实验三 水稻的植物学形态特征

种子根只有一条，是种子萌发 时由胚根直接发育而成，在幼 苗期起扎根和吸收的作用。
不定根，自芽鞘节、不完全叶 节和茎基部各节上，由下而上 依次发生。
以不定根上发生支根，叫一次 支根，第一次支根上再长出的 许多细小的根，叫第二次支根。
✓ 1.胚轴根 ✓ 2.种根 ✓ 3.不定根 Δ一次支根
×二次支根
雌雄蕊原基分化期
幼穗5-10mm
花粉母细胞形成期
幼穗15-40mm
花粉母细胞减数分裂期 颖花1/2长
毛丛丛
粒粒现 颖壳分 粒半长
5-10
3-4 2-3 2
第7期 第8期
花粉粒 内容充实期 花粉完熟期
颖花5/6长 颖花全长
穗绿色 穗将出
8-12
表3 稻穗分化时期与叶龄余数的关系 穗分化简易分期 穗分化时期 1、穗轴分化期 1、穗轴分化期
花粉母细胞减数分裂第
二次分裂末期
四分体分散并收缩成不规则形；随后花粉
（7）花粉内容物充实期；
外壳逐渐形成，花粉内容物逐渐充实，到
内容物充满之前为花粉内容物充实期。内
外稃纵向伸长接近停止，横向则迅速增大。
雄蕊雌蕊迅速增长，柱头上依次出现羽毛
从穗中上部小穗中取出的正在的 状突起，而颖片退化。
发育的花粉
（8）花粉完成期。
显微镜、KI溶液。
三、内容说明
（一）水稻的植物学特征
1. 根： 功能：是水稻植株吸收、合成、分泌、运
输代谢物质和支持地上部的重要器官。 大小：每平方米耕层土壤中，根长合计约
可超过1000米，其表面积至少在3平方米以 上。 分布：水稻根系主要分布在0~10cm土层中 （占80％）。
分类：一类是种子根，另一类 是不定根。
➢ 前四个时期属于生殖器官形成阶段，又称为幼穗形成期；后四个时期属于生 殖细胞形成期，又称为孕穗期。
（一）第一苞原基分化期
➢ 稻穗开始分化时，最先从稻茎顶端生长点上分化出第一苞 原基。第一苞原基的出现，标志着原始的穗颈节已分化形 成，其上就是穗轴。因此，第一苞原基分化期又称穗轴分 化期，这是生殖生长的起点。
叶片分表皮、叶肉和叶脉三个部分，表皮上有气孔。
叶脉又称维管束，是输送养分的通道。叶脉间有若干泡状细 胞，当水分不足时，会因膨压降低而收缩，以致引起叶片的 纵卷。
叶肉中含有很多叶绿素，是进行光合作用的主要场所。
4. 穗：
为圆锥花序。水稻茎的最顶端节 间，为穗颈节间，稻穗就着生在 穗节上。
节上着生枝梗，称为第一次枝梗， 第一次枝梗上再分出小枝，称为 第二次枝梗。
(0.8-0.7)～0.4 (0.4-0.3) ～0
倒1叶中、后期
5、花粉充实 完成期
8、花粉充实完成期
0～出穗
孕穗期（相当 于1个叶龄期）
四、试验方法:
➢前四个时期(即第1-4期)用生体解剖法，借助双目放大镜解 剖检查;
➢后四个时期(即第5至第8期)用花药涂制抹片显微镜检查法；
1、生体解剖法
正确使用双目解剖镜，调节焦距及找出视野范围。 操作注意:
①用镊子从幼穗中上部取下一颖花，将内、外颖分开，取出花药放在载玻片上。 用解剖针将花药捣烂，滴上一滴染液。
②盖上盖玻片，用解剖针柄轻轻压盖玻片，并把多余的染液用吸水纸吸干，然 后置于显微镜下检查孢原细胞或孢子发育情况，判别该颖花的发育时期。每穗以 中上部颖花的发育情况代表该穗的发育时期。
