植物生理学—植物生殖与成花1

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1. 春化作用的概念: 低温促使植物开花的作用称春化作用。 人为给低温促植物通过春化的措施,称春化处理。--闷麦法、七九麦 1918,加斯纳,有不同温度处理冬黑麦,发现只有 1℃~2℃处理的植株能开花.
1928,李森科,低温诱导促进植物开花应用于实践。
低温启动或加速成了植物的成花过程,是植 物完成正常生命周期所必需的。
A. 对照;B. 未冷处理,每天施用10μg GA;C.冷处理8周。
6、玉米赤霉烯酮在春化中的作用:随着 春化的进行,玉米赤霉烯酮也随之积累, 春化完成时,玉米赤霉烯酮含量达到高 峰。春化结束后,玉米赤霉烯酮含量下 降。现发现在其他植物中也存在着玉米 赤霉烯酮,且含量随低温处理而上升, 随低温消失而下降。外施玉米赤霉烯酮 有部分代替低温的效果。
成年期,组织成熟,代谢和生理活动较慢,光合速 率和呼吸都下降。
幼年期茎的切段易发根,而成年期不易发根
可能与幼年期切条内含较多生长素有关
从幼年期转变为成年期限是由茎基向顶端转变,所
以植株不同部位的成熟度不一样。树木的基部通常
是幼年期,顶端是成年期,中部则是中间型。以基
部或顶端为接穗嫁接,前者一两年后仍不开花,而
三、春化刺激的感受和传递
1、春化时期:一般需要春化的植物,在种子萌发后 到植物营养体生长的苗期都可感受低温而通过春化。
2、春化部位:是茎尖生长点。 用橡皮管将芹菜茎的顶端缠绕起来,管内不断通过 冰水使茎生长点获得低温,即使其他部分处于高温 下植物也能通过春化,在长光照条件下可开花结实。 反过来,如把芹菜放在冰冷的室内,而使茎生长点 处于25℃的温度下,既使是在长光照条件下也不能 开花结实。证明春化感受部位是是茎尖生长点。一 般只发生在分生组织和某些能进行细胞分裂的部位。


前体物
低温
中间产物
Ⅲ 高温
低温
最终产物
中间产物分解 (去春化)
五、春化作用的应用
(一)人工春化处理: “闷麦”、“七九麦”、 人工加代。 (二)引种: 南北地区引种需了解不同品种成花诱导中对低温需 求的差异。避免盲目性。 北方冬性强的品种引到南方,可能因不能满足其对 低温要求,只进行营养生长而不开花结实; 南种北,会使南方早春开花或晚秋开花的植株受低 温伤害而败育,造成不可弥补的损失。 (三)控制花期: 观赏园艺生产上应用以改变开花季节; 对于一些以营养体为收获物的植物种类,利用高温 以解除春化,控制开花。
• 如番茄、四季豆、黄瓜、月季、辣椒、
君子兰、向日葵、蒲公英等。

要求双重日照条件的植物
• 短-长日植物(short-longday plant) 风铃草 • 长-短日植物(long-short day plant) 大叶落地生 根 • 中日性植物(intermediate-daylength plant) 只有在一定的日照长度诱导下 ,才能开花, (如某些甘蔗品种要求11.5h~12.5h日照) 长于 或短于这个日照范围都不能开花。 植物开花对日照长短的不同反应是决定于其原产 地生长季节的光周期变化。我国,起源于南方 的植物多为短日植物,北方SDP、LDP均有,东 北多为LDP。
景天科 【中文属名】落地生根属 【中文种名】大叶落地生根 【拉丁科名】Crassulaceae 【拉丁种名】Kalanchoe daigremontiana 【其他名称】宽叶落地生根、花蝴蝶 【产地分布】原产非洲马达加斯加岛的热带地区。
后者一两年则开花。由些可见,植株一旦成熟就非
常稳定,除非经过有性生殖,重新进入幼年期,否 则不易转变回幼年期。
花诱导:是指导致形成花原基所必需的一系 列生理生化变化过程,是决定花器官能否形 成的重要步骤。
花器官的诱导主要受低温和日照时数的影响。
日照变化也是植物感受季节变最敏感的信号。
第一节. 春化作用 一、春化作用的概念和反应类型
天仙子 semen hyoscyami (英)henbane seed 别名 莨菪子、牙痛子。 来源 为茄科植物莨菪 hyoscyamus niger l.的种子。
