植物的生殖生理课件.ppt

1、1 玉玉 兰兰2植物的生殖生长是在营养生长的基础上进行的，当植物植物的生殖生长是在营养生长的基础上进行的，当植物的营养器官，根、茎、叶生长到一定程度后，植物就开始的营养器官，根、茎、叶生长到一定程度后，植物就开始生殖生长。生殖生长。由营养生长转入生殖生长是植物生命周期中的一大转折由营养生长转入生殖生长是植物生命周期中的一大转折3 植物分生组织分化发育形成花芽的过程是在许多内在和外界环境因素诱导下发生的，这种诱导作用称为成花诱导（floral induction)成花诱导成花诱导 形成花原基形成花原基 花器官形成及发育花器官形成及发育4第一节第一节 幼年期幼年期第二节第二节 春化作用春化作用 第

2、三节第三节 光周期现象光周期现象 第四节第四节 花器官形成和与开花花器官形成和与开花第五节第五节 受精生理受精生理 5第一节第一节 幼年期幼年期（juvenile phase）幼年期幼年期:是植物早期生长的阶段。是植物早期生长的阶段。在此期间，在此期间，任何处理都不能诱导开花。任何处理都不能诱导开花。6植物植物幼年期长度幼年期长度日本牵牛天仙子玫瑰葡萄苹果常春藤枫树竹子2-3d10-30d20-30d1年4-8年5-10年15-20年30-40年幼年期的长短，因植物类型的不同存在很大差异。幼年期的长短，因植物类型的不同存在很大差异。7 形态特征形态特征 生理特征：生理特征：一、幼年期特征一、幼

3、年期特征8：表表 常春藤的幼年期和成年期的特征比较常春藤的幼年期和成年期的特征比较特征幼年期成年期叶形 三或五裂掌叶完整的卵圆形叶叶序互生叶序旋生叶序花青素苷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，具鳞叶的顶芽开花不开花开花910 生理特征：生理特征：生长快，呼吸旺盛，核酸代谢和蛋生长快，呼吸旺盛，核酸代谢和蛋白质合成快，切段易发根白质合成快，切段易发根11植物自基部向顶端不同的部位成熟度植物自基部向顶端不同的部位成熟度（生理生理年龄）年龄）不同。不同。P.244P.244 下部枝叶因其出下部枝叶因其出现时植株较年轻现时植株

4、较年轻而为而为幼年型幼年型，上，上部枝叶因出现时部枝叶因出现时植株较年老而为植株较年老而为成年型成年型，中部则，中部则为为中间型中间型。这是在认识植物开花现象时必须加以注意的这是在认识植物开花现象时必须加以注意的“生理年龄生理年龄”。12“生理年龄生理年龄”在园艺生产中的应用：在园艺生产中的应用：以桦树以桦树基部枝条基部枝条为接穗嫁接到幼为接穗嫁接到幼年期砧木上，年期砧木上，2 2年内不开花；年内不开花；以以顶端的枝条顶端的枝条为接穗进行嫁接时，为接穗进行嫁接时，则很快开花。则很快开花。P.231P.23113生产上常用缩短幼年期的方法：生产上常用缩短幼年期的方法：将桦树在连续长日照下生长，可

5、使幼将桦树在连续长日照下生长，可使幼年期由年期由5 51010年缩短到不足年缩短到不足1 1年；年；苹果和柠檬开花需苹果和柠檬开花需4 41515年，若环割处理，年，若环割处理，则可在则可在1 12 2年内开花。年内开花。二、提前早熟二、提前早熟 14第二节第二节 春化作用春化作用 一、春化作用的发现一、春化作用的发现 许多植物，如大白许多植物，如大白菜、芹菜、油菜、萝菜、芹菜、油菜、萝卜等，经一定时期营卜等，经一定时期营养生长后越冬，次年养生长后越冬，次年夏初开花结实。夏初开花结实。若将秋播作物改为春若将秋播作物改为春播，则播，则不能不能或大大或大大延延迟迟开花。开花。15低 温 诱 导 植

6、 物 开 花 的 作 用 称 春 化 作 用低 温 诱 导 植 物 开 花 的 作 用 称 春 化 作 用(vernalization)(vernalization)。冬小麦、冬黑麦、冬大麦等冬性禾谷类作物以冬小麦、冬黑麦、冬大麦等冬性禾谷类作物以外，某些二年生植物，如白菜、萝卜、胡萝卜、外，某些二年生植物，如白菜、萝卜、胡萝卜、芹菜、甜菜、甘蓝和天仙子等，以及一些多年芹菜、甜菜、甘蓝和天仙子等，以及一些多年生草本植物（如牧草）的开花也需要经过春化生草本植物（如牧草）的开花也需要经过春化作用。作用。16 低温低温 不同的植物不同的植物和同一种植物的和同一种植物的不同品种不同品种，春化所，春化所