作业
1、将所观察到的稻穗形成时期的特征绘图，并加以说明。
➢至此，穗部各器官分化完毕，幼穗雏形形成。
幼穗分化时期: （5）花粉母细胞形成期；
花药横切
花药明显地分为四室，且出现花粉囊间隙。 小穗顶端出现叶绿素，花丝稍伸长，花粉 母细胞形成
（6）花粉母细胞减数分裂期；
连续两次分裂（第一次为减数分裂，第二 次为有丝分裂），形成四分体；花药变成 明显的黄色，柱头上开始出现乳状小突起
在抽穗前1-2天内，花粉内容物充满花粉壳内，称为花粉 完成期，至此，花粉发育已经完成。
表2 水稻幼穗分化发育进程田间判断方法
发育时期
幼穗形态
第1期 第一苞原基分化期
看不见
第2期 第一次枝梗原基分化期间 苞毛可见
判断口诀 看不见 毛出现
天数 2 4-5
第3期Βιβλιοθήκη Baidu
第4期 第5期 第6期
第二次枝梗及颖花原基分 幼穗0.5-1mm 化期
➢稻穗分化是一个连续的过程。不同学者对稻穗分化时期的划分各有差异：松岛省三 （1953）最早将稻穗分化过程分为21期，以后（1966）简化为7期；丁颖（1959）将 松岛的21期简化为8期；凌启鸿在对稻分化进程与外部形态联系的详细观察，以及对 松岛和丁颖的划分法进行比较分析后，提出了一个5期划分法。
实验三
（1）水稻幼穗发育的形态学观察 （2）水稻的植物学形态特征及类型识别
唐设 生科楼 B3003 tangshe@njau.edu.cn
（1）水稻幼穗发育的形态学观察
一、实验目的
1.掌握解剖水稻幼穗的方法与技能；
2.了解水稻幼穗分化不同阶段的形态特征，掌握穗分化发育 时期的判断方法；
二、实验材料
而皮层中薄壁细胞分化形成裂生通气组织。通气组织和茎、叶中类似 的组织相连通，是地上部向根输送氧气的途径，故水稻能在有水层的 条件下生长。
图3 水稻根的构造（横截面） Ⅰ水稻幼根 Ⅱ水稻老根 1. 根毛 2. 表皮 3. 外皮层 4. 皮层 5. 内皮层 6. 中柱
2. 茎：
水稻的茎由节和节间组成。茎秆中空、细 长，茎高60-200cm，一般有10-18节。
叶龄余数 3.5-3.1
对应倒数叶龄期 倒4叶后半期
2、枝梗分化期
2、一次枝梗分化期 3、二次枝梗分化期
3.0-2.6 2.5-2.1
倒3叶期
3、颖花分化期
4、颖花分化期 5、雌雄蕊分化期
2.0-1.6 1.5～（0.9-0.8）
倒2叶至 剑叶初期
4、花粉母细胞形成 6、花粉母细胞形成期 及减数分裂期 7、花粉母细胞减数分裂期
如在第一完全叶抽出的过程中，芽鞘节可有5条不定根长出来，这些 根短壮粗白，形似鸡爪，故称“鸡爪根” 。
芽鞘节上发生的不定根 s为种子根，a、a′、b、b′、c为不定根
从结构上看，根由表皮、皮层、中柱构成。 在幼根中，皮层系多层由内向外，由小至大，呈辐射状排列的皮层细
胞所构成。 在老根中，由于根的老化，表皮消失，外皮层木栓化，成为保护组织，
穗颈节间基部与地面的距离，常作为衡量
水稻长相及受光态势良好与否的重要标志。
水稻茎秆节间横切面
地面节间的粗度与颖花数的多少呈正相关。 1.大维管束；2.通气腔；3.薄壁
组织；4.机械组织；5.髓腔；6.
