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第十章植物的生殖生理Reproductivephysiologyofplant教学内容1、理解幼年期的特征；2、理解春化作用；3、理解光周期现象和光周期理论在农业中的应用；植物从营养生长到生殖生长的转折点就是花芽分化。第一阶段：成花决定第二阶段：形成花原基第三阶段：花器官的形成及其发育花的早期发育一般包括三个阶段：第一节幼年期（juvenility）幼年期（juvenility）：植物在达到花熟状态之前的生长阶段称为幼年期。花熟状态（ripenesstoflowerstate）：植物开花之前必须达到的生理状态称为花熟状态。幼年期的特征：生长快、呼吸强、核酸代谢和蛋白质合成快。成熟期的特征：组织成熟、代谢和生理活动较慢，光合速率和呼吸速率下降。幼年期成熟期温度（低温）光照（日照时间）幼年期、温度和日照长短是控制植物开花的三个重要要素。提早成熟：加速生长，迅速通过幼年期，或者设法减慢生长以提早开花。第二节成花诱导（floralinduction）一)春化作用的条件1、春化作用（Vernalization）低温促进植物开花的作用，称为春化作用。需春化的植物：1）大多数二年生植物（如萝卜、胡萝卜、白菜、芹菜、甜菜、荠菜、天仙子等）；2）一些一年生冬性植物（如冬小麦、冬黑麦、冬大麦等）；3）一些多年生草本植物（如牧草）。一、春化作用（Vernalization）2、春化作用的条件1）低温和时间低温是春化作用的主要条件之一，对大多数要求低温的植物而言，最有效的春化温度是1～7℃。但只要有足够的时间，-1℃到9℃范围内都同样有效。植物的原产地不同，通过春化时所要求的温度也不一样。春化天数对冬黑麦开花的影响FRIGIDA(FRI)plantsrespondtocoldtreatments(vernalization).去春化作用（devernalization）：在春化过程结束之前，如将春化处理的植株放在25～40℃高温下，低温刺激的效果减弱或消失的现象。2）氧气、水分和糖分植物在缺氧条件下不能完成春化；小麦种子吸涨后可以感受低温通过春化，而干燥种子则不能通过春化；体内糖分耗尽的小麦胚不能感受春化；如果添加2%的蔗糖后，则可感受低温而接受春化。植物春化时除了需要一定时间的低温外，还需要有充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分。二）春化作用的时间、部位和刺激传导◆春化作用的时期：●大多数一年生植物在种子吸胀以后即可接受低温诱导，如冬小麦、冬黑麦等既可在种子吸胀后进行春化，也可在苗期进行，其中以三叶期为最快。●大多数需要低温的二年生和多年生植物只有当幼苗生长到一定大小后才能感受低温，而不能在种子萌发状态下进行春化。如甘蓝幼苗在茎粗超过0.6cm、叶宽5cm以上时才能接受春化。◆感受低温的部位：茎尖端的生长点和嫩叶。植物在春化作用中感受低温的部位是分生组织和能进行细胞分裂的组织。◆刺激传导：刺激物质-春化素（vernalin）菊花中春化的刺激不能传递。二、光周期现象（photoperiodism）光周期（photoperiod）：一天之中白天和黑夜的相对长度。光周期现象（photoperiodism）：植物对白天和黑夜相对长度的反应。一）植物光周期的反应类型1、短日植物（short-dayplant,SDP）即日照长度短于其临界日长时才能开花的植物。如大豆、菊花、苍耳、晚稻、黄麻、大麻、日本牵牛、美洲烟草等，这类植物通常在秋季开花。2、长日植物（long-dayplant,LDP）即日照长度大于其临界日长时才能开花的植物。如小麦、大麦、黑麦、燕麦、油菜、菠菜、甜菜、天仙子、胡萝卜、芹菜、洋葱、金光菊等，这类植物通常在夏季开花。3、日中性植物（day-neutralplant,DNP）即在任何日照长度条件下都能开花的植物。如番茄、黄瓜、茄子、辣椒、四季豆、棉花、蒲公英、四季花卉以及玉米、水稻的一些品种等。这类植物的开花对日照长度要求不严，一年四季均能开花。4、双重日长类型有些植物，花诱导和花形成的两个过程很明显的分开，且要求不同的日照长度，这类植物称为双重日长（dualdaylength）类型。长-短日植物（long-short-dayplant）短-长日植物（short-long-dayplant）二）临界日长（criticaldaylength）•临界日长（criticaldaylength）：指昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照或诱导长日植物开花所必需的最短日照。•临界暗期（criticaldarkperiod）：在昼夜周期中短日植物能够开花所必需的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。长日植物开花所需的日照长度并不一定长于短日植物所需要的日照长度，而主要取决于在超过或短于临界日长时的反应。◆短日植物实际上就是长夜植物，而长日植物实际上是短夜植物，特别是对于短日植物而言，其开花主要是受暗期长度的控制，而不是受日照长度的控制。◆暗期间断可抑制短日植物开花，促进长日植物开花；无论是抑制短日植物开花，还是诱导长日植物开花，都是红光最有效。◆间断暗期以红光最有效，蓝光效果很差，绿光几乎无效。如果在照射红光之后再立即照射远红光，就不能产生间断暗期的作用，即对间断暗期最有效的红光的作用可被远红光所抵消。而且这个反应可以反复逆转多次，暗期间断的效果取决于最后一次照射的是红光还是远红光。植物成花反应存在对红光-远红光的可逆反应，表明光敏色素系统参与了成花诱导过程。三）光周期诱导及光周期刺激的感受和传导光周期诱导(photoperiodicinduction)：达到一定生理年龄的植株，只要经过一定时间适宜的光周期处理，以后即使处在不适宜的光周期条件下，仍然可以长期保持刺激的效果而诱导植物开花，这种现象称为光周期诱导。每种植物光周期诱导的天数随植物的年龄以及环境条件，特别是温度、光照及日照的长度而定。光周期刺激的感受和传导四）春化和光周期理论在生产实际中的应用1、春化处理：春化处理，加速植物的花诱导过程，可提早开花、成熟。育种加代。2、控制开花：花卉栽培；解决杂交育种中的花期不遇；增加营养体的产量；解除冬性植物的春化。3、指导引种：◆对于短日植物，从北方往南引种时，如需要收获籽实，应选择晚熟品种；而从南往北引种时，则应选择早熟品种。◆对于长日植物而言，从北向南引种时，开花延迟，生育期变长，宜选择早熟品种；而从南往北引种时，应选择晚熟品种。总结1、花芽分化的基本概念及成花阶段；2、幼年期的基本特征，提前成熟的方式；3、春化作用的概念、影响因素及特征；4、光周期现象及植物的光周期反应类型；5、临界日长及临界暗期的概念；6、光周期诱导的概念、感受部位及刺激物的传导；7、暗期间断抑制短日植物开花，促进长日植物开花；暗期间断最有效的光是红光，绿光无效；8、春化作用及光周期现象的应用。1、什么是光周期现象？简述植物光周期的反应类型并举例。2、什么是春化作用、光周期诱导？用实验证明植物感受春化、光周期的部位及开花刺激物的传导途径。3、春化和光周期理论在农业生产中有哪些应用？习题