7、要求的要求的低温范围低温范围和和低温持续的时间低温持续的时间不同。不同。一般有效温度为一般有效温度为0 01010，最适温度为，最适温度为1 177。P.232P.232二二 春化作用的条件春化作用的条件 1.低温和时间低温和时间 时间时间 有些植物只需几天，某些冬性强的植物则有些植物只需几天，某些冬性强的植物则需低温的天数较长。需低温的天数较长。17类型春化温度范围（类型春化温度范围（）春化天数（）春化天数（d d）表表1 1不同类型小麦通过春化需要的温度及天数不同类型小麦通过春化需要的温度及天数 冬性冬性0 03 340404545 半冬性半冬性3 36 6101015 15 春性春性8

8、815155 58 8根据原产地的不同，将小麦分为根据原产地的不同，将小麦分为冬性冬性、半冬性半冬性和和春性春性三种类型。三种类型。有些植物对低温的要求是绝对的，如萝卜，若不经过低温，有些植物对低温的要求是绝对的，如萝卜，若不经过低温，就一直保持营养生长状态，绝对不开花。就一直保持营养生长状态，绝对不开花。另外一些植物对低温的要求是相对的，低温促进植物开花，另外一些植物对低温的要求是相对的，低温促进植物开花，但未经低温处理的植株虽然营养生长期延长，但最终也能但未经低温处理的植株虽然营养生长期延长，但最终也能开花。开花。18春化天数对冬黑麦开花的影响 FRIGIDA(FRI)plants res

9、pond to cold treatments(vernalization).Both plants shown are FRI plants in the Columbia ecotype of Arabidopsis.The dominant allele of FRI,which is common in some natural ecotypes of Arabidopsis,confers late flowering.Note that the nonvernalized plant(A)has elaborated numerous leaves during its exten

10、ded vegetative development.The late-flowering phenotype,however,can be reversed by a long cold treatment(B).Both plants are shown at time their first flowers opened.19在植物春化过程结束在植物春化过程结束之前，如遇高温之前，如遇高温（3030），低温的效果），低温的效果会被减弱或消除，这会被减弱或消除，这种现象称种现象称脱春化作用脱春化作用（devernalizationdevernalization）或或解除春化解除春化。低温

11、低温 （完成春化）高温 （解除春化）202.2.其它糖、其它糖、氧气氧气、水分等、水分等1.低温和时间低温和时间 二、春化作用的条件二、春化作用的条件 21三三 春化作用的时期、部位和刺激传导春化作用的时期、部位和刺激传导 月见草月见草接受低温接受低温春化是在春化是在67片片真叶期。真叶期。种子萌发期到苗期种子萌发期到苗期.冬小麦、冬黑麦等在种子吸胀后苗期均可感受低冬小麦、冬黑麦等在种子吸胀后苗期均可感受低温诱导进行春化，温诱导进行春化，其中以其中以三叶期三叶期为最快为最快。一些二年生和多年生植物只有当幼苗生长到一定大一些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。小后才能感受低

12、温。1.时期时期 222.2.感受部位感受部位 试验：试验：栽培于栽培于温室中温室中的芹菜不能开花结实。的芹菜不能开花结实。用橡胶管缠绕茎顶端，管内不断通过冷水流，用橡胶管缠绕茎顶端，管内不断通过冷水流，使生长点获得局部低温处理，使生长点获得局部低温处理，就能通过春化而在长就能通过春化而在长日下开花结实。日下开花结实。将整株芹菜置于冷室中，而在缠绕茎顶端的橡将整株芹菜置于冷室中，而在缠绕茎顶端的橡胶管内通过温水流，植株即使在长日条件下也不能胶管内通过温水流，植株即使在长日条件下也不能开花结实。开花结实。结论：结论：植物感受低温春化的部位是植物感受低温春化的部位是茎尖端的生长点茎尖端的生长点。2

13、3 部位：部位：茎尖生长点茎尖生长点和某些和某些能进行细胞分裂的部位能进行细胞分裂的部位。胚胚 拟南芥顶芽区域的营养组织（A）与生殖组织的纵切面(B)24春化素春化素3.春化作用刺激的传导春化作用刺激的传导嫁接试验嫁接试验 天仙子天仙子25呼吸速率增强呼吸速率增强核酸代谢加速核酸代谢加速蛋白质代谢蛋白质代谢调控基因的表达调控基因的表达（flowering.Locus C)GA含量增加含量增加四四.春化的生理生化的基础春化的生理生化的基础26植物激素的变化植物激素的变化 许多植物经低温处理后，体内许多植物经低温处理后，体内赤霉素赤霉素的含量明显增加。的含量明显增加。一些需春化的植物，如油菜、天仙