最上部第一节间的长度多与穗重呈正相关。
小维管束；7.表皮
：
3. 叶
叶片排列：在茎秆上以相反方向交 互排列生长。
PB: 一次枝梗原基 B: 第一苞原基
（三）第二次枝梗原基及颖花原基分化期
• 当生长锥最顶端的生长点停止发育时，穗顶最晚出现的和经一次枝梗原 基下部又出现苞，并由下而上逐渐在苞的腋部很快分化出第二次枝梗原 基，接着下一个第一次枝梗原基也 逐渐由下而上在苞的腋部出现第二次 枝梗原基，依次而下。
• 当第二次枝梗原基已经分化到各个第一次枝梗原基的上部时，稻穗全部 被苞毛覆盖起来，这时稻穗的长度约0.5-1.0mm。接着，上部第一次枝梗 顶端出现颖片原基，小穗从这时开始陆续分化，随后在第二次枝梗上了 分化出小穗（颖花）原基，这时稻穗长度约为1.0-1.5mm左右。
表1 三种穗分化时期划分方法的对照
松岛省三法 1苞分化期
丁颖法 1 第一苞分化期
2 枝梗分化期 3 颖花分化期
一次枝梗分化 期
2 第一枝梗原基分化期
二次枝梗分化
期
3 第二枝梗原基及颖花原基分
颖花分化前期
化期
颖花分化中期
颖花分化后期
4 雌雄蕊形成期
4 生殖细胞形成期
5减数分裂期 6花粉外壳形成期
7花粉完成期
在第一次枝梗和第二次枝梗上分 生出小穗梗，小穗即着生在小穗 梗的顶端.
稻穗的形态 1.顶叶鞘，2.穗颈，3.穗颈节 4.退化一次枝梗，5.穗节距 6.穗轴，7.一次枝梗 8.退化二次枝梗，9.二次枝梗 10.穗节，11.退化颖花 12.顶叶，13.退化生长点
稻花的构造 Ⅰ开花时稻花外形； Ⅱ开花时稻花内观（除去内外稃）；Ⅲ稻花的各部分；Ⅳ花式
分蘖节：多数茎节密集于茎秆基部不伸长， 这些不伸长的数个节统称为分蘖节。
地上有4-6个伸长节。
每个节上都有一个腋芽，但通常只有接近 地表的中下部茎节腋芽能生成分枝，形成 分蘖。
茎秆最上位的节叫穗颈节。
1.叶鞘 2.分蘖节 3.茎节
节间的横断面是圆形或短椭圆形，表面有 平行纵沟。
上部节间长度较长，以最上部的节间最长。
• 穗轴节上长出的分枝为一次枝梗 ，一次枝梗上长出的为二次枝梗 。
• 每穗颖花数的多少，和二次枝梗 数的关系最为密切，相关系数r值 达0.9026，而二次枝梗数的分化 发育是稻穗分化过程中决定的。
穗轴节间距
退化生长点 穗颈节
水稻幼穗分化时期的划分
➢ 水稻植株在完成一定的营养生长量的基础上，当满足其发育特性对光照、温 度的要求后，茎端生长点在生理和形态上发生质变，由原来分化叶原基等营 养器官转入分化幼穗。
2、观察幼穗的形态，并识别发育时期，将发育时期以及叶龄余数记录到下表中。
幼穗编号
穗分化期
叶龄余数
1
2
3
4
5
实验三 （2）水稻的植物学形态特征及类型识别
一、实验目的
1.识别水稻根、茎、叶、花、果实的外部形态特征； 2.熟识籼稻与粳稻、黏稻与糯稻的区别。
二、实验材料 ➢ 材料：不同籼稻、粳稻品种 ➢ 用具：米尺、扩大镜、载玻片、镊子、切刀片、
1、2.颖片，3、4.退化花外稃，5.外稃 6.内稃，7.鳞片， 8.子房，9.柱头 10.花丝，11.花药
