植物学课件第十章_植物的生殖和衰老生理

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1、第十章植物的生殖和衰老生理1、受精生理1.1花粉萌发和花粉管的伸长成熟花粉从花粉囊中散出，借助外力落到柱头上的过程，称为授粉(pollination)。自花授粉(self-pollination)，异花授粉(allogamy)，自交不亲和或自交不育(self-infertility)。花粉萌发指由于营养细胞吸胀作用使花粉内壁以及营养细胞的质膜在萌发孔处外突，形成花粉管的乳状顶端的过程。雌蕊的结构模式及其花粉的萌发过程花粉管的伸长是顶端生长，生长局限于顶端区。生长的花粉管从顶端到基部存在着由高到低的Ca2+浓度梯度。花粉管的生长是向着胚囊的定向生长。

2、棉花的花粉管在雌蕊中生长时，花粉管中的信号物质如赤霉素会引起一个助细胞的首先解体，并释放出大量的Ca2+，造成花柱与珠孔间的Ca2+梯度，而Ca2+则被认为是一种向化性物质。花粉萌发和花粉管生长表现出集体效应(groupeffect)，即在一定面积内，花粉数量越多，萌发和生长越好。硼对花粉萌发也有显著的促进效应。在花粉培养基中加入硼和Ca2+则有助于花粉的萌发。1.2花粉和柱头的相互识别（一）相互识别花粉落到柱头上后能否萌发，花粉管能否生长并通过花柱组织进入胚囊受精，取决于花粉与雌蕊的亲和性(compatibility)和识别反应。花粉的识别物质是

3、壁蛋白，而雌蕊的识别物质是柱头表面的亲水蛋白质膜和花柱介质中的蛋白质。自然界中被子植物估计一半以上存在自交不亲和性（selfincompatibility，SI）。遗传学上自交不亲和性是受一系列复等位S基因所控制，当雌雄双方具有相同的S等位基因时就表现不亲和。S基因的表达产物——S-糖蛋白，S-糖蛋白具有核酸酶的活性，故又称S-核酸酶(S-RNase)，存在于柱头乳突细胞表面以及花柱介质中，能被不亲和花粉管吸收，将花粉管内的RNA降解，导致花粉死亡。被子植物存在两种自交不亲和系统：配子体型不亲和（gamatophyticselfincompati

4、bility，GSI，即受花粉本身的基因控制）孢子体型不亲和（sporphyricselfincompatibility，SSI，即受花粉亲本基因控制）自交不亲和图示（二）克服不亲和的途径遗传上克服不亲和的方法选择亲和或不亲和性弱的品种进行种间杂交增加染色体倍数采用细胞融合法导入亲和基因生理上克服不亲和的方法避开雌蕊中识别物质的活性期破坏识别物质或抑制识别反应去除识别反应的组织自交不亲和程度和克服途径1.3受精对雌蕊代谢的影响呼吸速率的急剧变化生长素含量显著增加1.4影响受精的因素花粉的活力柱头的活力环境条件（温度、湿度等）2种子的发育种子的发育

5、，主要包括胚和胚乳的发育，以及种子贮藏物质的积累。2.1种子发育和贮藏物质的积累（一）种子的发育种子发育过程示意图（二）贮藏物质的积累淀粉的合成与积累蛋白质的合成与积累脂类的合成与积累（3）环境条件对种子贮藏物质积累的影响种子粒重及其组成成分主要由基因控制，但基因的表达又受外界环境条件的影响。3果实发育和成熟果实(fruit)是由子房或连同花的其它部分发育而成的。果实成熟(maturation)是果实充分成长以后到衰老之间的一个发育阶段。果实的完熟(ripening)则指成熟的果实经过一系列的质变，达到最佳食用的阶段。3.1果实的生长果实生长大周期

6、（S形曲线，双S形曲线）果实的生长曲线模式3.2影响果实大小的因子果实的大小主要取决于薄壁细胞的数目、细胞体积和细胞间隙的大小。3.3单性结实一般情况下，植物通过受精作用才能结实。单性结实（parthenocarpy）指不经受精作用而形成不含种子的果实的现象。单性结实的果实里不产生种子，形成无籽果实(seedlessfruit)。天然单性结实刺激性单性结实3.4呼吸骤变当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后突然增高，最后又下降，此时果实便进入完全成熟的现象称为呼吸骤变（respiratoryclimacteric）。在果实发育和成熟中，有

7、呼吸高峰和无呼吸高峰的果实的发展进程。呼吸骤变型果实苹果、梨、香蕉、番茄非呼吸骤变型果实柑橘、葡萄、菠萝这两类果实的乙烯生成的特性和对乙烯的反应不同。3.5物质的转化糖含量增加酸味减少涩味消失香味产生由硬变软色泽变艳种子和延存器官的休眠休眠（dormancy）是植物的整体或某一部分生长暂时停顿的现象。休眠植物抵制不良自然环境的一种自身保护性的生物学特性。强迫休眠(epistoticdormancy)，生理休眠(physiologicaldormancy)。种子休眠的原因和破除种皮限制种子未完成后熟胚未完全发育抑制物质的存在种子休眠的调控种子休眠的解

8、除种子休眠的延长种子活力与种子保存种子寿命(seedlongevity)种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。短命种子、中命