14、子、一些需春化的植物，如油菜、天仙子、白菜、胡萝卜等，不经低温处理不能抽薹白菜、胡萝卜等，不经低温处理不能抽薹开花，若外施赤霉素则能开花。开花，若外施赤霉素则能开花。P.234P.23423423427图图1 1低温和外施赤霉素对胡萝卜开花的影响低温和外施赤霉素对胡萝卜开花的影响 A.A.对照；对照；B.B.未低温处理，每天施用未低温处理，每天施用0.010.01GAGA；C.C.低温处理低温处理8 8周周28图图1 1结果表明，赤霉素与春化作用有关，甚至结果表明，赤霉素与春化作用有关，甚至有人认为赤霉素就是春化素。有人认为赤霉素就是春化素。但赤霉素不是春化素，原因：但赤霉素不是春化素，原因：

15、A.A.不是不是所有所有需春化的植物在低温处理后体内需春化的植物在低温处理后体内的赤霉素含量都明显增加。的赤霉素含量都明显增加。B.B.赤霉素处理能使需春化的植物不经低温而赤霉素处理能使需春化的植物不经低温而开花的现象，只发生在开花的现象，只发生在某些某些需春化的植物中。需春化的植物中。C.C.植物对赤霉素和对春化的反应不同：经春植物对赤霉素和对春化的反应不同：经春化处理后，花芽的形成与茎的伸长几乎同时发生；化处理后，花芽的形成与茎的伸长几乎同时发生；赤霉素诱导茎先伸长，之后花芽才出现。赤霉素诱导茎先伸长，之后花芽才出现。29五、春化作用在农业生产上的应用引种人工春化处理闷麦法0-5 40-5

16、0d 人工育种控制花期30第三节第三节 光周期现象光周期现象 在各种气象因子中，昼夜长度变化是最可靠的信号，不同纬度地区昼夜长度的季节性变化是很准确的图 9-3 北半球不同纬度地区昼夜长度的季节变化（A）一年中不同时间内纬度对日照长度的影响。日长是在每个月的20号测量的。（B）显示经度与纬度的世界地图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1231自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期（photoperiod）。生长在地球上不同地区的植物在长期适应和进化过程中表现出生长发育的周期性变化，植物对昼夜长度发生反应的现象称为光周期现象（photoperiodism）。在植物的光周期现象中最为重

17、要且研究最多的是植物成花的光周期诱导。32美国园艺学家加纳和阿拉德（Garner and Allard），1920：烟草的马里兰猛犸（Maryland Mammoth）变种（右）与野生型烟草（左）的对比。这两个植株在夏天都是在温室中生长的。一、光周期现象的发现和光周期类型33冬季温室中栽培时，株高不到冬季温室中栽培时，株高不到1m1m即可开花。即可开花。夏季生长旺盛，株高能达夏季生长旺盛，株高能达3 35m5m但不开花；但不开花；Garner&Allard Garner&Allard（19201920，美），美）冬季温室中人工冬季温室中人工延长光照时间延长光照时间 在夏季人为缩短日照时间在夏季

18、人为缩短日照时间 营养生长状态不开花；营养生长状态不开花；开花开花 实验材料：美洲烟草实验材料：美洲烟草34日照长短对美洲烟草诱导开花试验日照长短对美洲烟草诱导开花试验A.A.长日照条件下的烟草长日照条件下的烟草 B.B.短日照条件下的烟草短日照条件下的烟草35大豆在大豆在5-8月月种植，但开种植，但开花总是花总是9月月中的中的3周内周内进行进行日照长度控制着植物的成花诱导。他们由此实验证明并提出：他们由此实验证明并提出：36植物光周期反应类型植物光周期反应类型 长日植物长日植物 短日植物短日植物 日中性植物日中性植物三种三种 类型：类型：P.247P.24737长日植物长日植物：在昼夜周期中

19、，日照长度长于某一在昼夜周期中，日照长度长于某一临界值时才能开花的植物。临界值时才能开花的植物。缩短暗期，延长光期，可以提早开花缩短暗期，延长光期，可以提早开花 常见的长日植物有常见的长日植物有小麦小麦、大麦、大麦、油菜油菜、甜菜、菠、甜菜、菠菜、芹菜、胡萝卜、萝卜、白菜、菜、芹菜、胡萝卜、萝卜、白菜、天仙子天仙子等。等。如典型的长日植物天仙子：如果日照长度短于8.5h就不能开花。1.1.长日植物（长日植物（long-daylong-dayplantplant，LDPLDP）LDPLDP一般多在春未和夏天开花。一般多在春未和夏天开花。38短日植物短日植物：在昼夜周期中，日照长度短于在昼夜周期中

20、，日照长度短于某一临界值时才能开花的植物。某一临界值时才能开花的植物。适当地延长暗期，缩短适当地延长暗期，缩短光期，可以提早开花。光期，可以提早开花。常见的短日植物有美洲烟草、常见的短日植物有美洲烟草、大豆、大豆、菊花、菊花、苍耳、苍耳、晚稻、腊梅、晚稻、腊梅、麻类麻类、紫苏、日本牵牛等。、紫苏、日本牵牛等。如菊花须满足少于10h的日照才能开花。2.2.短日植物（短日植物（short-dayshort-dayplantplant，SDPSDP）SDPSDP一般一般在秋天日长变短时开花。在秋天日长变短时开花。39日中性植物日中性植物：在任何日照长度条件下在任何日照长度条件下都能开花的植物。都能开

