高等植物花芽分化机理研究进展
黄瓜花芽性别分化的研究进展与展望
黄瓜花芽性别分化的研究进展与展望张微;李锡香【摘要】黄瓜的遗传背景狭窄而性型丰富,是研究植物性别分化的模式植物。
一直以来,从形态学到细胞学,从经典遗传学到分子生物学,研究者们对黄瓜的性别分化及其调控机理做了大量研究,揭示了其遗传基础以及以乙烯代谢途径为主线的分子调控机制,但尚不能完全诠释黄瓜性别分化以及性型多样性和多变性的成因。
近年来,基因组学、表观遗传学、miRNA 等方面研究不断发展和深入,为黄瓜性型分化研究提供了新的方向和技术,有望通过多个层面和角度的综合研究进一步解释黄瓜性别分化与多样性形成的机制,为调控黄瓜性别分化,实现高产稳产栽培和瓜类作物性型分子育种提供理论依据和技术支持。
%Although the genetic background of cucumber is narrow,its sex types are diverse and abundant. Therefore,cucumber is the model plant for sex differentiation study.From morphology to cytology and from classical genetics to molecular biology,researchers have done a lot of important researches on cucumber sex differentiation.It was revealed that the genetic basis of major sex types and the molecular regulation mechanism of ethylene metabolic pathway as main line.But the mechanism of sex differentiation of cucumber flowers and diversification of the sex types still couldn′t be completely elucidated.In recent years,the rapid development of genomics,epigenetics and miRNA provided new perspectives and technologies for deeply clarifying the mechanisms of sex differentiation.The further comprehensive analyses would provide theoretic and technical support for regulating sexdifferentiation in cucumber cultivation of high and stable yield and the molecular breeding for sex type improvement of cucurbitaceae crops.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2015(000)0z1【总页数】7页(P74-80)【关键词】黄瓜;性别分化;遗传基础;分子调控机制;表观遗传;miRNA【作者】张微;李锡香【作者单位】中国农业科学院蔬菜花卉研究所,农业部蔬菜作物基因资源与种质创制北京科学观测实验站,北京 100081;中国农业科学院蔬菜花卉研究所,农业部蔬菜作物基因资源与种质创制北京科学观测实验站,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】S642.03黄瓜(Cucumis sativus L.)是全球栽培最广的瓜果类蔬菜作物之一。
葡萄花芽分化研究进展
·957·葡萄花芽分化研究进展王博1,罗惠格1,覃富强1,陈祥飞1,朱维1,谢太理2,曹雄军2,白先进3*(1广西大学农学院,广西南宁530004;2广西农业科学院葡萄与葡萄酒研究所,广西南宁530007;3广西农业科学院,广西南宁530007)摘要:花芽分化是葡萄生长发育过程中十分重要的阶段,而葡萄的成花过程较特殊,成花诱导更复杂,表现在始原基分化后能进一步分化形成花序,也能分化成卷须发育成为营养器官。
葡萄花芽分化过程受诸多内部和外部因素影响,生理及分子调控机制复杂。
文章结合国内外研究综述葡萄花芽分化的生理阶段及其特殊性,成花诱导和花形态建成相关基因功能及表达,以及影响葡萄花芽分化的因素,包括环境因素(温度、光照和水分)、树体营养(碳水化合物和矿质元素)、内源激素水平和栽培技术等。
根据葡萄花芽分化方面需进一步研究的问题,提出完善不同葡萄品种花芽分化进程、结构特性及冬芽次年花器官分化阶段等形态结构方面的研究,利用多组学关联分析深入探究葡萄花芽分化分子调控机制,以及开展不同栽培模式下葡萄花芽分化规律研究,进而推进葡萄花芽分化生理及分子机理的系统研究,为葡萄生产调控提供理论参考。
关键词:葡萄;花芽分化;生理;分子机制中图分类号:S663.1文献标志码:A文章编号:2095-1191(2023)03-0957-12收稿日期:2022-03-11基金项目:国家自然科学基金项目(31960572);广西创新驱动发展专项(桂科AA17204097-4);广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA294150)通讯作者:白先进(1956-),https:///0000-0001-7318-7169,研究员,主要从事果树栽培研究工作,E-mail :*************第一作者:王博(1985-),https:///0000-0002-0666-8509,博士,主要从事葡萄栽培生理及分子研究工作,E-mail :wang-**************Research progress of grape flower bud differentiationWANG Bo 1,LUO Hui-ge 1,QIN Fu-qiang 1,CHEN Xiang-fei 1,ZHU Wei 1,XIE Tai-li 2,CAO Xiong-jun 2,BAI Xian-jin 3*(1Agriculture of College ,Guangxi University ,Nanning ,Guangxi 530004,China ;2Viticulture and Wine ResearchInstitute ,Guangxi Academy of Agricultural Sciences ,Nanning ,Guangxi 530007,China ;3Guangxi Academy ofAgricultural Sciences ,Nanning ,Guangxi 530007,China )Abstract :Flower bud differentiation of grape is a very important stage in its growth and development.Flowering pro-cess of grapes is relatively different ,and its flower induction is more complex.After differentiation ,primordium can fur-ther develop into inflorescence or into tendril to be a vegetable organ.The process of flower bud differentiation is affectedby many internal and external factors.Its physiological and molecular regulation mechanism is complex.In this paper ,the physiological stage and the particularity of grape flower bud differentiation ,the function and expression of genes related to flower induction and flower morphogenesis ,and the factors affecting flower bud differentiation such as environmental factors (temperature ,light ,and water ),tree nutrition (carbohydrates and mineral elements ),endogenous hormone levels ,and cultivation techniques were reviewed based on domestic and foreign studies.For the issues of grape flower bud differen-tiation require further study ,researches in respect of morphogenesis and strcuture were carried out to improve flower bud differentiation process and structure characteristics of different grape varieties and flower organ differentiation stage of winter bud in the next year.The molecular regulation mechanism of grape flower bud differentiation was studied by multi-omics association analysis ,and the research on the regulation of grape flower bud differentiation under different cultiva-tion modes was carried out ,so as to promote the systematic research on the physiological and molecular mechanism of grape flower bud differentiation ,which would provide a theoretical reference for the regulation of grape production.Key words :grape ;flower bud differentiation ;physiology ;molecular mechanism Foundation items :National Natural Science Foundation of China (31960572);Guangxi Innovation-driven Develop-ment Project (Guike AA17204097-4);Guangxi Natural Science Foundation (2018GXNSFAA294150)54卷南方农业学报·958·0引言葡萄(Vitis vinifera L.)为葡萄科葡萄属藤本植物,栽培历史悠久,种植分布广,产量和产值高,是全球的重要果树。
花的发育
植物花发育过程的机理09生本3班林良茂摘要:植物花的发育是植物从营养体生长向生殖生长的结果,分生组织属性也经历从营养型向生殖型的转变相应。
首先植物要经过一段营养生长时期,然后在一系列的内、外因素的作用下完成花诱导过程,然后形成花序分生组织、花芽分生组织,最后产生花器官原基并逐步分化为花器官。
本文就花序的发育、花芽的发育、花器官的发育以及花型的发育四个方面浅论花的发育过程的机理。
关键词:植物花发育过程机理前言花器官的正常发育是植物赖以繁衍的基础I1I,一直以来,人们都在寻求揭示植物开花的奥秘,而花发育的研究多限于形态以及开花生理方面。
20世纪80年代以来,随着分子遗传学手段的运用,借助于现代生物技术结合模式植物拟南芥和金鱼草的花发育突变体,花发育的研究在短短十几年内获得了突飞猛进的进展.成为为发育生物学研究中最引入瞩目的热点[21。
随着发育分子遗传学的研究,人们慢慢的知道花发育的过程的机理。
1.花序发育的机理花序的发育是花发育的第一步,标志着植物个体从营养生殖向生殖生长的转变[3]。
植物生理学研究表明,花序的发育一般需要有一定的外界因子诱导,如光照长短、光质、温度、土壤水分等等。
在一定的诱导条件下,营养型顶端分生组织属性发生渐变,到诱导结束,营养型分生组织发生不可逆转的变化,成为花序分生组织。
许多研究表明,植物个体可用不同的部位感知不同的环境因子,然后导致成花。
这表明植物内在存在不同遗传机理来感知不同的环境因子。
相对应基因的突变能使个体对外界因子的感应能力发生改变,因而导致花序的发育时间有所变化。
研究表明Emf、Tfl1和Cen基因直接与植物花序发育的遗传机理有关,对顶端分生组织的属性起着决定的作用。
在前期, Emf突变,功能丧失后,个体发育仅有生殖发育,它对花序的发育有抑制作用,因为突变体表现花序发育的前体。
在后期,当花序顶端分生组织发育后,Tfl1和Cen基因一样,都起着维持花序型顶端分生组织属性的作用。
园艺作物花芽分化的研究进展
第 1 期 总 第 15期 7
20 0 8年 2月
农 业 科 技 与 装 备
c lu a c e e u t rl S inc &Te hn l y a d Eq i m e c o og n u p nt
