作物生态学
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（子叶）
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育
胚乳或子叶细胞是贮藏物质的场所，其发育程度与 作物的产量和品质形成密切相关。 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •温度： 玉米：最适温度为27℃，此时细胞增殖较快，分裂 产生的细胞多；高于35℃时，细胞增殖时间短，产 生细胞个数少；低于15℃时，细胞分裂受到抑制， 增殖时间长，但细胞体积较大。
2、块根、块茎的 形成过程与条件
（1）甘薯块根的 形成
形成条件
•光 照 ： 强 光 有 利
于块根形成，严
重遮光可能导致
块根不能形成而
形成柴根。
图 甘薯块根膨大期遮光对块根形成的影响
注：8月5日—9月5日遮光 品种：农林1号
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 （1）甘薯块根的形成 形成条件 温度：一般甘薯茎叶生长适宜温度为28-35℃，块 根形成适宜温度为25-28℃。但不同品种有所差异。
图 大豆种子发育和发芽过程中丰富型mRNA的表达 图中标志的粗细表示每组mRNA的丰度
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （4）影响种子形成的因素 •遗传因素：如雄性不育、自交不亲和性、单性结实 等； •受精失败：如遭遇高温、低温、干旱等逆境条件， 可导致受精失败； •受精子房退化：如遭遇养分供应不足、高温等逆境 胁迫，可导致受精子房退化。
在多数双子叶植物中胚乳被子叶吸收退化。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育
（2）胚和胚乳（或子叶）的发育
正常条件下，胚乳或子叶发育：
小麦 水稻 玉米 大豆
完成细胞分裂的时间 （花后天数） ~14 ~9 ~13 14~20
总库容细胞个数 (万) 10~15
~18
~ 90 2.3~10.9×106个
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •光照：
光照因可促进光合作用，促进胚乳细胞分裂、增殖。 小麦遮光处理，在光照强度降低50%时，胚乳细胞 数减少45%。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •水分：缺水严重影响胚乳细胞分裂和扩大，造成籽 粒千粒重下降。 •矿质营养：N、P、K供应充足时，有利于胚乳细胞 分裂、扩大。因此，小麦、水稻施用穗肥可扩大库 容，提高产量。
表 甘薯块根形成与地温的关系
柴根重 (g)
柴根数
注：盆栽试验，每盆1株，7月31日种植，9月27日收获 地温：生育期间平均温度
加，乳熟期空、秕粒增加，蜡熟期秕粒增加。
玉米
•果穗吐丝期干旱： 严重影响授粉受 精作用，出现 “秃顶”现象， 大幅减少穗实粒 数；同时光合产 物运向籽粒受阻， 使茎秆重量增加。
•吐丝后干旱：抑 制胚乳细胞分裂， 降低库容，粒重 下降。
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 块根、块茎作物以营养器官为贮藏器官。甘薯、甜 菜同化产物贮藏在块根薄壁细胞中，土豆养分则贮藏 在块茎薄壁细胞中。 （1）甘薯块根的形成 形成过程：由粗大幼根一次（原生）和二次（次生） 形成层细胞的旺盛分裂形成大量薄壁细胞，作为贮藏 细胞，特别是原生形成层内薄壁细胞的再分裂能力对 块根膨大及淀粉含量具重要影响。
表 不同高温下水稻结实率（上海植生所，1976）
温度 28℃ 30℃ 32℃ 35℃ 38℃
实粒率% 秕粒率% 空粒率%
80.9 1.0 18.1
52.2 2.3 45.5
32.6 2.3 65.1
18.9 4.3 76.8
0 11.5 88.5
水稻： 高温：导致受精障碍、受精子房退化、灌浆障碍； 光照：下降50%时，显著降低产量。开花期使空粒增