21、花的植物。常见的日中性植物有番茄、茄子、黄常见的日中性植物有番茄、茄子、黄瓜、辣椒、瓜、辣椒、四季豆四季豆、蒲公英、月季花等。蒲公英、月季花等。3.3.日中性植物（日中性植物（day-neutralday-neutralplantplant，DNPDNP）只要温度合适，一年四季均能开花。只要温度合适，一年四季均能开花。40植物开花的其他光周期反应类型：植物开花的其他光周期反应类型：A.A.中日中日性植物（性植物（intermediateintermediate daydayplantplant，IDPIDP）：如甘蔗的某一品种，只有在如甘蔗的某一品种，只有在11.511.512.5h12.5h

22、的日照长度下才能开花。的日照长度下才能开花。有些植物花诱导和花器官形成要求日照有些植物花诱导和花器官形成要求日照长度不同。被称为长度不同。被称为双重日长植物双重日长植物（dualdualdaydaylengthlengthplantplant）。）。P.247P.24741B.B.长短长短日植物（日植物（longlong shortshortdaydayplantplant，LSDPLSDP）：在长日照下完成花诱导，：在长日照下完成花诱导，短日照下形成花器官。例如：芦荟等。短日照下形成花器官。例如：芦荟等。C.C.短长短长日植物（日植物（shortshort longlongdaydaypla

23、ntplant，SLDPSLDP）：在短日照条件下完成花诱：在短日照条件下完成花诱导，长日照下形成花器官。例如：风铃草导，长日照下形成花器官。例如：风铃草等。等。P.247P.24742431.1.临界日长临界日长（critical daylengthcritical daylength）指在指在24h24h昼夜周期中引起长日植物成花昼夜周期中引起长日植物成花的最短日照长度或引起短日植物成花的最的最短日照长度或引起短日植物成花的最长日照长度。长日照长度。二、二、临界日长临界日长（critical daylength）44苍耳（苍耳（SDPSDP）菠菜（菠菜（LDPLDP）15.5h15.5h1

24、3h13h14h/d14h/d两种植物都能开花。两种植物都能开花。临界值临界值长日植物的临界日长不一定都长于短日植物，长日植物的临界日长不一定都长于短日植物，反之亦然。反之亦然。45临界日长临界日长长日植物长日植物短日植物短日植物 日照长度日照长度 临界日临界日长时即可诱导开花，长时即可诱导开花，且日照时间越长，对且日照时间越长，对开花越有利。开花越有利。在在24h24h连续光照连续光照下开花最早。下开花最早。日照长度日照长度 临界日临界日长时才能诱导开花，长时才能诱导开花，适当缩短每天的日照适当缩短每天的日照时间可提早开花。时间可提早开花。日长过短也不能开日长过短也不能开花，可能因为光照不花

25、，可能因为光照不足，植物缺乏供给开足，植物缺乏供给开花的营养物质。花的营养物质。461.1.长日植物的临界日长不一定比短日植物长；长日植物的临界日长不一定比短日植物长；2.2.长、短日照植物并不意味着一生都生活在长、短日照条件下，只长、短日照植物并不意味着一生都生活在长、短日照条件下，只是在成花诱导阶段需要长、短日照；是在成花诱导阶段需要长、短日照；3.3.长日照植物在成花诱导时，光期越长开花越早，连续光照，开花长日照植物在成花诱导时，光期越长开花越早，连续光照，开花更早；但短日照植物的成花诱导并非越短越好，日照太短，营养生更早；但短日照植物的成花诱导并非越短越好，日照太短，营养生长不良，影响

26、发育；长不良，影响发育；4.4.同种植物的不同品种，对日照的要求可以不同，如烟草的有些品同种植物的不同品种，对日照的要求可以不同，如烟草的有些品种为短日植物（种为短日植物（Maryland MammothMaryland Mammoth），而有些品种是长日植物，还），而有些品种是长日植物，还有些品种是日中性植物。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟有些品种是日中性植物。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟品种为短日植物。品种为短日植物。在理解长、短日照植物时要注意以下几个问题：47 2.2.临界暗期临界暗期 在昼夜周期中短日植物开花所必需的最短暗期长度在昼夜周期中短日植物开花所必需的最短暗期长

