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春化作用《植物与植物生理》第五单元微课件3第五单元植物的成花生理学习目标了解植物感受低温春化的机理；掌握春化作用的概念、类型；掌握春化作用对植物成花的影响特点及实践应用。主要内容春化作用的发现春化作用的特性去春化作用与再春化现象春化作用的机理春化作用的应用重点和难点重点春化作用的概念、类型、条件；感受春化作用的时期部位难点春化作用在调种引种、调节播期、控制花期上的应用一、春化作用的发现中国农民早就有用低温处理种子的经验。如“闷麦法”，就是把萌发的冬小麦种子装在罐中，放在冬季的低温下40~50天，以便于春季播种时，获得和秋播同样的收成。1918年德国植物学家加斯纳发现黑麦有冬性和春性之分。春黑麦不需要经过低温时期就可以抽穗，因此可以春播。而冬黑麦则需在发芽前后经过一段1~2℃的低温时期才能抽穗，所以必须秋播。一、春化作用的发现1928年苏联农学家李森科发现：禾谷类作物的冬性品种如不经低温，则长期处于分蘖阶段而不拔节开花。如将黑麦、小麦和大麦的种子播种在积雪的田间经受一段时间的自然冷冻后，就能拔节开花。把刚刚发芽的冬性禾谷类种子在播种之前用0~5℃冷冻一定天数，则不论何时播种，均能正常拔节。他和他的同事把这种低温处理方法应用于农业生产，并称之为“春化”。一、春化作用的概念及特性1、概念：植物需要经过一定时间的低温后才能开花结实的现象。春化处理：人工给予低温处理萌动的种子，使其完成春化作用的过程。冬性强的禾谷类植物如冬小麦、冬大麦等；某些二年生植物如白菜、萝卜、胡萝卜、芹菜、甜菜、甘蓝等；还有一些多年生草本植物。2、春化作用的特性（1）类型：对低温要求是绝对的（二年生或多年生植物）对低温要求是相对的（冬性一年生植物）（2）条件：①低温：1~2℃最有效；-3~10℃均有效②氧气、水分和糖：也是春化必不可少的条件春化的含水量要求＞40%；活跃生长的组织则需要80%~90%以上。表1不同类型小麦通过春化需要的温度及天数类型春化温度范围（℃）春化天数（d）冬性0~340~45半冬性3~610~15春性8~155~8各种植物通过春化所要求的温度范围和持续时间，与原产地有关。一般原产北方的种类，冬性较强，要求的春化温度低，需要的时间较长。根据春化过程对低温的要求不同，可将植物分为冬性、半冬性和春性3种类型。三、去春化作用与再春化现象1、去春化作用/解除春化：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的现象。一般解除春化的温度为25~40℃植物经过低温春化的时间越长，解除春化越困难当春化过程结束后，则春化效应很稳定，不会被高温解除低温春化的效果可以积累2、再春化作用：大多数去春化的植物，返回到低温下，又可继续进行春化作用的现象。四、春化作用的机理1、感受春化的时期：种子萌发植物营养体生长任何时期冬小麦、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（甘蓝，月见草，胡萝卜）需要一定的营养体才行。如甘蓝幼苗在茎粗超过0.6cm、叶宽5cm以上时才能接受春化。四、春化作用的机理2、感受春化的部位：茎尖生长点或正在分生的组织如芹菜，用冷水处理茎的生长点，能通过春化开花；如果处理茎尖以外的其他部分，则植株不能通过春化而开花。此外，茎尖端生长点周围的幼叶也能被春化，而成熟组织则无此反应。说明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。四、春化作用的机理3、春化效应的传递植物春化效应只能随细胞分裂从一个细胞传递到另一个细胞天仙子嫁接实验说明少数情况下，通过低温处理的植株可能产生了某种可以传递的物质（春化素），并通过嫁接传递给未经春化的植株，但春化素至今未分离出。许多植物不能通过嫁接传递，菊花嫁接，低温处理开花，不处理的未开花；萝卜，顶芽不春化，嫁接不开花。四、春化作用的机理4、春化过程的生理变化蒸腾作用增强，水分代谢加快。叶绿素含量增多，光合作用增强，酶活性增加，呼吸作用升高。代谢强度升高，抗逆性尤其是抗寒性显著降低。可溶性蛋白及游离氨基酸含量增加,其中脯氨酸增加较多。赤霉素含量增加。四、春化作用的机理5、春化作用的假说Melchers和Lang（1965）的假说。他们根据二年生天仙子的嫁接试验及高温解除春化的试验，提出春化作用由2个阶段组成：第一阶段是春化作用的前体物在低温下转变为不稳定的中间产物，这种中间产物在高温下会遭到破坏或钝化；第二阶段是在20℃以下，中间产物转变为热稳定的最终产物，从而促进春化植物的开花。低温前体A→→中间产物B→→最终产物CI↓Ⅱ↓Ⅲ（较高温）（完成春化）（解除春化）五、春化作用的应用1、调种引种：北种南引，不能满足低温要求，植株不开花结实2、调解播期：春小麦在播前进行春化处理，可提早成熟5~10d，避开干热风的影响；冬小麦已萌动的种子埋在雪地里越冬，春播可抽穗结实。3、控制花期：1）低温处理（0~5℃）促进花芽分化（石竹等），使秋播改为春播，当年即可开花；2）利用解除春化控制开花，贮藏的洋葱鳞茎，高温处理以解除春化，防止开花，增产。