NO1 T t .7 . Oa NO1 5 l
S e y n 1 1 hn ) h n a g 1 0 6 ,C ia 1
Absr t Ba e o h c nc p in ffo r ud ifr nt in n riulu a c o s he oc s f fo r hu di e ni to nd t ac : s d n t e o e to o we b dfe e i o i ho c t r l r p ,t pr e s o we d l at t l f r tai n a e mo p lg c l ha a t r a l s r hoo ia c r ce s s wel ph soo i a c n s u n fo r u difr nt to we e e iwe i t pa e , fr urh r a y ilg c l ha ge d r g l we b d i fe e i in a r r ve d n he p r o f t e r s a c s me on tu tv s g e to ae lo ic s d e e r h o c sr c ie u g sins r as d s us e . K e wor s:ho i ut r ; fo r bu di e e tai n; s m ma ; mo hoo i a c r ce ; p soo ia c ng y d t r c lu e l we d f r n ito f u y r p r lg c l ha a tr hy i lgc l ha e; su y d a e t d a v nc
植物花芽分化机理研究进展
文献综述REVIEW植物花芽分化机理研究进展马月萍戴思兰!北京林业大学园林学院,北京l00083!通讯作者,SiIandai@摘要花芽分化是有花植物发育中最为关键的阶段,同时也是一个复杂的形态建成过程。
这一过程是在植物体内外因子的共同作用,相互协调下完成的,了解植物的花芽分化的机理对于制定合理的栽培措施进行花期调控实施观赏植物的周年生产及实现植物的遗传调控具有重要意义。
本文综述了植物花芽分化过程中,环境因素,植物体自身因素,生长调节剂等因子对其花芽分化的影响,并且就植物花芽分化的调节机制作了一个概述和探讨。
关键词高等植物,花芽分化,机理,形态建成FIower Bud Differentiation Mechanism of AnthophytaMa Yueping Dai SiIan!CoIIege of Landscape Architecure,Beijing Forestry University,Beijing,l00083!Corresponding author,siIandai@ABSTRACTFIower bud differentiation is the most criticaI stage of anthophyta,as weII as a compIicated morphogenesis pro-cess.This progress is undertaking with the interaction of internaI and externaI factors.It wiII be of great importance to un-derstand fIower bud differentiation mechanism,therefore to adopt suitabIe pIanting measures,to controI fIowering time and reaIize genetic reguIation.It’s overviewed that the fIower bud differentiation process of anthophyta are infIuenced by factors Iike environment,pIant itseIf and growth reguIate chemicaIs etc;The reguIating mechanism of bud differentiation of anthophyta is aIse discussed.KEYWORDSAnthophyta,FIower bud differentiation,Mechanics,Morphogenesisl前言花是被子植物最重要的器官。
板栗的花芽分化及其影响因素研究进展
板栗的花芽分化及其影响因素研究进展摘要:综述板栗花芽分化的特点、雌花芽分化与矿质营养关系的研究进展,提出了今后的研究方向。
关键词:板栗;花芽分化;研究进展板栗(Castanea mollissima Blume)原产我国,栽培历史悠久,是我国重要的经济树种。
但板栗单产较低。
其雌花少、雄花多,是提高产量的主要限制因子[1]。
因此,摸清其花芽分化特点,分析影响花芽分化的内在机制和外在条件,对促进雌花形成,从而提高产量有重要意义。
1 板栗花芽分化的特点板栗属雌雄同株异花植物,雄花先开,雌花后开。
其花芽为混合芽,只抽生雄花枝的芽为不完全混合芽,能抽生结果枝的为完全混合芽。
板栗的混合芽具可塑性,在一定条件下可以转化[2]。
雌雄花朵比例通常高达1∶2400~4000,混合花序与雄花序比为1∶7~12,且雄花分化时期早、时间长、速度快,雌花分化的营养条件远不如雄花优越。
雄花的形态分化可持续10多个月,而雌花只有2~3个月。
板栗的花芽孕育期一般在6月中下旬至8月中下旬。
随着分化,于雏梢基部数节内出现雄花序原基,而雌花则发生在混合花枝上部的雄花序基部。
李中涛研究发现,翌年的结果枝,大部分在母枝大芽中奠定,这些芽在进入休眠前大部分雄花序原基已分化好,而其上的雌花序要在来年3月后与新梢一起发育形成[3]。
夏仁学等认为板栗正常开花结果(一次花)的花芽分化如上所述,但对二、三次花来说,不仅花芽分化时间短,而且雌、雄花序发育不存在先后顺序,是同时进行的[4]。
王凤才等指出,板栗雌花序分化可分为两种情况:一种是典型的成龄结果母枝,其雌花序原基于春季萌芽期发生并发育;另一种情况是通过摘心刺激或因生长势过旺而形成的二次结果枝,这类芽的雏梢发育历期短,随着生长锥的延伸渐次分化出侧芽、雄花序和雌花序。
雌花的形态分化期,从萌动开始到长成苞叶需要3~4周[5]。
余建华等对双季板栗品种的二次花芽分化过程进行了初步研究,结果表明,二次结实板栗第一次梢顶芽的雄花序原基在6月中旬形成,两性花原基形成在7月中旬,抽发新梢开花在7月下旬[6]。
植物的花及影响花芽分化的环境因素_成雪峰
于某个 界 限时才 能开花 , 如天仙子等 [ ] 只有 日照时数 #
大于 1 .s h 才 能开 花 , 日照 越长 对 开花 越 有利 " 目前 已经证 明 , 发生 光周期反应 的部位是 植物 的生 长点 , 而 感 受光周 期的部位则是植物 的成 年 叶片 " 大量 研究 表