27、度或长日植物开花所必需的最长暗期长度。或长日植物开花所必需的最长暗期长度。光期重要还是暗期重要光期重要还是暗期重要?4816h4h4h10h5h4h11h6h20h哈姆纳（哈姆纳（Hamner）进行的试验：）进行的试验：SDP大豆大豆(临界日长临界日长14h)：5h6h6h11h10h20h49苍耳开花（临界日长苍耳开花（临界日长15.5h,SDP)9 15 9 1550破坏光期和破坏暗期实验破坏光期和破坏暗期实验光光暗暗长日照植物长日照植物临界日长临界日长临界日长夜临界日长夜短日照植物短日照植物51结果表明：结果表明：临界暗期临界暗期比比临界日长临界日长对植物的开花更为重要。对植物的开花更为

28、重要。因此：因此：SDPSDP也称也称长夜植物长夜植物（long-nightlong-nightplantplant）；LDPLDP也称也称短夜植物短夜植物（short-nightshort-nightplantplant）。52暗期中断时红光（暗期中断时红光（R）和远红光（）和远红光（FR）对长日）对长日 植物和短日植物开花的可逆控制植物和短日植物开花的可逆控制 53试验证明：试验证明：暗期中断最有效的光是暗期中断最有效的光是。红光照后立即照远红光，暗期中断的效红光照后立即照远红光，暗期中断的效应被抵消，该反应可逆转多次。应被抵消，该反应可逆转多次。SDPSDP和和LDPLDP开花与否取决于

29、最后一次照射开花与否取决于最后一次照射的是红光还是远红光（图）。的是红光还是远红光（图）。上述结果表明：上述结果表明：光敏色素参与了光周期光敏色素参与了光周期对开花诱导的过程。对开花诱导的过程。541.1.感受部位：感受部位：叶片叶片（一张叶片或叶片一部分）（一张叶片或叶片一部分）叶片和营养芽的光周期处理对开花的影响 LD.LD.长日照长日照 SD.SD.短日照短日照三、光周期刺激的感受和传递三、光周期刺激的感受和传递552.2.光周期刺激的传导光周期刺激的传导 柴拉轩的实验：柴拉轩的实验：5 5株株SDPSDP苍耳嫁接，只苍耳嫁接，只把其中一株的一片叶暴露在短日下，结果把其中一株的一片叶暴露

30、在短日下，结果所有的植株都开花（图所有的植株都开花（图11-411-4）。）。结果证明：结果证明：合适光周期诱导的叶片能合适光周期诱导的叶片能向未经诱导的植株运输某种向未经诱导的植株运输某种成花物质。成花物质。柴拉轩称之为：柴拉轩称之为：成花素成花素（florigenflorigen）P.239P.23956图图8 8 苍耳开花刺激物的嫁接传递苍耳开花刺激物的嫁接传递5758实验发现：实验发现：经合适光周期处理的经合适光周期处理的LDPLDP或或SDPSDP都可以通过嫁都可以通过嫁接引起未经合适光周期处理植物开花；接引起未经合适光周期处理植物开花；将将长日植物天仙子长日植物天仙子和和短日植物烟

31、草短日植物烟草嫁接后，嫁接后，无论在长日还是在短日条件下两者都能开花。无论在长日还是在短日条件下两者都能开花。这些现象说明：这些现象说明：两种不同光周期反应类型的植物所产生两种不同光周期反应类型的植物所产生的开花刺激物（成花素）可能具有相同的性的开花刺激物（成花素）可能具有相同的性质质。59 四、光周期诱导四、光周期诱导(photoperiodic induction并不是在植物的一生中，均需要适宜的光周期并不是在植物的一生中，均需要适宜的光周期适宜的光周期并不需要持续到开花为止。适宜的光周期并不需要持续到开花为止。植物在达到一定的生理年龄时，经过足植物在达到一定的生理年龄时，经过足够天数的适

32、宜光周期处理，以后即使处于不适够天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然能保持这种刺激的效果而宜的光周期下，仍然能保持这种刺激的效果而开花。开花。60诱导周期数诱导周期数诱导周期数诱导周期数：适宜光周期处理的临界天数。适宜光周期处理的临界天数。P.249P.249SDPLDP苍耳苍耳1 1d d浮萍浮萍1d1d、大豆大豆2 23 3d d菊花菊花1212d d天仙子天仙子2 23 3天天油菜等油菜等1 1天天拟南芥拟南芥4 4天天胡萝卜胡萝卜15152020天天不同种类的植物通过光周期诱导的天数不同不同种类的植物通过光周期诱导的天数不同61五、光周期理论在农业上的应用1 1、植

33、物地理分布与引种、育种植物地理分布与引种、育种2、控制开花，调节营养生长和生殖生长控制开花，调节营养生长和生殖生长62 1、引种、引种要考虑的因素：要考虑的因素：要了解被引品种的光周期特性，是属于长日要了解被引品种的光周期特性，是属于长日植物、短日植物还是日中性植物，是否对低温植物、短日植物还是日中性植物，是否对低温有所要求。有所要求。要了解作物原产地与引种地季节的日照条件要了解作物原产地与引种地季节的日照条件和温度的差异。和温度的差异。要根据被引作物所收获的主要器官（种子、要根据被引作物所收获的主要器官（种子、果实或营养体）的不同来确定所引品种。果实或营养体）的不同来确定所引品种。纬度愈高的

