植物的生殖生理(3).ppt

华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理第十一章第十一章植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理第一节第一节幼年期幼年期幼幼年年期期是是植植物物的的早早期期生生长长的的阶阶段段。在在此此期期间间，任任何何处处理理都不能诱导开花都不能诱导开花一、幼年期的特征一、幼年期的特征特征比较见表特征比较见表。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理由于植株从由于植株从幼年期转变幼年期转变为成年期是为成年期是由茎基向顶由茎基向顶端转变端转变,所以所以植株不同部植株不同部位的成熟度位的成熟度不一样不一样植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理二、提早成熟二、提早成熟可可以以通通过过加加速速生生长长和和减减慢慢生生长长速速度度，迅迅速速通通过过幼幼年年期期，提提早早开花。开花。内内源源赤赤霉霉素素在在幼幼年年期期转转变变为为成成年期过程中起作用。年期过程中起作用。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理第二节第二节春化作春化作用用一、春化作用的条件一、春化作用的条件春化作用春化作用：低温诱导植物开花的过程。：低温诱导植物开花的过程。主主要要是是一一些些二二年年生生植植物物和和一一些些冬冬性性一一年年生植物。生植物。脱春化作用脱春化作用植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理二、春化作用的时间、部位和刺激传导二、春化作用的时间、部位和刺激传导时间：不同植物不同。时间：不同植物不同。部位：茎尖端生长点。部位：茎尖端生长点。传导：可传导。传导：可传导。三、春化作用的生理、生化变化三、春化作用的生理、生化变化谭谭克克辉辉认认为为：前前期期糖糖类类氧氧化化和和能能量量代代谢谢的的旺旺盛盛时时期期、中中期期核核酸酸代代谢谢的的关关键键时时期期、中中后期蛋白质起主要作用。后期蛋白质起主要作用。低低温温可可改改变变基基因因表表达达，导导致致DNA去去甲甲基基化化而开花。而开花。内源赤霉素增多。内源赤霉素增多。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理第三节第三节光周期光周期光周期与光周期现象：光周期与光周期现象：在一天中，白天和黑夜的相对长在一天中，白天和黑夜的相对长度叫度叫光周期光周期(photoperiod)。植物植物对光周期的反应叫对光周期的反应叫光周期现象光周期现象(photoperiodism)。美国科学家美国科学家Garner、Allard发现发现。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理一、光周期反应类型一、光周期反应类型长日植物长日植物：天仙子：天仙子14h短日植物短日植物：美洲烟草：美洲烟草12h、苍耳苍耳15.5h日中性植物日中性植物：黄瓜、番茄等：黄瓜、番茄等长短日植物长短日植物：大叶落地生根、芦荟大叶落地生根、芦荟短长日植物短长日植物：风铃草、白三叶草：风铃草、白三叶草湖湖 北北 光光 周周 期期 敏敏 感感 核核 不不 育育 水水 稻稻（HBGMR）：两两个个光光周周期期反反应应分分别别影响幼穗分化和雄性不育影响幼穗分化和雄性不育植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理二、临界日长（二、临界日长（criticaldaylength）临临界界日日长长：指指昼昼夜夜周周期期中中诱诱导导短短日日植植物物开开花花所所必必需需的的最最长长日日照照或或诱诱导导长长日日植植物物开花所必需的最短日照。开花所必需的最短日照。临临界界暗暗期期：昼昼夜夜周周期期中中短短日日植植物物能能够够开开花花所所必必需需的的最最短短暗暗期期长长度度，或或长长日日植植物物能够开花所必需的最长暗期长度。能够开花所必需的最长暗期长度。大豆大豆天仙子天仙子日长日长164h，暗期暗期420h12h日长，日长，12h暗期不开花暗期不开花暗期暗期10h有花芽有花芽暗期暗期1314h最多最多6h日长，日长，6h暗期开花暗期开花植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理三、光周期刺激的感受和传导三、光周期刺激的感受和传导部位：叶片部位：叶片传导：可传导传导：可传导韧皮部韧皮部植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理四、光周期诱导四、光周期诱导光光周周期期诱诱导导：植植物物只只需需要要一一定定时时间间适适宜宜的的光光周周期期处处理理，以以后后即即使使处处于于不不适适宜宜的的光光周周期期下下，仍仍然然可可以以长长期期保保持持刺刺激激的的效效果果，这这种种现现象象称称为为光光周期诱导。