彭 桂 群等 [ ] 的 研究 表 明 , 在 玫 瑰 花 花 芽 分 化 期 9
2 影响 花芽分化 的环境 因素 在植物分 生组 织 由营养生长转 向生 殖生长 的过程
或多轮 " 由于花瓣细胞内含有花青素或其他色素 , 在 不 同的条件下 , 这些色素使花冠呈 现红 ! 黄 ! 蓝! 紫等色
彩 " 同时 , 有些花瓣 里有分泌组织 , 能分泌带 有芳香物 质的花露 , 所 以某 些花 冠还 能散 发 出阵 阵幽 香 " 花冠
无限花序是在 开 花期 内 , 花序 的初 生 花轴 持 续 向 上生长 , 不断产生新 的苞 片 , 并在 其腋 中产 生花朵 的花 序 "无 限花序开花 的顺 序 是从 花序 轴基 部 开始 , 向顶 端依次开放 "如果 花序轴短缩 , 花朵 密集 , 则 花 由边 缘 向中央依 次开放 " 常见 的无 限花序 有总 状 花序 ! 伞房
草莓的花芽分化及其影响因素研究进展
草莓的花芽分化及其影响因素研究进展作者:张学明陈玉波侯佳贤姚环宇郑亚杰来源:《吉林农业》2017年第11期摘要:花芽分化是草莓生长发育过程中的关键阶段,直接关系到后期果实的产量和品质,是一个复杂的、需要在内外因子互作协调下完成的形态建成过程。
本文综述了草莓花芽分化的机制、内外因子对花芽分化的影响及相互作用,为深入探讨控制花芽分化的分子机理提供理论依据。
关键词:花芽分化;草莓;影响因素;互作;调控基金项目:“特种果树设施栽培创新团队”院创新工程项目(课题编号:C72080702)中图分类号:S668.4 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.21.046草莓,蔷薇科多年生草本植物,因含有丰富的营养物质和人体必需的矿物质、维生素、多种氨基酸、鞣花酸,具有重要的食用、保健和经济价值,深受广大消费者的青睐。
草莓花芽分化是草莓生长发育过程中由营养生长向生殖生长的转折点,是影响草莓前期产量的一个重要因素,对合理调控草莓花期、提高产量、改善品质有着积极的意义。
1 花芽分化的形态结构草莓花芽分化有典型的8个时期,分别是:分化始期、分化后期、花序分化期、萼片分化期、花瓣形成期、雄蕊形成期、雌蕊形成期、雌蕊大量形成期,花芽发育的顺序依次为:萼片、花萼、雄蕊、雌蕊,均为向心分化。
2 草莓花芽分化的机理研究草莓花芽分化的机理假说与植物的花芽分化机理假说相似,有五种假说。
“激素平衡控制花芽孕育假说”指出花芽孕育是各种激素在时间、空间上互作产生的综合结果,并提出了花芽孕育所需的条件和激素环境;“激素信号调节假说”强调激素信号对花芽发端的影响效果,而不是叶片代谢起主要作用;“碳氮比理论假说”认为植物体内同化糖类与氮化合物的含量比例是决定花芽分化的关键;“养分分配假说”提出不同组织获得营养的差异决定了花芽的形成,当中心分生组织获得的养分较多时,向花芽分化方向发展;“控制成花的网状系统模型假说”指出花的形成受多种途径相互交叉调控,不同的成花诱导条件可以刺激启动不同的成花基因。
简述花芽分化的定义
简述花芽分化的定义花芽分化是指植物生长过程中,芽的细胞发生特定的分化和发育,形成花骨朵的过程。
花芽分化是植物进入繁殖阶段的标志,也是植物繁殖成功的关键步骤之一。
花芽分化的过程可以分为三个阶段:诱导阶段、发育阶段和分化阶段。
在诱导阶段,植物受到内外部环境的刺激,促使芽的细胞进入分化状态。
外界刺激包括温度、光照、水分等因素。
内部刺激则与植物内部激素的调节密切相关。
激素的平衡和调节对花芽分化起着重要的作用。
例如,植物生长素的积累会抑制花芽分化,而植物生长素的缺乏则会促进花芽分化。
进入发育阶段后,芽的细胞开始进行有序的分裂和生长。
在这一过程中,细胞逐渐分化为不同的组织器官,如花蕾、花瓣、雄蕊和雌蕊等。
这些组织器官的形成是由细胞的特定基因表达控制的。
不同基因的表达调控了细胞的分化方向和组织器官的形成。
进入分化阶段,芽的细胞已经发育成特定的组织器官,如花蕾和花瓣。
此时,细胞的形态和结构已经基本确定,并且细胞开始合成和积累花色素,形成花朵的颜色。
同时,花朵的形态和结构也在这一阶段得到进一步的完善和巩固。
花芽分化是植物生长发育中的重要过程,它标志着植物进入繁殖阶段。
花芽分化的过程受到多种内外部因素的调控,其中植物激素的平衡和调节起着重要的作用。
花芽分化的过程是有序的,包括诱导阶段、发育阶段和分化阶段。
在这一过程中,细胞逐渐分化为不同的组织器官,形成花朵的形态和结构。
花芽分化过程的理解对于植物生长发育研究具有重要意义,也为农业生产和园艺栽培提供了理论依据。
通过研究花芽分化的调控机制,可以为植物繁殖和花卉品质改良提供理论指导。
同时,对花芽分化的研究也有助于揭示植物生长发育的基本规律,为植物科学的发展做出贡献。
树莓花芽分化的研究
Co a aieSu iso wo S ro i n l r c y a pa( ma . Nak i mp r tv tde fT pu ip mi el b a h c r a Ko r ) - a
CH IZhi on FENG -a - h g, Yu c i
( rc l r ol eo inAg i l r ies y C ag h n,in 10 1 ) Ho t ut eC lg f l r ut eUnvri , h n cu Jl 3 18 i u e Ji c u t i
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研究简报 ・
北 方 园 艺 20 )6 7 0 ( :~ 8 16 7
树 莓 花 芽 分 化 的 研 究
盛 艳 艳 ,高 庆 玉
( 北农业 大 学 园艺学 院 , 东 黑龙 江 哈 尔滨 103 ) 50 0
摘
要: 试验对树莓花 芽分化 时期的形 态特征及 发育进行 了定期观 察。结果表明 : 树莓花 芽
分化 始 期 为 8月初 , 8月下 旬至 9月进入 高峰 期 。 当年 只 分化 到 花 序 原基 分 化 期便 停 止分 化 。翌
年 4月中下旬开始 , 花序原基 向前推进 , 次进入花 朵、 依 萼片、 花瓣 、 蕊 、 蕊原基 的分化阶段 同 雄 雌 时进入 芽外分化阶段 。树莓生理分化期 为 8月上旬。树莓的芽由纯花芽和混合芽 2种芽组成 。 关键词 : 树莓 ; 花芽分化 ; 形态特征 ; 分化进程 中图分类号 : 6 . 文献标识 码 : 文章编号 :0 1 09 2 1 )6 0 6 3 S63 2 A 10 —00 (0 0 0 —0 7 —0 树莓是我 国北方地 区小浆果树种之一 , 以黑龙江分 布较多 , 享有 黑龙江 “ 三莓 ” 之称 。树莓 又名悬 钩子 、 木
经济林木花芽分化的分子机理研究进展
经济林木花芽分化的分子机理研究进展1 引言开花是植物从营养生长向生殖生长转变的过程,植物生长到一定阶段便由叶芽生理和组织状态转化为花芽生理和组织状态,发育成花器官雏形,这个过程称作花芽分化[3]。
