）。
植物生理学第10章植物生殖生理
增加适宜光周期诱导的天数，可加速花原基的发育，增加花的数目。
光周期诱导的光照强度远远低于光合作用所需要的光照强度，植物每天光周期开始与停 止的时间是太阳处于地平线下6。时的清晨与傍晚。
五、光对暗期的中断
短
长
日
日植Leabharlann 植物物又
又
叫
叫
长
短
夜
夜
植
植
物
物
暗期闪光中断对长日植物和短日植物开花的作用
暗期闪光中断对长日植物和短日植物开花的作用
中断暗期的闪光强度很低（日光的10-5倍或月光的3～10倍）。但是，光照强度低所 需时间长，反之则短（数分钟至几十分钟）。
以上实验说明，光周期中暗期长短对植物开花起决定作用，称之为临界夜长。
只要暗期超过短日植物的临界夜长，不管光期有多长，短日植物都能开花。如果用闪光 中断足以引起短日植物开花的暗期,短日植物就不能开花。
12小时。
在低纬度地区（如我国南方）没有长日照条件，所以只有短日植物。 在中纬度地区（如我国北方）长日植物和短日植物都有，长日植物一般在春末夏初开花， 而短日植物在秋季开花。 在高纬度地区，短日照时温度太低，所以只生存要求日照较长的植物。
栽培作物由于人工不断驯化，对日照长短的适应范围逐渐增大。 如晚稻是原始型，仍保持短日植物特性，而早稻和中稻发生的变异，称为日中性植物。 番茄原是短日植物，经长期驯化也变异称日中性植物。
判断植物光周期类型的方法： 临界日长(critical daylength)：能使长日植物开花的最短日照时数或者能使短日植物开花的
最长日照时数。 临界日长不是12小时。 如短日植物苍耳的临界日长是15.5小时，长日植物菠菜的临界日长是13小时，如果将苍耳
第十一章 植物的生殖生理(2011)
第三节 光周期现象
光周期：在一天之中，白天和黑夜的相
对长度。
光周期现象：植物对白天和黑夜的相对
长度的反应。
一、植物光周期现象的发现和光周期类型 （一）、光周期的发现
1、Julien Touvmens（法国，1912）将蛇麻春天持续遮 光6h，提早开花，断定蛇麻提早开花是由短日照引起的， 因其不幸在战争中死亡，其观点没有进一步发展。 2、美国的Garner和allard发现佛罗里达的烟草在华盛顿 夏季旺盛生长，不开花，冬季温室内的烟草却开了花， 这个现象促使了光周期现象的发现，提出了烟草的花诱 导决定于日照长度的理论。
1、温度：低温是春化作用的主要条件。 有效温度是0－10℃之间，适宜温度1－7℃， 由此将小麦分为冬性、半冬性和春性。冬性愈 强，所需要的春化温度愈低，需要春化天数愈 长 各种植物春化所要求的温度范围及持续时间不 同，这与原产地有密切关系，是该种植物在系 统发育中形成的，对大多数植物而言，1—7℃ 是最有效的温度范围，一般认为低温上限是 9—17℃，持续时间一般为1—3个月。
⑤短-长日植物（short-long day plant， S－LDP ） 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，如风 铃草。 ⑥长-短日植物（long-short day plant，L－SDP） 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。 ⑦两端（极）日照植物：也叫两极光周期植物 （amphophotoperiodism plant） 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。
（二）、调种引种：
不同纬度温度有明显差异，在南北方之 间引种，必须了解品种对温度的要求。
植物的生殖生理作业及答案
第十一章植物的生殖生理一、名词解释1.花熟状态：植物经过一定阶段的生长发育后，所达到的能感受环境条件诱导而开花的生理状态称为花熟状态。
2.花发端：分生组织形成花原基之前所进行的一系列反应及其分化成可辨认的花原基的全过程，称为花发端。
3.芽分化：指花原基的形成、花芽各部分的分化与成熟的全过程，即花器官形成。