34、地区纬度愈高的地区(北方北方)，夏季昼长，夜愈短；，夏季昼长，夜愈短；春分春分夏至夏至秋分秋分日日长长夜夜长长冬至冬至冬至冬至南南 某地某地 北北南南 SDP 北北南南 LDP 北北日长，短日长，短日长，长日长，长开花迟开花迟开花迟开花迟开花早开花早开花早开花早64引种引种 短日植物：北种南引，提前开花，应引晚熟种；短日植物：北种南引，提前开花，应引晚熟种；南种北引，开花推迟，应引早熟种。南种北引，开花推迟，应引早熟种。长日植物：北种南引，开花推迟，应引早熟种；长日植物：北种南引，开花推迟，应引早熟种；南种北引，开花提前，应引晚熟种。南种北引，开花提前，应引晚熟种。65图图3 3北半球不同纬度

35、地区昼夜长度的季节性变化北半球不同纬度地区昼夜长度的季节性变化 北纬北纬2020：海口；：海口；3131：上海；：上海；4040：北京；：北京；5050：黑河：黑河606066 大豆是大豆是 植物。植物。例例1：将广州的一个大豆品种引到枣庄种植，其生长期：将广州的一个大豆品种引到枣庄种植，其生长期会发生什么变化？应选择什么品种？会发生什么变化？应选择什么品种？问题：问题：1：将黑龙江的大豆品种引到枣庄种植，会出现：将黑龙江的大豆品种引到枣庄种植，会出现什么现象？为什么？什么现象？为什么？广州（原产地）的日照较枣庄（引种地）广州（原产地）的日照较枣庄（引种地）。大豆主要是收获种子。大豆主要是收获

36、种子。短日短日短短67 A调节花期，加速良种繁育 早稻（SDP）与晚稻，花期不遇，晚稻苗期遮光处理。提早开花 B加速世代繁育，缩短育种年限 水稻、玉米冬季在海南岛繁育种子 小麦、夏季在黑龙江育种，冬季在云南，一年可繁育2-3代。育种育种68控制开花，调节营养生长和生殖生长控制开花，调节营养生长和生殖生长杜鹃（杜鹃（LDP）69南麻北引南麻北引优质高产优质高产71开花诱导途径整合因子基因：开花诱导途径整合因子基因：FT、SOC1、LEY 分生组织特征基因：分生组织特征基因：AP1、AP2、CAL、LEY光周期途径光周期途径生物钟生物钟CO蔗糖蔗糖途径途径赤霉素赤霉素途径途径自主途径自主途径春化作

37、春化作用途径用途径FLC开花开花六、成花诱导途径六、成花诱导途径P25472 同源异型：同源异型：属性相同的分生组织由于发生变异（不正常的发育）。属性相同的分生组织由于发生变异（不正常的发育）。产生异位的器官或组织。引发这种突变的基因叫同源异型基因。这些产生异位的器官或组织。引发这种突变的基因叫同源异型基因。这些同源异型基因也叫器官决定基因，即同源异型基因也叫器官决定基因，即花器官特征基因花器官特征基因。73 拟南芥有5种决定花器官特征的基因：APETALA1（AP1）APETALA2（AP2）APETALA3（AP3）PISTILLATA（P1）AGAMOUS（AG）ABC74正常花的四轮结

38、构花萼、正常花的四轮结构花萼、雄蕊雄蕊、雌蕊雌蕊分分别由别由ABCABC三类（三类（5 5种）基因共同控制，三类基因分为种）基因共同控制，三类基因分为A A、BCBC和和C C四组。四组。其中失活一组基因的活性，由未失活其中失活一组基因的活性，由未失活的另一组基因代替的另一组基因代替（表（表2），形态会发生异常，形态会发生异常 A A花萼花萼 A AB B花瓣花瓣 C C雄蕊雄蕊BCBC心皮（雌蕊）心皮（雌蕊）C CP.2P.25353花器官形态发生基因控制的花器官形态发生基因控制的ABC模型模型75基于基于ABC模型模型的花器等位性的花器等位性突变体表现型突变体表现型的解释。的解释。（A）野

39、生型。（B）C功能的丧失导致了A功能在花分生组织中的扩展。（C）A功能的丧失导致了C功能在分生组织中的扩展。（D）B功能的丧失导致了仅有A和C功能的表达。76 BCAD E12345花器官发育的花器官发育的ABCDE模型模型萼片、萼片、花瓣、花瓣、雄蕊雄蕊 、雌蕊、雌蕊 胚珠胚珠77二、花器官形成所需的外在条件二、花器官形成所需的外在条件1、光光 时间长，强度大，有利花的形成。时间长，强度大，有利花的形成。花开始分化后，照光时间越长，强度越大，形成的花开始分化后，照光时间越长，强度越大，形成的有机物越多，对花形成愈有利。雄蕊发育对光强较敏有机物越多，对花形成愈有利。雄蕊发育对光强较敏感。感。2