高等植物的成花是植物在生长过程中内部因子与外部因子协同作用的结果,在经过一段时间的营养生长后,植物对光照(光周期、光质、光强)、温度、水分、养分等环境因子和植物激素等内部因子产生响应,开始促使植物从营养生长转向生殖发育。
先在茎端分生组织形成花序分生组织,花序分生组织进一步形成花分生组织,继而产生花器官原基,再逐步分化成成熟的花器官,最终实现植物的开花过程[4]。
目前,草本模式植物拟南芥的开花调控模式研究取得了重大进展,但与一年生草本植物不同,多年生木本植物需要经历一个较长的幼年期,才能获得生殖成熟,即开花。
幼年期的长短取决于该物种本身的特性,从4年到20 年不等(Pillitter et al.,2003)。
这一特性极大地限制了树木的遗传改良,尤其是具有重要经济价值的果树及林木的遗传改良(段艳欣等,2004)。
另外,由于多数木本植物具有较长的幼年期,使得对突变体或转基因树木的成花研究变得异常困难。
随着分子生物学和生物技术的发展,以及人们对植物开花诱导分子机理的遗传学研究深入的开展,利用生物技术进行林木的性状改良己成为传统育种的一种有效辅助手段。
目前已从木本植物中克隆出大量的与树木花发育相关的基因[2]。
在自然状态下,多数高等植物的成花存在一些明显的特点:(l)需要经过一定时期的营养生长,达到一定的“年龄”和生长量后,才具备成花的能力,特别是一些木本植物,更是存在一个长达几年甚个十几年的童期。
影响这一过程的是一些花序分生组织和花分生组织决定基因以及上游的一些调控基因;(2)植物的开花是“多因子”相互作用形成的[1]。
木本果树要渡过漫长的童期后,才进入成花状态:而一旦完成了第一次成花。
以后每年都在相同的季节开花,其营养生长和生殖生长共存,果实发育或枝梢生长与次年开花的花芽诱导及发端共存,不象草本植物那样,从胚胎开始,经数个月后即进入成花状态,开花结果后通常即完成生命周期。
花芽分化的调控措施
花芽分化的调控措施花芽分化是指植物生长过程中,由未分化的芽发育为花芽的过程。
它是植物生长发育的关键阶段,对于花朵的形成和植物的繁殖具有重要意义。
花芽分化的调控措施有很多,下面将介绍几种常见的调控措施。
一、光周期调控光周期是指植物在一天中接受到的光照时间和暗期时间的比例。
不同植物对光周期的要求不同,有些植物需要长日照条件,有些则需要短日照条件。
光周期调控可以通过控制植物接受到的光照时间来影响花芽分化。
例如,在长日照条件下,植物的花芽分化会受到抑制,而在短日照条件下,花芽分化则会促进。
二、温度调控温度是影响植物生长发育的重要环境因素之一。
不同植物对温度的要求也不同。
温度调控可以通过控制植物所处的温度条件来影响花芽分化。
例如,一些植物在低温条件下容易产生花芽,而在高温条件下则不易产生花芽。
因此,通过调节温度条件可以促进或抑制花芽分化的发生。
三、激素调控植物激素在花芽分化中起着重要的调控作用。
激素可以通过调节植物的生长和发育过程来影响花芽分化。
例如,赤霉素是一种促进植物生长的激素,适量的赤霉素可以促进花芽分化的发生。
而乙烯则是一种抑制植物生长的激素,高浓度的乙烯会抑制花芽的分化。
因此,通过适当调节植物激素的含量可以调控花芽分化的发生。
四、营养调控植物的生长发育需要充足的营养物质供应。
营养物质的供应状况会影响花芽分化的进行。
例如,氮素是植物生长发育所需的重要元素之一,适量的氮素供应可以促进花芽分化。
而磷、钾等营养元素也对花芽分化有一定的影响。
因此,通过调节植物的营养供应可以调控花芽分化的进行。
花芽分化的调控措施有光周期调控、温度调控、激素调控和营养调控等几种常见的方式。
这些调控措施可以通过调节植物所处的环境条件、植物激素的含量以及植物的营养供应来影响花芽分化的发生。
深入研究花芽分化的调控机制,对于植物的繁殖和花朵的形成具有重要的理论和实际意义。
希望今后能进一步加强对花芽分化调控的研究,为植物生长发育提供更多的理论支持和实践指导。
赤霉素对番茄花芽分化的调控机制研究进展
赤霉素对番茄花芽分化的调控机制研究进展赤霉素(GA)是一类属于双萜类化合物的植物激素,在植物整个生命周期中都起着重要作用,能促进细胞分裂和伸长、种子萌发、下胚轴和茎秆伸长、根的生长及开花等。
作为植物生长调节剂,赤霉素已被广泛应用于农业生产中,在促进种子萌发、茎秆伸长、果实发育以及提高植物耐逆性等方面发挥着重要作用。
20世纪30年代,日本科学家发现GA能够促进植物生长。
1926年,日本病理学家黑泽英一研究水稻“恶苗病”致病原因时,发现感染赤霉菌(Gibberellafujikuroi)的水稻植株会出现疯长现象。
将赤霉菌培养基的滤液喷施到健康水稻幼苗上,发现幼苗虽然没有感染赤霉菌,但也会出现类似“恶苗病”的过度生长症状。
1935年,日本薮田贞治郎和住木谕介从赤霉菌培养基的滤液中分离出这种活性物质,鉴定了它的化学结构,并将其命名为赤霉素。
1956年,C。
A。
韦斯特和B。
O。
菲尼分别证明了高等植物中也普遍存在着类似的萜类化合物。
迄今,已从不同维管植物、细菌及真菌中先后鉴定出了136种结构明确的GAs,并按照时间顺序将它们命名为GA1-GA136.但是,只有部分GAs具有调节植物生长的生理效应,例如:GA1、GA3、GA4和GA7等。
遗传学的证据表明,尽管植物中已分离鉴定出GA3,但是在许多植物中GA1和GA4是主要的活性GAs。
此外,在拟南芥和水稻中,GA4的活性成分强于GA1.自20世纪60年代起,“绿色革命”中半矮化育种的大规模推广极大幅度地提高了世界主要粮食作物的产量。
水稻和小麦的“绿色革命”都与赤霉素密切相关。
水稻“绿色革命”基因sd1(semi-dwarf1)编码赤霉素生物合成途径的一个关键酶GA20ox2;小麦“绿色革命”基因Rht1(Reducedheight1)编码赤霉素信号转导途径的关键调控元件DELLA蛋白。
近年来,随着植物分子生物学和功能基因组学的发展,有关赤霉素信号转导以及GA-DELLA与其它激素和环境因子互作调控植物生长发育等研究领域取得了突破性进展。
芽孢杆菌促进植物生长机制研究进展
芽孢杆菌促进植物生长机制研究进展
芽孢杆菌是一类广泛存在于土壤和水环境中的革兰氏阳性细菌,被广泛用于植物生长促进剂的生产和应用领域。
芽孢杆菌可以通过产生多种生长素、溶解磷酸盐、氮固定等机制,促进植物生长和提高生产力。
本文将介绍芽孢杆菌促进植物生长的机制及研究进展。
1、生长素产生作用机制
此外,芽孢杆菌还可以产生GA和Zeatin等植物生长素,这些生长素能够刺激植物生长,提高产量。
2、溶磷作用机制
磷是植物生长发育时各种生化反应所必需的元素,但在土壤中,磷存在于难以被植物吸收的形式。
芽孢杆菌具有溶磷作用,在土壤中释放出可溶性磷酸盐,提高植物吸收磷的能力。
研究表明,芽孢杆菌通过产生酸性磷酸酶和碱性磷酸酶、葡萄糖酸等溶解酶和有机酸等能够降低土壤pH,使得磷酸盐从固相转移到溶液相中,增加了土壤溶解态磷酸盐的含量,从而能够提高植物的生长和产量。
3、氮固定作用机制
芽孢杆菌除了以上的作用机制之外,还可以通过其他方式促进植物生长。
例如,芽孢杆菌可以产生抗生素,抑制植物病原菌的生长;芽孢杆菌可以产生各种辅酶和酶,参与植物生长的代谢过程。