4.春化作用：低温促进植物开花的作用。
5.春化处理：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。
6.去春化作用：已春化的植物或萌动种子，在春化过程结束之前，如置于高温条件下，春化效果即行消失，这种现象叫去春化作用。
7.再春化作用：大多数去春化的植物返回到低温条件下，又可重新进行春化，而且低温的效应是可以累加的，这种去春化的植物再度被低温恢复春化的现象称为再春化作用。
8.春化素：植物在春化过程中形成的某种开花刺激物质，称为春化素，但至今尚未能从植物中分离鉴定出来。
9.短日春化现象：在黑麦等某些禾谷类作物中，短日照处理可以部分或全部代替春化处理，这种现象称为短日春化现象。
10.光周期与光周期现象：在一天中，白天和黑夜的相对长度叫光周期。
植物对光周期的反应叫光周期现象。
11.光周期诱导：植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，这种现象称为光周期诱导。
12.诱导周期数：植物达到开花所需要的适宜光周期数。
不同植物所需的诱导周期数不同。
13.光周期效应：植物经过适宜的光周期诱导后的效果可以在植物体内保留而不消失的现象称为光周期效应。
14.临界日长：诱导短日植物开花所需的最长日照时数，或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。
15.临界暗期：昼夜周期中短日植物能够开花所必需的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。
16.长日植物：在昼夜周期中，日照长度必须长于临界日长才能开花的植物。
如小麦、天仙子等17.短日植物：在昼夜周期中，日照长度必须小于临界日长才能开花的植物。
第十一章植物的生殖生理ppt课件
嫁接 天仙子, 已春化——未春化(开花)
春化素传递
4. 春化过程中的生理生化变化
通过春化以后，虽然暂时在形态上没有明显地变化，但在 代谢上变化明显。
呼吸速率、核酸含量、可溶性蛋白含量、赤霉素含 量增加。
外施GA可部分代替低温?
10 μg GA/d 处理4周
对照
低温处 理6周
GA对胡萝 卜开花的 影响
四. 春化作用的应用
1. 人工春化处理 (调节播期) 闷麦法，0～5℃，40～50d，春天补种。 2. 调种引种
北方品种→南方，不能满足低温要求，不 开花结实。 3. 控制花期
①低温处理促进花芽分化（石竹等）春播 。
②利用解除春化控制开花，贮藏的洋葱鳞茎， 高温处理以解除春化，防止开花，增产。
2. 短日植物(SDP) ：指在昼夜周期中， 日照长度短于临界日长，才能成花的植 物。如水稻、玉米、大豆、高粱、苍耳、 烟草、菊花等。
适当延长黑暗或缩短光照可促进短日植物开花。
3. 日中性植物(DNP) : 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。
2. 单性结实 不经过受精作用，子房直接发育成果实
（无籽果实）的现象 。
§11-2 光周期现象
一.植物对光周期反应的类型 二.光周期诱导 三.光周期理论在农业生产上的应用
光周期(photoperiod)：自然界一昼夜间的
光暗交替。
光周期现象(photoperiodism)：植物对昼
夜长度发生反应的现象。
临界日长（critical daylength）诱导植物 开花所需的极限日照长度。
1. 花粉的活力 寿命 水稻：5~l0 min，梨、 苹果70～210d。干燥、低温、低氧有利于贮存。 2. 柱头的活力 开花当天最强，以后逐渐下降 。 3. 环境条件
第十章 植物的生殖生理
在暗周期过程中，红光抑制了短日植物成花作用，且其 效应可以被远红光逆转。这个反应表示了光敏色素在控制成 花作用。
四 、植物生长调节剂在植物成花诱导中的应用
1.GA可代替长日照，诱导长日植物在短日照条件下开花。
