植物生长生理分析

种子的休眠
意义：是植物在长期系统发育过程中获得的一种抵抗不良 环境的适应性。 原因：
1) 种皮限制：不透水（如豆科植物种子）、不透气（如椴树）、 对胚的生长的机械阻碍（如苜蓿、三叶草） 。
2) 后熟作用：种子采收后，其中的胚要经过一段时间的继续发育 过程，以完成形态建成（银杏、人身）及生理生化（如樱桃、 山楂、梨、苹果、小麦等）。
3.分类
根据培养对象分：细胞培养、组织培养、器官培养、花 粉培养、花药培养、原生质体培养等。 根据培养过程分：初代培养、继代培养。 根据培养基物理状态分：液体培养、固体培养。
4.技术
（1）消毒 植物材料必须完全无菌，H2O2、NaClO（温和消 毒剂）——外植体(待培养的器官、组织、细胞等)。
（2）在培养基中培养
C.
豌豆种子萌发时吸水和呼吸的变化
萌发种子酶的来源有两种：
已存在于干燥种子中的束缚态酶释放或活化。
如：支链淀粉葡萄糖苷酶和β-淀粉酶，出现早。 种子吸水后，诱导合成的蛋白质形成新的酶。
如α-淀粉酶，出现晚。
(3)有机物的转化
碳水化合物的转化 脂肪的转化 蛋白质的转化 植物激素的变化
2. 影响种子萌发的外在因素
1.理论依据
植物细胞全能性（指植物体的每一个细胞都有着一套完 整的基因组，并且具有发育成完整植株的潜在能力）。
2.优点
可以在不受植物体其它部分干扰下研究被培养部分的生长和分 化的规律； 并且可以利用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理 论上和生产上的问题。 子代与亲代完全一致。 产生新个体的速度快于有性生殖。 ①取材少，培养材料经济；②培养条件可人为控制；③生长周 期短，繁殖率高；④便于自动化管理。
烟草组织培养流程：
5.组织培养的应用
花粉花药培养：小麦、玉米、烟草纯合体，应用于单倍 体育种； 药用植物和次生物质的提取：人参、紫草； 脱毒植株：马铃薯、大蒜； 无性系的快速繁殖：甘蔗、香蕉、各种花卉(兰花、牡丹) 、果树的工厂化生产； 细胞融合和杂种植株的获得； 基因工程和细胞工程：转基因靶目标是细胞 (Ti 质粒和基 因枪)，细胞→植株需要组织培养。
花药和花粉培养
体细胞杂种：细胞（原生质体）融合和培养
矮牵牛 叶肉细 胞原生 质体
白化矮 牵牛悬 浮细胞
1个叶肉细胞＋ 1个悬浮细胞
2个叶肉细胞＋ 2个悬浮细胞
8.1.2 休眠和萌发
（一）休眠
休眠(dormancy)是植物生长暂时停顿的一种状 态。
休眠现象可以出现在种子、块茎、鳞茎、球茎、 块根、营养芽、再生芽等器官中。 休眠有两种类型：生理休眠和强迫性休眠。
3)果肉或种子中存在抑制物质：激素 (ABA、 SA等 )；生物碱 (咖啡 碱等 )。这些抑制剂存在于果汁中的如西瓜、番茄；存在于胚乳 中的如鸢尾；存在于颖壳中的如小麦和野燕麦；存在于种皮的 如桃树和蔷薇。
解除休眠的方法：
物理或化学的方法破坏种皮；
低温湿沙堆积处理、常温干藏完成后熟； 淋洗覆被有抑制物质的种子；
重新迅速吸水 ( 快 )： 重新大量吸水，是与代谢作用紧密相
关的渗透性吸水。
死种子与休眠种子的吸水只有前二个阶段，无第三个阶段。
(2)呼吸作用和酶的变化
种子萌发过程中呼吸作用和吸水 过程相似，也分为三个阶段：
A. 初期呼吸主要是无氧呼吸；
B.
在吸水的迟滞期，呼吸作用也停 滞在一定水平； 吸水的第三阶段，呼吸作用又迅 速增加，因为胚根突破种皮后， 氧气供应得到改善。
组织培养
指在无菌条件下将离体的植物器官、组织、细胞以及原 生质体，在人工控制的培养基上培养，使其生长、分化 并形成完整植株的技术，是生物技术的重要组成部分。 组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性 （ totipotency），即植物体的每一个细胞中都包含着产 生一个完整植株的全套基因，在适宜的条件下，任何一 个细胞都能形成一个新的个体。
(1)水分
水分是种子萌发的第一条件。 吸水后，种子细胞中的原生质胶体由凝胶转变为溶胶，使 细胞器结构恢复，基因活化，转录萌发所需要mRNA并合成 蛋白质。 同时,吸水能使种子呼吸上升，代谢活动加强，让贮藏物 质水解成可溶性物质供胚发育所需要。 吸水后种皮膨胀软化，有利于种子内外气体交换，也有利 于胚根胚芽突破种皮而继续生长。
培养基组分： 无机营养物 碳源 维生素 生长调节物质 有机附加物 支持介质 N、P、K、S、Ca、Na、Mg 蔗糖 VB1(硫胺素) 丙酮酸脱羧氧化 生长素必需，有时加CTK或多胺 甘氨酸 琼脂
高温灭菌：剧烈的物理方法 （3）培养条件：温度、光照(非必需)
1)接种 把消毒好的材料在无菌的情况下切成小块并放入培养基的过程。 2)愈伤组织的诱导 植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上可以诱导形 成失去分化状态的结构均一的愈伤组织或细胞团，这一过程即为 脱分化(dedifferentiation)。 3)器官形成或体细胞胚发生 由处于脱分化状态的组织或细胞再度分化形成不同类型细胞组织、 器官乃至最终再生成完整植株的过程称为再分化。 4)小苗移栽 当试管苗具有4～5条根后，即可移栽。
第 8章
植物生长生理
种 子 植 物 的 生 命 周 期
8.1 生长和分化
8.2 环境条件对生长的影响
8.3 光形态建成
8.4 植物的运动
8.1 生长和分化
8.1.1 细胞的生长与分化
茎尖、根尖等顶端分生组织细胞，处于不断地分裂、伸 长和分化之中。 扩大和伸长的细胞进一步分化成具有各种不同功能的细 胞，组成了各种不同的组织或器官，细胞分化是发育生 物学的核心问题。
0.5-1mg.L-1 GA破除马铃薯块茎休眠。
延长休眠，抑制发芽的方法： 生产上常用0.4％萘乙酸甲酯粉处理，可安全贮藏； 低温、辐射处理等也可延长贮藏时间。
（二）种子的萌发
胚：将来 发育成完 整的
根据萌发过程中种子吸 水量，即种子鲜重增加 量的“快 - 慢 - 快 " 的特 点，可把种子萌发分为 三个阶段。
种子萌发的三个阶段和生理转变过程示意图
(1)种子的吸水(三个阶段)
急剧吸水 ( 快 ) ： 物理过程，即依赖于原生质胶体吸涨作用
为主；
滞缓吸水(慢): 经阶段Ⅰ的快速吸水，原生质的水合程度趋
向饱和；细胞膨压增加，阻碍了细胞的进一步吸水；再则， 种子的体积膨胀受种皮的束缚，因而种子萌发在突破种皮前， 有一个吸水暂停或速度变慢的阶段。