此外,芽孢杆菌还能够产生鞣质和脂肪酸,形成一层根际区屏障,保护植物免受外部环境的干扰和病虫害的侵害,提高植物的免疫力。
苹果花芽分化机理研究进展
青岛农业大学课程论文题目:苹果花芽分化机理研究进展姓名:张晓菲学院:园林园艺学院专业:园艺班级:07级本科1班学号:20073907指导教师:张玉刚2010年12 月20 日课程论文任务书学生姓名张晓菲指导教师张玉刚论文题目苹果花芽分化机理研究进展论文内容(需明确列出研究的问题):明确苹果花芽分化的概念并确定其花芽的发育时期,从内源激素方面研究苹果花芽分化时期主要生理生化的变化及外界因素的调控机制,从多方面阐述苹果花芽分化机理。
资料、数据、技术水平等方面的要求:该论文属于综述文章,要求作者查阅大量关于苹果花芽分化机理研究方面的文献,文献数量中文不少于15篇,英文不少于3篇。
要求思路清晰,格式正确,文字数量达到学校规定的要求。
发出任务书日期2009.9.10完成论文日期 2010.12.20教研室意见(签字)院(部)院长意见(签字)注:此表装订在课程论文之前。
课程论文成绩评定表注:此表装订在课程论文之后。
目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 Abstract--------------------------------------------------------------------------------------------------------2 引言------------------------------------------------------------------------------------------------------------31 苹果花芽孕育时期的研究------------------------------------------------------------------------32 苹果花芽分化机理研究--------------------------------------------------------------------------------3 2.1花芽分化与内源激素------------------------------------------------------------------------------------3 2.1.1赤霉素GA S)--------------------------------------------------------------------------------------------3 2.1.2生长素IAA)---------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.3细胞分裂素CTK)--------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.4乙烯ETH)-----------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.5脱落酸ABA)-------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.6其他活性物质------------------------------------------------------------------------------------------5 2.2 外界因子与苹果花芽分化-----------------------------------------------------------------------------5 2.2.1光---------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.2温度---------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.3水分---------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.4矿质营养------------------------------------------------------------------------------------------------5 2.3 苹果花芽分化机理假说--------------------------------------------------------------------------------5 2.3.1激素平衡假说------------------------------------------------------------------------------------------ 62.3.2激素信号调节假说----------------------------------------------------------------------------63 果树花芽分化分子机理---------------------------------------------------------------------------------64 展望------------------------------------------------------------------------------------------------------6 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------7苹果花芽分化机理研究进展摘要本文综述了苹果花芽分化机理研究的主要进展,包括果树花芽分化与激素、多胺、核酸、激素信号和分子遗传学等方面。
植物细胞分化调控机理研究新进展
植物细胞分化调控机理研究新进展摘要:细胞分化是多细胞生物体形态发生的基础。
在种子植物中,由一个受精卵经历一系列的细胞分裂和细胞分化,形成一个具有根端和茎端的胚胎,进而形成种子。
在种子萌发后,长成新的植株。
在整个植物生长发育过程中,由于顶端分生组织活跃分裂的结果,通过一系列复杂的形态发生过程,形成不同的器官和组织,最后开花结实完成其生活史。
所以,事实上,细胞分化在植物形态建成中是一个核心问题,没有细胞的分化就没有形态建成。
细胞分化是生物学中有待进一步研究的重要课题。
上个世纪以来,人们通过研究发现了植物细胞分化的许多现象和事实,为进一步揭示植物细饱分化的调控机制奠定了基础。
关键词:细胞分化,调控机制细胞分裂、生长、分化是生物体发生的三个基本现象。
植物发育和三个基本现象有时间和空间上的必然联系。
细胞分化是指导致细胞形成不同结构、引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