也可代替低温，使冬性长日植物不经春花而开花。 2.NAA和2，4-D等生长素刺激菠萝开花 3. ETH 可促进菠菜开花 4.PA也可能是开花刺激物。
二、花器官原基的形成
ABC 模型
植物花由外而內的四轮花 器官的形成，它们由三组不同 基因（A、B、C）彼此间相互作 用或拮抗所调控， 即所谓的 “ABC 模型”
花萼 花瓣 雄蕊 心皮
ABC 模型要点
1、控制花器官发育基因包括三 类基因 A：APETALA1(AP1) 和
APETALA2(AP2) B：APETALA3(AP3) 和 PISTLLATA(PI) C：AGAMOUS(AG)
前苏联植物生理学家李森科（Lysenko），将浸泡萌
动的冬小麦种子经低温处理后春播，可使其在当年夏初
抽穗开花。
李森科将这种技术称为 春化，意为冬小麦春麦化了。
他最早提出了春化的概念。
春化作用（vernalization）：低温诱导植物开花的过
程。
二、春化作用的条件 1. 低温 低温是春化作用的 主导因子。但不同的植 物和同一种植物的不同 品种，春化所要求的低 温范围和低温持续的时 间不同。 一般有效温度为0～ 10℃，最适温度为1～ 7℃。
二、提早成熟
常春藤
植物在感受外界刺激而开花之前必须达到的生理状态称
为花熟状态(ripeness to flower state)。
植物顶端分生组织既可形成叶芽又可形成花芽。它的分
化方向取决于植物内部因素和外界条件。
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►1）种子春化 在种子萌发期间感受低 温诱导而通过春化作用，如萝卜、白 菜。
►2）绿体春化 在幼苗形成一定的绿体 时才能感受低温诱导而通过春化，如 甘蓝、洋葱。
20
►2、感受春化的部位——茎尖生长点 或细胞旺盛分裂的部位。
实验：温室芹菜茎尖低温，整株高温，开 花；反之则不开花。
21
►3、春化效应的传递
►花器官的形成 —花器官的形成和生长过程， 决定花器官的数量和质量。
4
枝条顶端分生组织进行花形态建成
诱导
光周期， 温度等
信号 表达阶
营
感受阶段：
养 幼年期 对一定的发
生
育信号具有
长
预期的响应
能力。
成花决定阶段： 段：茎
茎尖分生组织 分化成形态上 可辨认的花原 基。
尖分生 组织分 开 化成花 花 或花序
激素、
成花物质？
花芽分化、花器官形成和性别分化主要由植物的基 因型决定的，适宜的外界条件是诱导成花的外因。
5
第一节 幼年期
►幼年期(juvenile phase)：指植物对诱导花 芽分化的条件反应不敏感的一段时期；或 指在具有开花能力之前的发育阶段。
幼年期长短因植物种类不同而异。 桃三杏四梨五年，枣树当年就换钱
16
►1928年，苏联的李森科把Gassner的 研究成果应用于农业生产，他将冬性小 麦种子用低温处理，然后春播，以解决 某些地区冬小麦不能越冬问题，他把这 种低温处理措施称为春化，目的就是把 冬小麦转化为春性小麦。
►低温的作用是诱导花原基的形成。
17
根据植物对低温的要求分为： 相对低温型，植物开花对低温的要求是相
花熟状态（ripeness to flower state）：植 物具有的这种能感受环境条件而诱导开花 的生理状态称为…。
6
幼年期
低温和光周期
花熟状态
开花
►幼年期的特征： 代谢活动旺盛，呼吸强， 生长快，核酸代谢和蛋白质合成快。幼年 期的切段易发根，冬季，落叶树木基部 （即幼年期）的叶片不脱落。
7
常春藤的幼年期和成年期的特征比较
特征
叶形 叶序 花色素苷 毛 生长习性 顶芽
气生根 发根能力
开花
幼年期
三或五裂掌状叶 互生叶序
嫩叶及茎有花色素苷
茎披短柔毛 攀缘及斜向生长 枝条无限生长、无顶
芽 有 强 不开花
成年期
完整的卵圆形叶 旋生叶序
没有花色素苷
茎无毛 直生
枝条有限生长， 具鳞叶的顶芽 无 差 开花
8
►成年营养期与幼年期的区别是具有 花芽分化能力。
9
植物不同部位的成熟度不一样，即:
植株基部通常是幼年期， 顶端则是成年期， 中部是中间型。
10
11
►提早成熟措施