40、、温度温度 高温，有利于花器官的形成高温，有利于花器官的形成花粉母细胞减数分裂时期花粉母细胞减数分裂时期受低温危害较严重。受低温危害较严重。783、水分水分缺水，颖花退化。缺水，颖花退化。4、营养营养体内营养不足或缺肥，花发育不良，体内营养不足或缺肥，花发育不良，数目少。数目少。5、生长调节物质、生长调节物质 l CTK、IAA、ABA、ETH可促进多种果树的可促进多种果树的花花 芽分化。芽分化。l乙烯利可引起小麦花粉败育。乙烯利可引起小麦花粉败育。79三三、植物性别分化、植物性别分化 80麻类植物雄株纤维长、拉力强、品麻类植物雄株纤维长、拉力强、品质优，应多保留雄株。质优，应多保留雄株。瓜类

41、植物（雌雄同株异花），应大大瓜类植物（雌雄同株异花），应大大增加雌花数，以提高产量。增加雌花数，以提高产量。P.256P.2561.性别分化的意义性别分化的意义 81（1 1）光周期：）光周期：合适的光周期诱导之后继合适的光周期诱导之后继续处于该条件下，促进雌花形成；反之促进续处于该条件下，促进雌花形成；反之促进雄花形成。雄花形成。（2 2）植物生长物质：）植物生长物质：生长素和乙烯促进生长素和乙烯促进瓜类植物开雌花，赤霉素促进其开雄花。瓜类植物开雌花，赤霉素促进其开雄花。（3 3）其它因素：）其它因素：充足的氮素和水分、机充足的氮素和水分、机械损伤等有利于雌花分化；土壤干旱等则促械损伤等有利

42、于雌花分化；土壤干旱等则促进雄花分化。进雄花分化。2.影响植物性别分化的环境因素影响植物性别分化的环境因素 82第五节、第五节、受精生理受精生理 831.1.湿度，湿度，2.2.温度，温度，3.O23.O2和和O2O24.4.光光 花粉贮存在遮荫或黑暗处。花粉贮存在遮荫或黑暗处。（一）、花粉的寿命和贮存（一）、花粉的寿命和贮存 一、花粉与柱头的寿命一、花粉与柱头的寿命84如：如：水稻一般能持水稻一般能持续续6 67d7d，以开花当，以开花当天活力最强，以后天活力最强，以后逐渐下降逐渐下降(图图10-810-8）（二）柱头的生活能力（二）柱头的生活能力 85（1 1）温度）温度（2 2）湿度）湿

43、度 (3)(3)其它其它 （三）外界条件对授粉的影响（三）外界条件对授粉的影响 86二、二、花粉与柱头的相互识别花粉与柱头的相互识别87月见草，在柱头上月见草，在柱头上30min后后88具有生活力的花粉粒落具有生活力的花粉粒落在柱头上，被柱头表皮细在柱头上，被柱头表皮细胞吸附，并吸收表皮细胞胞吸附，并吸收表皮细胞分泌物中的水分。由于营分泌物中的水分。由于营养细胞吸胀作用使花粉内养细胞吸胀作用使花粉内壁以及营养细胞的质膜在壁以及营养细胞的质膜在萌发孔处外突，形成花粉萌发孔处外突，形成花粉管，此过程称为花粉萌发。管，此过程称为花粉萌发。接着花粉管侵入柱头细胞接着花粉管侵入柱头细胞间隙进入花柱间隙进

44、入花柱,最后进入最后进入胚囊胚囊.二、花粉萌发和花粉管的生长二、花粉萌发和花粉管的生长1.花粉落在柱头上；花粉落在柱头上；2.吸水；吸水；3.萌发；萌发；4.侵侵入花柱细胞；入花柱细胞；5.花粉管伸长至胚囊花粉管伸长至胚囊89糖糖 调节渗透势，调节渗透势，防止花粉破裂，使防止花粉破裂，使花粉能正常萌发。花粉能正常萌发。硼硼 硼和糖形成复硼和糖形成复合物，有利于花粉合物，有利于花粉对糖的吸收；硼还对糖的吸收；硼还参与果胶物质的合参与果胶物质的合成，促进花粉管生成，促进花粉管生长时管壁的建造。长时管壁的建造。温度温度90胼胝胼胝体塞体塞外壁外壁内壁内壁高尔高尔基体基体微丝微丝内质网内质网含细胞壁含