植物的每个生活细胞具有全能性,但任何一个细胞在其整个生活周期中,只能表达其基因库中的极小部分内容,而各个细胞在不同的时间、空间和内外条件下,表达的内容是不同的,因而就出现了机能和形态的差异。
所以,分化也可说是一个基因型的细胞所具有的不同的表现型。
无论多么复杂的生物有机体都是由单个细胞发育而来的生长和分化的变化。
一般是在细胞基因型相同的基础上发生的。
细胞分化是从化学分化到形态、功能分化的过程。
构成有机体的细胞既然是由同一个细胞分裂而来,按照细胞分裂的规律,细胞间不应有什么差别,可它们却形成了差别巨大的细胞、组织、器官。
为什么会出现这种差别?也就是说发生这种差别的机制是什么呢?这是许多科学家一直注意而有待进一步解答的一个重要生物学问题。
1.对植物细胞分化基本现象的认识人们对植物细胞分化的研究首先是从发现并研究大量现象入手的。
主要有:1.1. 极性现象极性是植物细胞分化中的一个基本现象。
细胞早期分化的最主要因素之一就是极性的建立。
它通常是指在植物的器官、组织、甚至单个细胞中,在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。
简述花芽分化的定义
简述花芽分化的定义花芽分化是指植物的芽在发育过程中分化为花芽的过程。
花芽分化是植物生长发育的重要阶段之一,也是植物进入繁殖阶段的标志。
在花芽分化过程中,植物的细胞会经历一系列变化,从而形成花器官。
花芽分化的过程受到多种因素的调控,包括内部激素的作用、外部环境的影响以及遗传因素的调控等。
其中,植物内部的激素调控起着重要的作用。
植物生长素是调控花芽分化的重要激素之一,它可以促进芽的分化和发育。
在植物生长素的作用下,芽的顶端细胞开始分化为花器官的原基,最终形成花芽。
除了激素的调控,外部环境也对花芽分化起着重要的影响。
光照、温度、水分等环境因素都可以影响花芽的分化。
例如,一些植物需要接受一定的低温刺激才能促使花芽的分化。
而有些植物则对长时间的日照或高温敏感,容易导致花芽分化受到抑制。
此外,水分的供应和营养的供给也对花芽分化有着重要的影响。
在遗传因素的调控下,花芽分化的过程也会受到基因的表达和调控的影响。
植物基因中编码的蛋白质可以调控花芽分化相关的信号传导途径和基因表达,从而影响花芽的形成和发育。
不同植物基因的表达模式和调控机制不同,导致花芽分化的时间和方式也不尽相同。
花芽分化的过程可以分为几个阶段。
首先是植物生长点的形成,生长点中的细胞开始分化为花器官的原基。
随后,花器官的原基会进一步发育,形成花芽。
在花芽的发育过程中,花瓣、雄蕊和雌蕊等花器官逐渐分化和形成。
最后,花芽完全发育成熟,准备开花。
花芽分化的过程对植物的生长发育和繁殖具有重要意义。
通过花芽分化,植物可以形成花朵,进行有性繁殖。
花朵是植物进行传粉和结实的重要器官,它们可以吸引传粉媒介,促进花粉的传播和受精过程,最终形成果实。
果实中包含的种子可以传播植物的基因,保证植物的繁衍和遗传多样性。
花芽分化是植物生长发育过程中的重要阶段,它受到激素、环境和遗传因素的调控。
花芽分化的过程可以分为几个阶段,包括花器官的原基形成、花芽的发育和花器官的分化等。
花芽分化对植物的生长发育和繁殖具有重要意义,通过花芽分化,植物可以形成花朵,进行有性繁殖,最终形成果实。
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第28卷 第2期 经济林研究 V o l.28 No.2 2010年6月Nonwood F orest Research Jun.2010高等植物花芽分化机理研究进展郜爱玲,李建安,刘 儒,何志祥,孙 颖(中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙410004)摘 要: 花芽分化是一个高度复杂的生理生化和形态发生过程,是植物体内各种因素共同作用、相互协调的结果。
了解植物花芽分化的机理对于制定合理的栽培措施进行花期调控,缩短果树童期,加速植物的育种进程,实现植物的遗传调控具有重要意义。
对近年来高等植物花芽分化机理研究的主要进展进行了综述,包括花芽分化与环境因素、植物激素的关系,与激素有关的花芽分化机理假说及花芽分化的分子机理等方面的内容。
关键词: 高等植物;花芽分化;机理;分子遗传学中图分类号: Q943文献标志码: A文章编号: 1003-8981(2010)02-0131-06Advances in research on flower bud differentiation mechanismin higher plantsG A O A i ling,L I Jian an,L IU R u,HE Zhi x iang,SU N Y ing(T he key Lab of N on w ood Fo rest P roducts o f Fo restry M inistr y,Central South U niversity ofFo restry&T echnolo gy,Chang sha410004,Hunan,China)Abstract:Flow er bud differentiation is a highly co mplex bio chemical and physiolog ical mor pho genesis pro cess,w hich is the r esult of all kinds of factor s interacting and coo rdinating tog et her in plants.U nderstanding the mechanism of flow er bud differentiatio n of plants has g reat significance fo r making reasonable measures contr ol flo wer ing,shor tening the fr uit trees child stag e,speeding up process o f breeding and achiev ing genetic reg ulatio n of plants.Advances in research on hig her plant flo wer bud differ ent iatio n mechanism w ere r eview ed,including relationship betw eenit and env iro nmental facto rs,relat ionship betw een it and plant hor mones,flow er bud differentiatio n mechanism hy po theses relat ed to ho rmones,mo lecular mechanism of flo wer bud differentiatio n,and so o n.Key words:higher plants;flow er bud differentiat ion;mechanism;molecular g enetics开花是高等植物生活史上的一个质变过程,是植物生殖发育过程中最重要的标志。
