中国科学院大学植物生理学课件：第十一章植物的生殖生理1

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1、第十一章植物的生殖生理主讲教师：吴传书中国科学院大学2013.12.26植物从营养生长向生殖生长转变，必须在适宜的外界条件下才能完成。某些外界环境因素起主导作用——作为一种信号去触发细胞内某些成花诱导所必需的生理生化变化。外界条件主要花熟状态：植物具有的能感受环境条件而诱导开花的生理状态被称为花熟状态。花熟状态是植物从营养生长转入生殖生长的标志。植物开花的程序植物的开花通常被分为三个顺序过程：1、成花诱导，指经某种信号诱导后，特异基因启动，使植物改变发育进程。2、成花启动，指分生组织在形成花原基前后发生的一系列反应，以及分生组织辨认花原基的过程。也成花原基发端。3、花发育，指花器官的形成

2、和生长。是低温和光周期。第一节幼年期是植物生长的早期阶段，在此期间，任何处理都不能诱导开花幼年期的长短因植物不同差异：木本植物长达几-三、四十年，草本短，为几天或几周；有的没有幼年期，因种子中已具花原基，如花生种子休眠芽中已有花原基，随植株生长，花原基也分化完成。一幼年期的特征幼年期的特征主要是适宜的环境条件不能诱导开花。1、形态方面：特征幼年期成年期叶形三或五裂掌状完整的卵圆形叶叶序互生叶序旋生（spiral）叶序花色素苷嫩叶及茎有花色素苷没有花色素苷毛茎被短柔毛茎无毛生长习性攀缘及斜向生长直生顶芽枝条无限生长，无顶芽枝条有限生长，具有鳞叶的顶芽气生根有无发根能力强差开花不开花开花2、

3、生理方面：①幼年期生长快，呼吸强，核酸代谢和蛋白质合成快。②茎切段易发根(大量的IAA)。3、成熟顺序：幼年期向成年期转变是从基→顶，所以不同部位成熟不同，基部——幼年期，顶端——成熟期，中间为混合型。植株一旦成熟就非常稳定，除非有性生殖，重新进入幼年期，否则，不易转入幼年期。二提早成熟根据需要，可用加速或减慢生长的办法，使植物加快通过幼年期，以提早开花。1、日照长短植物：用长日照可以加速生长缩短幼年期：如桦树连续长日照，不开花期由5－10年缩短到1年，2、树木大小决定幼年期长短，果树幼年期通过需要达到一定大小，到同一砧木上，接穗直径最大的先开花。3、减慢生长缩短幼年期：如，幼年苹果芽嫁

4、接到成熟矮化砧木上，提前开花。4、GA的作用（延长幼年期）：GA在幼年期→成年期中起作用。第二节春化作用春化作用研究历程：早在19世纪人们就注意到低温对作物成花的影响。如小麦和黑麦的有些品种需要秋播——“冬性”品种；有些则适应春播——“春性”品种。如果将冬性品种改为春播，则只长茎叶，不能顺利开花结实；而春性品种不需要经过低温过程就可开花结实。1918年，加斯纳（Gassner）用冬黑麦进行试验时发现，冬黑麦在萌发期或苗期必须经历一个低温阶段才能开花，而春黑麦则不需要。在一些高寒地区，因严冬温度太低，无法种植冬小麦。1928年，李森科（Lysenko）将吸水萌动的冬小麦种子经低温处理后春播

5、，发现其可在当年夏季抽穗开花，他将这种处理方法称为春化，意指使冬小麦春麦化了。春化作用：低温促进植物开花的作用根据原产地不同，将小麦分为三种类型：冬性、半冬性和春性一、春化作用的概念规律：一般来说，冬性强的，要求的春化温度低、春化天数长。拟南芥小麦植物通过春化的条件（一）低温低温是春化作用的主要条件。-3～10℃范围内有效，对大多数植物来说：1-2℃最有效。（二）低温处理持续的时间：低温处理的持续时间，一般需要1-3个月春化天数对冬黑麦开花的影响春化持续的时间对去春化效果的影响春化时间长短随植物的种或品种而不同。各类植物通过春化时要求低温持续的时间不同，在一定时间内，春化的效应随低温处理

6、时间的延长而增加。(三)水分、氧气和营养春化作用需要适量的水分、充足的氧气和作为呼吸底物的营养物质。试验表明，将已萌动的小麦种子失水干燥，当其含水量低于40％时，用低温处理种子也不能使其通过春化；在缺氧条件下，即使满足了低温和水分的要求，仍不能完成春化；此外还需要足够的营养物质，将小麦种子的胚培养在富含蔗糖的培养基中，在低温下可以通过春化，但若培养基中缺乏蔗糖，则不能通过春化。在植物春化过程结束之前，如将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除，这种现象称去春化作用（devernalization）或解除春化。一般解除春化的温度为25～40℃。大多数去春化的植物返回到低温下，又

7、可重新进行春化，这种解除春化之后，再进行的春化作用称再春化作用（revernalization）。去春化作用春化作用由两个阶段组成，第Ⅰ阶段是前体物在低温下转变成不稳定的中间产物；第Ⅱ阶段是不稳定的中间产物再在低温下转变成能诱导开花的最终产物。三、春化作用的机理(一)春化刺激的感受和传递(二)春化的生理生化基础(三)春化与春化素、赤霉素和其他生长物质与春化作用。(一)春化刺激的感受和传递感受春化作用的时期：从种子萌发后到植物营养体生