①加速生长，迅速通过幼年期，如桦树—连续 长日照—花期缩短4-9年。
②减慢生长以提早开花（进入成年期），如幼 年期苹果芽—嫁接到成熟的矮化砧木—提前 开花。
③生长物质处理，如IAA处理促进菠萝开花。
12
植物的顶端分生组织既可形成叶芽又可形 成花芽。它的分化方向取决于植物内部因素和 外界条件。外界条件主要是低温和光周期。
拟南芥的顶芽分生组织在发育的不同时期形成不同的器官13
►花诱导（floral induction）：指在合适的环 境条件诱导下，植物体内发生成花所必需的 一系列生理生化变化过程。
成花诱导（flower induction）：指适宜的 环境刺激诱导植物从营养生长向生殖生 长转变。也称为成花转变（flower transition）。
3
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。
对的，低温处理促进开花；如冬性一年 生植物。 绝对低温型，植物开花对低温的要求是绝 对的，不经低温处理，绝对不能开花。 一般二年生植物和多年生植物属此类。
18
一、春化作用的时期、部位和刺激传导
1、时期——种子萌发和苗期 大多数植物在种子吸胀后即可接受低
温诱导，在种子萌发和苗期均可进行。而 有些植物（胡萝卜、月见草等）只有绿苗 达到一定大小才能通过春化。
►花诱导的主要环境条件：低温和光周期。
14
第二节 春化作用
春化作用(vernalization)：低温诱导促进 植物开花的作用 。
15
►春化作用的概念来自对小麦开花特性的研究。 在1918年，德国的加斯纳 (Garssner)研究了 小麦的发育特性后，把小麦分为两大类： 一类为秋季播种的冬性品种 另一类为春季播种的春性品种 将冬性品种春播，植株就只进行营养生长，不 开花结实。但他又发现，在冬性黑麦种子萌发 时，用1~2℃的低温处理，再春播，就可以开 花结实。这说明冬性小麦开花需要一定的低温。
第十章 植物的生殖生理
1
第十章 植物的生殖生理
在植物生活周期中，从营养生长转变为生殖生长最
明显的标志是花芽分化（即花原基产生）。
花的发育是一个非常复杂的过程，除形态上的巨大 变化外，植体内还发生一系列复杂的生理生化变化。
2
花芽分化（flower bud differentiation）： 指成花诱导之后，植物茎尖的分生组织 不再产生叶原基和腋芽原基，而分化形 成花或花序的过程。
►2、水分 ►3、氧气 ►4、糖分 ►5、光照
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►1、低温和时间 ► 低温是春化作用的主导因子。春化的温度
范围为0℃ —10℃，最有效的春化温度是1～ 7 ℃。并需要一定时间。不同作物的春化温 度不同。
26
根据原产地不同，将小麦分为三 种类型：冬性、半冬性和春性
一般来说，冬性强的，要求的春化温度低、春化天数长 27
► 低温刺激作用能否在植物体内传导，经试 验有两种截然相反的结果。
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春化效应的传递
① 不能传递 嫁接
菊花，已春化——未春化(不能开)
② 能够传递 嫁接
天仙子, 已春化——未春化(开花)
天仙子——烟草或矮牵牛
(开花)
(开花)
物质传递——春化素（但未分离出来），
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二、春化作用的条件 ►1、低温和时间
在一定时间内，春化的效应随低 温处理时间的延长而增加。
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去（脱）春化作用 (devernalization) ：在 春化过程结束之前，如 置入高温等条件下，春 化效果消失的现象。去 春化的有效温度一般为 25~40℃。 植物经过低温春化的 时间愈长，解除春化愈 困难。春化作用一旦完 成便不能被解除。