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1、植物的生殖生理第十一章植物的生殖生理第一节幼年期第二节春化作用第三节光周期现象第四节花器官形成及其生理第五节受精生理第十一章植物的生殖生理感受:植物生长到一定时间能接受外界环境诱导开花的能力.决定:是指植物经过一定诱导后,顶端的分生组织进行了花芽的分化,叶原基变成了花原基.表达:花原基再接受刺激表达的信号,才能开花.营养生长感受:对适合发育信号有预期状态的反响决定:接着进行同样发育程序,即使除去其正常开花条件表达:顶端分生组织进行形态建成开花光周期激素?诱导信号枝条顶端分生组织进行花形态建成第一节幼年期一,幼年期的特征二,提早成熟第二节春化作用1,发现历史GASSNER小麦和黑麦,冬小
2、麦1-2℃5-8℃,12℃,24℃处理春播李森科用Gassner试验用在农业上(前苏联)春化作用:低温促进植物开花的现象.春化过程只是对开花起诱导作用2,反应类型根据对低温要求是量的,还是质的第一类(量的关系),冬小麦在内的许多冬性一年生植物第二类(质的关系):许多二年生的植物,萝卜,白菜,芹菜等许多二年生的植物在低温后,还需长日才能开花.春化的条件:低温,氧,水,呼吸底物3,去春化作用F.G.Gregory英国生理学家黑麦籽,35℃高温(或缺氧)可导致解除春化作用---去春化作用去春化在农业上的应用:洋葱,药材(当归)鳞茎,块根4,春化进行的时期和部位,传导任何时期,胚正在进行细胞分
3、裂最适.感受部位:芽内的分生组织(茎尖端的生长点)芹菜细橡皮管0℃水春化效应能否嫁接?菊科植物,黑麦天仙子,烟草5,春化作用的生理基础春化素和赤霉素的关系1937MELCHERS德国嫁接实验⑴活的嫁接部位⑵有利于碳水化合物,刺激物的运输.MELCHERS认为,在春化过程中有一种可运输的刺激物存在---春化素但一直末分离和鉴定出20世纪五十年代,LANGGA是否是春化素?GA对某些植物可代替低温对短日植物不起作用LANG认为GA在体内起诱导出一定变化,这些变化再导致开花或产生春化素.苏联生理学家柴拉轩开花素假说:开花素是开花的发端激素,它与GA一起作用可产生花的活性短日植物(含有足够的G
4、A)在短日条件下可诱导开花素,GA+开花素开花长日植物(含开花素),在长日下产生GA,开花素+GA开花日中性植物都含有GA和开花素,不需要诱导.用柴拉轩的假学解释长日植物的春化作用春化素在低温下产生的,它在长日照转化成GA.冬小麦糖+低温春化素春化素GA(存在开花素)无春化素转化成GA(存在开花素)不开花开花长日照短日照无论春化素还是开花素,都没有肯定证据.MELCHERSANDLANG的假说通过嫁接试验和高温解除春化的试验提出:前体物,中间产物,最终产物中间产物分解温度系数竞争1前体物中间产物最终产物中间产物分解(去春化)ⅠⅡⅢ开花春化时体内发生一系列生理变化:糖,氧,呼吸途径,糖酵
5、解和五碳糖途径,ATP,NADP细胞色素氧化酶,抗坏血酸氧化酶.多酚氧化酶RNADNA无变化也有人认为春化过程是某些特定的基因被活化.,促进特定的mRNA和新的蛋白质的合成,进一步导致花芽的分化.近来的分子机制研究:去甲化假说和开花阻抑物低温可改变基因的表达,导致去甲基化而开花.DNA去甲基化剂5-氮胞苷拟南芥晚花型突变体和冬小麦,甲基化水平降低,提早开花开花阻抑物基因(FLC):非春化植株的顶端分生组织中,FLC强烈表达,低温处理后FLC表达减弱第三节光周期现象一,历史发现和类型同一作物品种,同一地方开花期同一作物,不同的纬度,开花期与日照长度的关系光周期现象:植物对日照长度发生反应
6、的现象.1920GarnerandAllard美国园艺家烟草的一个品种试验夏季生长冬天开花大豆,紫苏,水稻,菠菜,萝卜,豌豆临界日长:昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日照或诱导长日植物开花所必需的最短日照.反应主要类型:短日植物:日照长度短于一定的临界值时,才能开花.适当延长黑暗,缩短光照可提早开花.大豆,晚稻,大麻,苍耳,烟草,菊,甘蔗,棉花.长日植物:日照长度超过一定的临界值时,才能开花.适当缩短黑暗,延长光照可提早开花.小麦,菠菜,燕麦,天仙子,油菜,胡萝卜,洋葱,甜菜日中性植物:在任何长度日照下都能开花的植物.番茄,茄子,黄瓜,菜豆,辣椒二,光周期现象的适应性及其与地理上
7、起源与分布的关系1,121861260°50°40°20°15°夜长/H日长/H186冬至22/12春分21/3夏至22/6秋分23/9冬至22/12北半球不同纬度地区昼夜长度的季节性变化(20°N海口:31°N上海:40°N北京;50°N黑河)在低纬度地区(如我国南方)没有长日条件,只有短日植物;在中纬度地区(我国北方),长日植物和短日植物都有,长日植物在春末夏初开花,而短日植物在秋季开花;在高纬度地区(如我国东北),由于短日照时期气温已低,