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （3）种子发育过程中的基因表达 • ห้องสมุดไป่ตู้物胚胎发育过程是一个有序的基因选择性表达的 过程，通过转录形成特异mRNA，再合成特异的蛋白 质或酶，最终导致种胚、胚乳或子叶发育成熟。 • 研究表明，种子成熟过程中mRNA表达的特异性与 种子的发育进程有关。如在种子成熟后期，合成提高 种子耐脱水干燥能力和抑制种子萌发的物质，以及各 种水解酶抑制剂的mRNA丰度增加。
第八章 作物结实生理生态
内容提要
一、经济器官的形态建成与发育； 二、种子贮藏物质的积累； 三、生殖器官的脱落与败育； 四、作物产量构成的调节。
第八章 作物结实生理生态
•重点 1、经济器官的形态建成、物质积累，以及影响因
素； 2、生殖器官脱落或败育的机理与调节。 •难点 1、内外因素对作物经济器官物质积累的影响； 2、作物产量形成机能调节的理论与技术途径。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的 形成与发育
（1）双受 精作用与种 子的形成
图 种子的结构
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 胚：由受精卵不均等分裂产生二个子细胞，然后进 一步分裂分化形成胚和胚柄，胚柄能迅速合成RNA， 促进胚分化发育。 • 胚乳（或子叶）：由一个精子与两个极核结合形成 三倍体的初生胚乳核，经核分裂形成细胞型胚乳。初 生胚乳核只进行核分裂，不形成细胞壁，出现多个胚 乳核游离于胚囊中多核的现象，游离核期末胚乳的大 小可能与籽粒在成熟时的重量有关。
表 甘薯块根木质部薄壁细胞再分裂的四种类型 和块根膨大及淀粉含量的关系
注：A为木质部周围二次形成层分裂形成，淀粉含量低；B为 一次形成层内侧筛管周围二次形成层分裂形成，有利于细胞 膨大和淀粉积累；C为一次形成层分裂形成后不再进行分裂的 细胞，只有细胞生长；D为木质化细胞。
一、作物经济器官的形态建成与发育
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 温度：
小麦：在昼夜温度为25℃/20℃时，有利于胚乳细 胞早期分裂和细胞扩大，有利于淀粉积累；在昼夜温 度为25℃/10℃时，有利于糊粉层细胞增殖和扩大， 有利于蛋白质积累。昼夜温差大有利于小麦品质的形 成。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育
胚乳或子叶细胞是贮藏物质的场所，其发育程度与 作物的产量和品质形成密切相关。 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •温度： 玉米：最适温度为27℃，此时细胞增殖较快，分裂 产生的细胞多；高于35℃时，细胞增殖时间短，产 生细胞个数少；低于15℃时，细胞分裂受到抑制， 增殖时间长，但细胞体积较大。
2、块根、块茎的 形成过程与条件
（1）甘薯块根的 形成
形成条件
•光 照 ： 强 光 有 利
于块根形成，严
重遮光可能导致
块根不能形成而
形成柴根。
图 甘薯块根膨大期遮光对块根形成的影响
注：8月5日—9月5日遮光 品种：农林1号
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 （1）甘薯块根的形成 形成条件 温度：一般甘薯茎叶生长适宜温度为28-35℃，块 根形成适宜温度为25-28℃。但不同品种有所差异。
图 大豆种子发育和发芽过程中丰富型mRNA的表达 图中标志的粗细表示每组mRNA的丰度
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （4）影响种子形成的因素 •遗传因素：如雄性不育、自交不亲和性、单性结实 等； •受精失败：如遭遇高温、低温、干旱等逆境条件， 可导致受精失败； •受精子房退化：如遭遇养分供应不足、高温等逆境 胁迫，可导致受精子房退化。
在多数双子叶植物中胚乳被子叶吸收退化。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育
（2）胚和胚乳（或子叶）的发育
正常条件下，胚乳或子叶发育：
小麦 水稻 玉米 大豆
完成细胞分裂的时间 （花后天数） ~14 ~9 ~13 14~20
总库容细胞个数 (万) 10~15
~18
~ 90 2.3~10.9×106个