植物形态 一年或二年生草本,高30~70cm,全体被有粘 性腺毛和柔毛。基生叶大,丛生,成莲座状,茎生叶互生,近 花序的叶常交叉互生,呈2列状;叶片长圆形,长720cm,边缘 羽状深裂或浅裂。花单生于叶腋,常于茎端密集;花萼管状钟 形;花冠漏斗状,黄绿色,具紫色脉纹;雄蕊5,不等长,花 药深紫色;子房2室。蒴果卵球形,直径1.2cm,盖裂,藏于宿 萼内。花期6~7月,果期8~9月。 生于林边、田野、路旁等处,有少量栽培。主产内蒙古、 河北、河南及东北、西北诸省区。 采制 8~9月采收成熟种子,晒干。
李森科:T.D.Lysenko,1898—1976 1925年毕业于基辅农学院后,在一个育种站工 作。
首先提出春化(Vernalization)的概念, “春化 处理”的育种法,即在种植前使种子湿润和冷冻, 以加速其生长;创立了阶段发育理论;创立了遗传 学中的米丘林学派;农业生产上发明和推广了许多 新技术,提高了产量和品质;在生物进化方面,提 出了一个关于物种形成的新见解。
3、春化效应的传递:有些植物的春化效应,只能通 过细胞分裂进行传递;如黑麦在种子内进行春化,接 受诱导的细胞所衍生的组织都具有春化效应。 有些可以通过嫁接传递。梅尔切斯和兰(G. Melchers & Lang) •二年生天仙子春化的枝条或一片叶子嫁接到未春化 的同一品种的植株上——结果诱导未经春化的植株开 了花; •将已春化的天仙子枝条嫁接到烟草或矮牵牛植株 上——两种植物都开了花。 试验证明:无论长日植物、短日植物、日中性植 物的未春化植物都可被春化枝条诱导开花。
二、植物对光周期反应的类型
• 1. 长日植物 (long - day plant,LDP)
• 2. 短日照植物 (short - day plant,SDP)
• 3. 日中性植物(day - neutral plant DNP)
1.长日植物(LDP)
• 这类植物要求每天日照长度大于一定时 数才能开花。 • 温带地区初夏日照逐渐加长时开花的植 物多属此类。 如小麦、油菜、萝卜、白菜、甘蓝、 芹菜、胡萝卜、天仙子等 。
第二节.光周期现象
一、光周期与光周期现象的发现
1、光周期 :昼夜光 暗交替现象。不同纬 度,不同季节的光周 期不同。各种气象因 素中,昼夜长度的变 化是季节最可靠的信 号,使不同地区的植 物表现出生长发育的 周期性变化
2、光周期现象与其发发现 1920年,美国加纳尔(W. W. Garner)阿拉德(H. A. Allard) 烟草新品种引种实验:美洲南部→华盛顿 夏季株高3~5m不开花; 冬季来临前移栽温室中株高不足1m能够开花。
四、春化作用的机理
1、春化本质:由于春化效应可积累、传递、解除, 认为春化作用是一个化学过程。主要包括呼吸代谢、 核酸代谢、蛋白质代谢和有关基因的表达
2、春化过程:由两个阶段组成,第Ⅰ阶段是春化作 用的前体物在低温下转变成不稳定的中间产物;不 稳定的中间产物如遇高温会被破坏或被钝化,所以 春化过程中遇上高温春化作用会被解除。第Ⅱ阶段 是在低温下不稳定的中间产物转变成能诱导开花的 热稳定物质,即形成春化作用最终产物而促进开花。
在检验了一些影响开花的可能因素,如温度、光质、 营养条件和日照长度后,发现认为缩短夏季的日 照长度烟草可以正常开花;而在冬季温室中如果 用人工延长光照时间,则保持营养生长不开花。
(大豆,从春到夏每隔10d播种1次,但几乎同时开花)
光不仅是光合能源而且是信息
光周期现象:植物开花对光周期的反应。光照长短 对植物开花的效应称光周期现象。
各种类型小麦完成春化作用所需温度和时间
类型
温度范围(℃) 春化天数(d)
冬性 半冬性 春性
0~3 3~6 8~15
40~45 10~15 5~8
二、春化条件及春化作用的解除
1.低温是春化的主要条件,还要有适量 和水、充足和氧和营养物质。
2.去春化或春化解除作用:春化需要持 续低温,在春化完成之前,遇高温,春 化作用减弱或消失现象。
第十章 植物的生殖与成花
通过本章学习,主要了解植物生殖 (包括花前成熟、成花诱导,花器官形 成及受粉受精生理)需要的条件,为控 制植物生殖提供理论基础。
