植物生理学第9章植物的生长生理

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1、第八章植物的生长生理植物生理学包括三个方面的内容：（1）物质与能量代谢（水分、矿质、光合和呼吸）（2）细胞信息传递和信号转导（信号转导、植物生长物质）（3）生长发育和形态建成（形态建成、生长、生殖、成熟及衰老）生长(growth)：由于细胞的分裂和扩大引起植物体积与重量的不可逆增加，使植物由小变大，由胚最终变成完整植株，这种量上的增加，就是生长。发育(development)：由于细胞生长和分化，引起处于不同部位的细胞群发生质的变化，形成执行各种不同功能的组织与器官（机械组织、保护组织等），这种质的转变，就是发育。发育包括生长和分化两个方面。植物的发育在时间上有严格的顺序，如种

2、子发芽，幼苗生长，开花结实，衰老死亡，都按一定的时间、顺序发生。发育在空间上也有巧妙的布局，比如茎上叶原基的分布有一定的规律，形成叶序，花形成花序。植物有序的生长发育过程叫做生活史(lifecycle)或生活周期。休眠芽衰老脱落休眠次生生长初生生长发芽成熟开花种子发育抽芽种子植物的生活周期第一节种子的萌发一、种子萌发的概念种子萌发(seedgermination)是指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化的过程。一般以种子的胚根突破种皮作为种子萌发的标志。二、种子的寿命和活力1种子的寿命种子的寿命(longevity)：指种子从完全成熟到丧失生活力（或死亡）所经

3、历的时间。根据种子寿命的长短分为以下几类：短命种子：几小时～几周。如：杨(几周)、柳（12h）。中命种子：几年～几十年。多数栽培作物。长命种子：百年～千年，莲花。种子寿命的种子寿命的长短主要是由遗传基因决定的，但也受环境因素和贮藏条件的影响。一般种子贮藏在低温、干燥、乏氧条件下，降低种子的呼吸速率，延长种子寿命。郑光华先生提出“超干种子保存法”。根据植物种子贮藏条件的特点，将种子分为正常性种子和顽拗性种子。正常性种子耐脱水性很强，耐低温贮藏，寿命较长，大多数植物种子属于这一类型。顽拗性种子是不耐脱水干燥，也不耐低温贮藏，寿命较短。产生顽拗性种子的植物主要有两大类：（1）原产于热

4、带或亚热带地区的许多果树，如椰子、荔枝、龙眼、芒果等；（2）一些水生草本植物，如水浮莲、茭白、菱等。种子是否耐脱水与LEA蛋白基因的表达有关。这一基因在种子发育晚期表达，其产物被称为胚胎发育晚期丰富蛋白（lateembryogenesisabundantprotein，LEA）。LEA蛋白的特点是具有很高的亲水性和热稳定性。LEA蛋白在种子成熟脱水过程中大量表达，在正常种子中含量很高，如在棉花成熟种子中，约占贮藏性蛋白的30%，起到保护细胞免受伤害的作用。2种子的生活力和活力种子生活力(seedviability)是指种子能够萌发的潜在能力或胚具有的生命力，一般指种子的发芽力。

5、种子活力(seedvigor)是指种子在田间状态下迅速而整齐地萌发并形成健壮幼苗的能力。可以用活力指数（Vi）表示。（1）种子发芽力指种子在适宜的条件下发芽并长出正常幼苗的能力，通常用种子发芽势和发芽率来表示。一般以芽长超过种子长度的1/2为发芽标准。国家规定作物种子的发芽率要在85%以上，低于85%不得出售。目前我国还没有对各种种子发芽率、发芽势的测定天数做出全面统一的规定。发芽率=发芽7d全部正常发芽的种子数/供试种子数×100%发芽势=发芽3d正常的发芽种子数/供试种子数×100%（2）种子活力种子活力可以用活力指数（VI）和发芽指数（GI）表示。发芽指数(GI)=ΣGt

6、/Dt活力指数Vi=SGt/Dt。S为幼苗生长势（如地上部分或根的平均鲜重），Gt在时间为t日的发芽数；Dt为相应的发芽日数。发芽指数的计算方法：假设第1天到第7天发芽种子数：2，8，22，25，26，26，26发芽指数=∑Gt/Dt=∑当天的发芽种子数/发芽日数=2/1+8/2+22/3+25/4+26/5+26/6+26/7=32.83种子生活力常用标准条件下测得的种子发芽用发芽百分率表示，快速检查种子生活力的方法主要有三类：1）利用组织还原力2）利用原生质的着色能力：靛蓝、红墨水、蓝墨水3）利用细胞中的萤光物质三、影响种子萌发的外界条件1、水分1）使种皮变软，氧气易于

7、通过种皮，胚根易于突破种皮。2）使原生质由凝胶转化为溶胶状态。3）保证细胞分裂和伸长正常进行。4）水分促进可溶性物质运输到正在生长的幼芽、幼根，形成新细胞结构。5）促使种子内束缚态植物激素转化为自由态，调节胚的生长。干燥种子最初的吸水是依靠吸胀作用进行的。无论种子是否有生活力都可进行最初的吸胀作用。不同农作物种子，在萌发过程中吸水量不同。豆科植物的种子吸水量大。各种主要作物种子萌发时的最低吸水量作物种类吸水率（%）作物种类吸水率（%）水稻35棉花60小麦60豌豆186玉米40大豆120油菜4