植物生理学—植物生殖与成花1

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。
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
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。
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。
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。
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。
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
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
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。
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。
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 。
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。
Ⅰ
Ⅱ
前体物
低温
中间产物产物分解 （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。
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，在任何日照条件
下都能开花。
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
• 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。
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。
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。
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。