植物生长到一定阶段便由叶芽生理和组织状态转化为花芽生理和组织状态,发育成花器官雏形,这个过程称作花芽分化(flow er bud differentiation)。
花芽分化是有花植物发育中最为关键的阶段。
近年来,分子生物学的发展,为花芽分化机理的研究开辟了新的途径,提供了新的方法,打破了花芽分化机理研究长期徘徊不前的局面,极大地推动了花芽分化机理的研究。
本文中就近10多年来花芽分化机理研究的主要进展进行了综述,以期为更好地研究植物花芽分化机理及其调控机制提供参考。
收稿日期:2010 01 20基金项目:国家自然科学基金项目油桐成花机理及其对激素信号的分子应答!(30671710)。
作者简介:郜爱玲(1972-),女,河南焦作人。
硕士研究生,研究方向:经济林栽培育种。
通讯作者:李建安(1964-),男,湖南茶陵人。
教授,博士,博士研究生导师,主要从事经济林培育与林木生物技术方面的研究。
E mail:lja0733@。
1 环境因子与花芽分化的关系1.1 光 照光是植物生长发育中重要的环境因子,它不仅提供光合作用所需的能量,还提供植物适应周围环境进行生长发育所需的信息。
光通过光强、光质、光周期来影响植物生长发育。
研究发现,光周期现象是通过光敏素调节的。
已知的光敏素、蓝光受体(隐花色素)、UV A受体和UV B受体4种光受体中,光敏素是研究最深入的一个。
研究者利用分子生物学技术已经从不同植物中分离出多种色素蛋白基因,发现5种光敏素基因(P hy A、P hy B、Phy C、Phy D、Phy E)和2种隐花色素基因(CR Y1和CR Y2)[1]。
在调节开花过程中,Phy A、Phy B有不同的敏感功能[2]:Phy A在某些条件下促进成花[3],Phy B则抑制成花。
转基因的拟南芥中,隐花色素Cry2的过量表达也导致了花期的提前,表明Cr y2能够感应光周期[4]。
另一个重要的成果是对成花素假说的研究。
自1937年柴拉轩通过嫁接试验提出,光周期诱导植物体内合成了一类具有促进开花功能的化学物质∀∀∀成花素以来,研究者利用传统植物学手段(嫁接和韧皮部运输抑制)、化学分析手段、外源喷施(激素或糖类化合物)手段等来研究成花素。
虽然在这些研究中都没有找到成花素,但明确了成花素的生理功能及成花(或抑制成花)作用与赤霉素、叶片发育和糖分的关系。
近年来随着研究的不断进行,关于成花素的研究取得了重大突破。
德国科隆马普所Co upland研究小组通过构建了GFP:FT融合蛋白转基因植株,利用GFP荧光特性,追踪了FT蛋白通过拟南芥脉管系统到达顶端分生组织,激活其它基因,并引起植物开花的全过程[5]。
在科学家们不断的努力下,美国Lucas实验室,将短日照植物Cmo(1个南瓜种)嫁接到Cm(日中性材料笋瓜)上,并在长日照下培养,结果证明FT蛋白就是人们寻找了很久的成花素[6]。
目前科学界取得了一致的认识:FT蛋白就是人们大半个世纪以来要找的成花素。
1.2 温 度温度是植物发育的必要条件,也是植物成花的必要因素。
植物在花原基分化之前,必须经过一段时期的零低温才能形成花原基,低温是春化作用的主导因子。
1939年,M elchers提出假说,认为植物经低温处理后产生了1种化学物质∀∀∀春化素,它可诱导花原基或花芽分化相关基因的表达。
然而至今未能从植物组织中分离出春化素。
后来发现,GA 及玉米赤霉烯酮(ZEN)与春化作用密切相关,但它们均不等同于春化素。
Purvis认为春化作用本质上是一种化学作用,由2种反应组成,A反应的产物有活性,B反应的产物无活性。
后者的温度系数高于前者,因而高温时无活性产物占优势,抑制开花;反之,促进开花。
但这一假说亦未得到直接证明。
1993年,伯恩(Burn)[7]等发现,基因去甲基化对春化意义重大,提出低温可能是通过促进去甲基化而令促春化基因得以表达的。
Finnegan等利用反义转基因植物进行研究,结果也证实春化作用是通过降低植物基因组DNA的甲基化水平来发挥作用[8]。
戴尼斯(Dennis)[9]等发现,至少在部分植物中,春化是通过基因去甲基化促使异贝壳杉烯酸羟化酶基因得以表达,进而调节GA生物合成速率来控制开花的。
随着研究不断深入,M cdaniel、Dean、Jo hanson 和Ratcliffe等从拟南芥的春化相关突变体中分别克隆到了调控春化作用的关键基因(FL C、FCA和FRI 等),并对其进行了功能分析[10-13]。
Gendall等研究发现,另外2个与春化作用相关的基因VRN1和VRN2能够保持FL C的抑制作用[14]。
Sibum Sung 和Richard M Amasino发现,长时间的低温处理可以诱导春化作用中另1个关键基因VRN 3的表达,并证明FL C和VR N 1、VRN 2、VRN 3等基因在染色体和DNA中有密切关系[15]。
另外,通过突变体途径,春化相关基因CO、GA L、E ARL I I也相继被克隆出来[16]。
我国在冬小麦春化作用研究中取得较大的进展,构建了相关基因的cDNA文库,并克隆了几个春化相关基因:Ver c203[17]、Ver17和Ver79,对其功能进行了初步分析[18]。
谭克辉、种康等已经分离出一系列冬小麦春化基因的cDNA克隆[11,19],并通过反义转基因技术进行了功能分析[20]。
1.3 矿质营养和水分除了光与温度之外,矿质营养、水分、pH环境和化学物质等均会影响植物的成花诱导,但都不是决定因子。
研究发现,某些需光周期植物的临界日长可随培养介质中矿质营养水平的改变而改变。
例如,低水平的氮有助于一些长日照植物(LDP)的提早开花;而铅、铁、钼等微量元素不仅对调节光周期诱导有影响,对小麦等的春化亦有较大影响[21]。
另132郜爱玲,等:高等植物花芽分化机理研究进展 第2期外,适当干旱有利于植物花芽分化,连续阴雨天、天气湿度较大、白天温度较低和光照不足等都会延迟开花[22]。
2 植物激素与花芽分化的关系2.1 赤霉素(GAs)内源GA s是多数果树主要的抑制成花激素。
近年来,在对银杏雄树成花,杨梅花芽孕育,柑橘等果树的研究中发现,GA是一种抑花激素[23-24]。
通过外施生长调节剂以及应用有关的抑花措施,也间接地证明了赤霉素对花芽分化的抑制作用,如邓烈等[25]指出,小年少果期,环割和控水等促花处理都明显促进了花芽分化,同时降低了枝条在花芽生理分化期GA3的含量。
随着研究的不断深入,国内外关于赤霉素的信号传导、作用机制、GA受体、赤霉素与其它植物激素间的相互作用及其调控机理方面的研究,都有一些相关的报道。
如:DELLA蛋白阻遏植物生长发育的分子机理,GA解除阻遏作用(derepress)的分子模型[26]等。