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •光照：
光照因可促进光合作用，促进胚乳细胞分裂、增殖。 小麦遮光处理，在光照强度降低50%时，胚乳细胞 数减少45%。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •水分：缺水严重影响胚乳细胞分裂和扩大，造成籽 粒千粒重下降。 •矿质营养：N、P、K供应充足时，有利于胚乳细胞 分裂、扩大。因此，小麦、水稻施用穗肥可扩大库 容，提高产量。
表 甘薯块根形成与地温的关系
柴根重 (g)
柴根数
注：盆栽试验，每盆1株，7月31日种植，9月27日收获 地温：生育期间平均温度
加，乳熟期空、秕粒增加，蜡熟期秕粒增加。
玉米
•果穗吐丝期干旱： 严重影响授粉受 精作用，出现 “秃顶”现象， 大幅减少穗实粒 数；同时光合产 物运向籽粒受阻， 使茎秆重量增加。
•吐丝后干旱：抑 制胚乳细胞分裂， 降低库容，粒重 下降。
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 块根、块茎作物以营养器官为贮藏器官。甘薯、甜 菜同化产物贮藏在块根薄壁细胞中，土豆养分则贮藏 在块茎薄壁细胞中。 （1）甘薯块根的形成 形成过程：由粗大幼根一次（原生）和二次（次生） 形成层细胞的旺盛分裂形成大量薄壁细胞，作为贮藏 细胞，特别是原生形成层内薄壁细胞的再分裂能力对 块根膨大及淀粉含量具重要影响。
表 不同高温下水稻结实率（上海植生所，1976）
温度 28℃ 30℃ 32℃ 35℃ 38℃
实粒率% 秕粒率% 空粒率%
80.9 1.0 18.1
52.2 2.3 45.5
32.6 2.3 65.1
18.9 4.3 76.8
0 11.5 88.5
水稻： 高温：导致受精障碍、受精子房退化、灌浆障碍； 光照：下降50%时，显著降低产量。开花期使空粒增
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （3）种子发育过程中的基因表达 • ห้องสมุดไป่ตู้物胚胎发育过程是一个有序的基因选择性表达的 过程，通过转录形成特异mRNA，再合成特异的蛋白 质或酶，最终导致种胚、胚乳或子叶发育成熟。 • 研究表明，种子成熟过程中mRNA表达的特异性与 种子的发育进程有关。如在种子成熟后期，合成提高 种子耐脱水干燥能力和抑制种子萌发的物质，以及各 种水解酶抑制剂的mRNA丰度增加。
第八章 作物结实生理生态
内容提要
一、经济器官的形态建成与发育； 二、种子贮藏物质的积累； 三、生殖器官的脱落与败育； 四、作物产量构成的调节。
第八章 作物结实生理生态
•重点 1、经济器官的形态建成、物质积累，以及影响因
素； 2、生殖器官脱落或败育的机理与调节。 •难点 1、内外因素对作物经济器官物质积累的影响； 2、作物产量形成机能调节的理论与技术途径。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的 形成与发育
（1）双受 精作用与种 子的形成
图 种子的结构
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 胚：由受精卵不均等分裂产生二个子细胞，然后进 一步分裂分化形成胚和胚柄，胚柄能迅速合成RNA， 促进胚分化发育。 • 胚乳（或子叶）：由一个精子与两个极核结合形成 三倍体的初生胚乳核，经核分裂形成细胞型胚乳。初 生胚乳核只进行核分裂，不形成细胞壁，出现多个胚 乳核游离于胚囊中多核的现象，游离核期末胚乳的大 小可能与籽粒在成熟时的重量有关。
表 甘薯块根木质部薄壁细胞再分裂的四种类型 和块根膨大及淀粉含量的关系
注：A为木质部周围二次形成层分裂形成，淀粉含量低；B为 一次形成层内侧筛管周围二次形成层分裂形成，有利于细胞 膨大和淀粉积累；C为一次形成层分裂形成后不再进行分裂的 细胞，只有细胞生长；D为木质化细胞。
一、作物经济器官的形态建成与发育
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 温度：
小麦：在昼夜温度为25℃/20℃时，有利于胚乳细 胞早期分裂和细胞扩大，有利于淀粉积累；在昼夜温 度为25℃/10℃时，有利于糊粉层细胞增殖和扩大， 有利于蛋白质积累。昼夜温差大有利于小麦品质的形 成。