45、细胞壁前体的小前体的小泡泡线粒体线粒体营养核营养核精细胞精细胞与尖端细胞膜与尖端细胞膜融合的小泡融合的小泡u 花粉萌发和花粉管生长表现出花粉萌发和花粉管生长表现出“群体效应群体效应”,密集花粉的密集花粉的萌发及花粉管的伸长生长比稀疏的花粉要高。萌发及花粉管的伸长生长比稀疏的花粉要高。91u 花粉管的定向生花粉管的定向生长：长：花粉管花粉管最后最后进入进入胚囊胚囊.u胚囊可能分泌向化胚囊可能分泌向化性物质，从胚囊性物质，从胚囊.到柱头形成梯度，到柱头形成梯度，诱导花粉管沿梯度诱导花粉管沿梯度生长。生长。CaCa2+2+浓度梯度参与浓度梯度参与花粉管定向生长花粉管定向生长。玉米的双受精玉米的双受精

46、92中央细中央细胞极核胞极核卵细胞卵细胞精子精子精细胞+卵细胞=受精卵精细胞+极核中央细胞=初生胚乳核被子植物的双受精被子植物的双受精花粉管花粉管管核管核胚珠胚珠两个精细胞中的一个与卵细胞融合形成合子。另一个与中央细胞的两个极核融合，形成初生胚乳核。助细胞助细胞93受精后，受精后，p 胚囊（胚珠）胚囊（胚珠）发育成种子，发育成种子，p 子房发育成子房发育成果实，果实，受精过程中雌蕊的受精过程中雌蕊的生理生化变化：生理生化变化：l呼吸速率增加呼吸速率增加l子房子房IAA含量增含量增加加l营养物质向生殖营养物质向生殖器官输送增强器官输送增强胚珠胚珠94五、自交不亲和性五、自交不亲和性 自交不亲和分

47、为：自交不亲和分为：u配子体型不亲和配子体型不亲和 (茄科、禾本科）茄科、禾本科）u孢子体型不亲和孢子体型不亲和 （十字花科、菊科）（十字花科、菊科）发生在花粉中发生在花粉中表现在花粉和表现在花粉和雌蕊相互作用雌蕊相互作用.95花粉蒙导法花粉蒙导法 实验：实验：三角杨三角杨银白杨结实率为银白杨结实率为0 0 三角杨三角杨三角杨结实率为三角杨结实率为100%100%三角杨三角杨银白杨三角杨银白杨三角杨 （-射线杀死的花粉）结实率约为射线杀死的花粉）结实率约为15%15%蒙导花粉（蒙导花粉（mentormentorpollenpollen）：指已丧失生：指已丧失生活力的活力的亲和性亲和性花粉。花粉

48、。P.261P.2612622622.克服不亲和的途径克服不亲和的途径 96蕾期授粉法蕾期授粉法 蕾期雌蕊组织未成熟、不亲和因素比较弱，蕾期雌蕊组织未成熟、不亲和因素比较弱，此时进行剥蕾授粉，可克服不亲和性。此时进行剥蕾授粉，可克服不亲和性。物理化学处理法物理化学处理法 以以32326060的热水浸烫柱头，因识别蛋白的热水浸烫柱头，因识别蛋白变性，打破不亲和性。变性，打破不亲和性。97离体培养法离体培养法 例如，在试管中授给胚珠花粉使之受例如，在试管中授给胚珠花粉使之受精，已使烟草、矮牵牛等植物的胚珠再精，已使烟草、矮牵牛等植物的胚珠再生植株。生植株。此外，此外，细胞杂交、原生质体融合细胞杂交

49、、原生质体融合或或转基因转基因等，也可克服不亲和性，达到远等，也可克服不亲和性，达到远缘杂交育种的目的。缘杂交育种的目的。98本章重点:1、春化作用及其应用 2、光周期诱导及其应用 1 1将北方的冬小麦引种至广东栽培，结果不能抽穗结将北方的冬小麦引种至广东栽培，结果不能抽穗结实，主要原因是实，主要原因是 。A日照短日照短 B气温高气温高 C雨水多雨水多 D光照强光照强2 2小麦经过春化作用后，对日照要求是小麦经过春化作用后，对日照要求是 。A在长日照下才能开花在长日照下才能开花 B在短日照下才能开在短日照下才能开花花 C在任何日照下都能开花在任何日照下都能开花3 3下列哪种植物开花不需经历低温

50、春化作用下列哪种植物开花不需经历低温春化作用 。A油菜油菜 B胡萝卜胡萝卜 C天仙子天仙子 D棉花棉花B BA AD D选择题选择题4 4在赤道附近地区能开花的植物一般是在赤道附近地区能开花的植物一般是 植物。植物。A中日中日 B长日长日 C短日短日 D长短日长短日5 5在温带地区，春末夏初能开花的植物一般为是在温带地区，春末夏初能开花的植物一般为是 植物。植物。A中日中日 B长日长日 C短日短日 D短长日短长日6 6在温带地区，秋季能开花的植物一般是在温带地区，秋季能开花的植物一般是 植物。植物。A中日中日 B长日长日 C短日短日 D绝对长日绝对长日A AB BC C暗期暗期（h）光周期中形