( 一)基本内容 1.花发端 2.春化原理 3.光周期现象 4.花芽分化 5. 授粉受精生理 (二)重点难点 1.春化原理 2.光周期现象 3.授粉受精生理
景天科 【中文属名】伽蓝菜属 【中文种名】大叶落地生根 【拉丁科名】Crassulaceae 【拉丁种名】 Kalanchoe daigremnaiana 【其他名称】宽叶落地生根、花蝴蝶 主要形态特征:多浆植物。株高50—100厘 米,茎单生,直立,褐色。叶交互对生,叶 片肉质,长三角形,长椭圆形、卵圆形,叶 长15—20厘米,宽2—3厘米以上,枝叶肥厚 多汁,具不规则的褐紫斑纹,常从边缘的缺 刻处长出不定芽。复聚伞花序,顶生,花钟 形,橙色。花期4—7月。 【产地分布】原产非洲马达加斯加岛的热 带地区。
成花生理:是指植物花的形成,包括花诱导以及
其后的花原基分化、形成花器官。
花发端(成花启动):形成花原基之前所进行的
所有反应以及分生组织分化成可辨认的花原基的
全过程。花的发端至少与四个方面有关: 花熟状态 春化作用 光周期反应 营养(其他)条件
根据成花启动对环境的要求,可将植物分
三个类型
光周期敏感型 低温敏感型(春化型)
4、春化素假说:认为通过低温处理的植株,
可能产生某种可传递的刺激开花的物质;它可
以通过细胞分裂、嫁接等方式传递给未经春化
的植株,而诱导其开花——这种刺激开花的物 质称为春化素。
但是这种物质至今还没有从植物体中分离出来。
5、GAs与春化:GA对某些植物可以代替低温 春化作用,但GA不是春化素。如,每天用 10μg GAs处理胡萝卜,连续处理4周,也能 抽苔开花。 GAs对短日植物开花没有促进作用 在对GAs起反应的植物中,对GAs的反应与春 化反应是不相同的,受GAs处理的植株茎先伸 长,并长出营养枝而后花芽才出现;而春化 处理后的植物,花原基的分化和茎的伸长是 同时发生。
3.再春化:去春化植物重返低温下,可 重新进行春化现象。
春化生理变化:经过春化植物呼吸、光 合、蒸腾及蛋白质合成均增加,但抗冻性下 降。春化过程一旦完成,春化效应则很稳定, 高温不能将其解除。可分为连续变化的五个 时期:
初期以旺盛氧化及氧化磷酸为主 以脱氢酶活性逐渐占优势的过程 核酸代谢密切相关的过程 蛋白质谢密切相关的过程 低温诱导末期入稳定时期
2.短日照植物(SDP)
• 这类植物要求每天日照长度小于一定时数 才能开花。 • 温带地区秋季日照逐渐缩短时开花的植物 多属此类。 • 如 大豆、晚稻、玉米、高梁、苍耳、 • 烟草、腊梅等。
3.日中性植物(DNP)
• 这类植物的开花对日照长度要求不严格, 只要其他条件适宜时,Biblioteka Baidu任何日照条件
下都能开花。
春化温度及时间因植物种类而异。如萝卜一般 为1℃~10℃,20~40天,而广东一些品种在 20℃~25℃的条件下也能通过春化,只是时间 处长。
根据小麦对春化温度、天数的要求分冬小麦、 半冬性、春性三种。一般说,冬性越强,要求 温度越低,时间越长。
低温对果树有促进分化和打破休眠的双重作用。
冬黑麦的春化试验
营养积累型
景天三七
花熟状态:开花之前达到的生理状态。 幼年期(juvenility):是植物早期生长的 阶段,植物未达到花熟状态之前的时期。 在此期间,任何处理都不能诱导开花。幼 年期的长短因植物种类而异。 幼年向成年期的转变受植物大小、年龄、 叶片数、生长环境与营养的影响。
幼年期与成年期的区别: *能开花与否 幼年期生长快 成快 呼吸强 核酸代谢和蛋白质合
科学不等于圣洁。科学家不等于道德高尚。
2.植物对低温反应类型 根据植物对低温的要求分相对和绝对 (二年或多年生草本植物)两类。 类型一:对低温的要求是绝对的、专性 的。如大多数二年生草本植物 类型二:对低温要求是相对的,如冬小 麦等一年生冬性植物,对春化作用的反 应表现出量的需要。
在一定期限内春化效应随低温处理时间而增加
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