每个小穗有三朵小花，但只有上部一朵能开花结实，下部两朵退化，成为 二枚护颖。结实小花包括内、外颖各一枚，内有雄蕊六枚，雌蕊一枚和浆 片两枚。
➢ 材料：水稻幼苗 ➢ 用具：米尺、扩大镜、载玻片、镊子、切刀片、显微镜。
三、实验内容
颖花（谷粒）
穗的形态
• 稻穗的圆锥（或总状）花序，由 穗轴（穗轴节和节间）、一次枝 梗、二次枝梗（个别品种有三次 枝梗）、小穗（颖花）等组成。
• 穗轴从基部穗颈节（第一个穗轴 节）起，到顶端退化生长点为止 。
• 穗轴上一般有8-15个穗轴节。
退化生长点
颖花（谷粒）
穗轴节间距
穗颈节
（二）第一次枝梗原基分化期
➢ 第一苞原基增大后，紧接着在生长锥上分化第二苞原基、第三苞原基 等，并在各苞的腋部产生新的突起，即第一次枝梗原基。
➢ 一次支梗原基分化的顺序是由下而上，逐渐向生长锥顶端进行，随着 分化的发展，这些突起达到了生长锥的顶端，第一次枝梗的分化即结 束，此时在苞的着生处开始长出白色的苞毛。
芽鞘、不完全叶 和完全叶 完全叶：由叶片、叶鞘、叶枕、叶
耳、叶舌。 叶鞘和叶片的交界处为一环状的关
节，称为叶枕，叶枕内面生有叶舌， 其作用是密封叶鞘尖端，防止雨水 侵入叶鞘。 叶舌两侧着生一对叶耳，保护叶鞘 不和茎秆分离。
叶片长度，以第一片完全叶为最短，由下而上逐次加长，至 顶端往下第三叶最长，此后又缩短。但叶鞘不受影响，一直 至剑叶为止，都是随着位置的上移而增加。
第一枝梗原基
苞毛
苞
（四）雌雄蕊形成期
➢ 首先在最上部的第一次枝梗上顶端小穗的结实小花中出现雌雄蕊原基 ，穗最下部的第二次枝梗的小穗原基亦陆续分化完毕，小穗数目就此 决定，此时穗长约5mm。
➢ 接着穗轴、枝轴和小穗梗都开始显著伸长，雌雄蕊进一步发育，雄蕊 原基分化为花药和花丝（还看不到花粉母细胞），雌蕊上分化出胚珠 原基；此时浆片已能明显地看出；小花的内外稃已经相当发达，可将 内部器官完全包住，这时幼穗长约在5-10mm左右。
①将幼叶叶鞘剥除干净，让茎端完全露出来，才能见到幼穗或生长 锥。
②解剖时解剖针的拨动方向与叶卷的方向相反，才容易我到叶鞘的 边缘，从此边缘插针进去剥除叶子，较易保护生长锥不受损伤。
③要注意保护生长锥基部的茎节，使生长锥与茎杆相连，便于双目 镜下的解剖操作及观察生长锥的发育情况。
2、花药涂制抹片显微检查法:
5 花粉母细胞形成期
6 减数分裂期 7 花粉内容充实期
8 花粉完成期
凌启鸿法
1 穗轴分化期
一次
枝梗
分化
2 枝梗
期
分化期 二次
枝梗
分化
期
颖花
分化
3 颖花 分化期
期 雌雄 蕊分
化形
成期
花粉
母细
4 花母形减 数分裂期
胞形 成
减
数分
裂期
5 花粉粒充实完成期
幼穗分化时期: （1）第一苞分化期； （2）第一次枝梗原基分化期； （3）第二次枝梗及颖花原基分化期； （4）雌雄蕊形成期； （5）花粉母细胞形成期； （6）花粉母细胞减数分裂期； （7）花粉内容物充实期； （8）花粉完成期。