周期诱导。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理五、光对暗期中断五、光对暗期中断见下图：见下图：植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理六、植物生长调节剂的应用六、植物生长调节剂的应用赤霉素赤霉素生长素生长素多胺多胺乙烯和乙烯利乙烯和乙烯利植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理七、春化和光周期理论在农业七、春化和光周期理论在农业上的应用上的应用（一）春化处理（一）春化处理（二）控制开花（二）控制开花（三）引种（三）引种植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理花发育分为花发育分为3阶段：阶段：成花决定（成花诱导）成花决定（成花诱导）形成花原基形成花原基花器官的形成及其发育花器官的形成及其发育第四节第四节花器官形成与开花花器官形成与开花植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理一、花器官原基的形成一、花器官原基的形成被被子子植植物物的的花花从从外外到到内内分分别别由由5轮轮结结构构组组成成：1：萼萼片片；2：花花瓣瓣；3：雄雄蕊；蕊；4：心皮；：心皮；5：胚珠：胚珠同同源源异异形形（hoemosis)是是指指分分生生组组织织系系列列产产物物中中一一类类成成员员转转变变为为该该系系列列中形态或性质不同的另一类成员。中形态或性质不同的另一类成员。ABC模型模型植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理ABC模型修正，形成了模型修正，形成了“ABCDE”模型：模型：要点是：要点是：A类基因控制第类基因控制第1、2轮的发育；轮的发育；B类基因控制第类基因控制第2、3轮的发育；轮的发育；C类基因类基因控制第控制第3、4、5轮的发育；轮的发育；D类基因控制类基因控制第第5轮的发育；轮的发育；E类基因控制除第类基因控制除第1轮以外轮以外其他其他4轮的发育。轮的发育。D突变体缺乏胚珠，突变体缺乏胚珠，E突变体的全部花器官发育成萼片。突变体的全部花器官发育成萼片。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理一、成花诱导的多分子途径一、成花诱导的多分子途径1、光周期途径、光周期途径2、自主、自主/春化途径春化途径3、糖类（或蔗糖）途径、糖类（或蔗糖）途径4、赤霉素途径、赤霉素途径植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理三、花生长发育所需的条件三、花生长发育所需的条件（一）气象条件（一）气象条件光（光（HBGMR）、）、温度温度（二）栽培条件（二）栽培条件水分、肥料、密度水分、肥料、密度（三）生理条件（三）生理条件营养、生长调节营养、生长调节剂剂植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理四、植物性别的分化四、植物性别的分化（一）雌雄个体的代谢差异（一）雌雄个体的代谢差异（二二）外外界界条条件件对对植植物物性性别别形形成的影响成的影响光周期、营养条件、激素光周期、营养条件、激素植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理第五节第五节受精生理受精生理一、花粉寿命和贮存一、花粉寿命和贮存（一）湿度（一）湿度30%40%（二）温度（二）温度15度度（三）二氧化碳和氧气（三）二氧化碳和氧气（四）光线（四）光线植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理二、柱头的生活能力二、柱头的生活能力三、外界条件对授粉的影响三、外界条件对授粉的影响（一）温度（一）温度（二）湿度（二）湿度（三）风（三）风植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理四、花粉萌发和花粉管伸长四、花粉萌发和花粉管伸长（一）花粉在柱头上萌发（一）花粉在柱头上萌发（二）花粉管在花柱中生长（二）花粉管在花柱中生长酶酶群体效应群体效应植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理A：花粉管通过顶端延伸生长图解。胼胝质栓使细胞花粉管通过顶端延伸生长图解。胼胝质栓使细胞质集中到正在伸长的顶端；质集中到正在伸长的顶端；B：花粉管通过花柱生长的荧光显微照片。苯胺篮染花粉管通过花柱生长的荧光显微照片。苯胺篮染色清晰显示了有规则分布的胼胝质栓色清晰显示了有规则分布的胼胝质栓植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理五、受精后雌蕊的代谢变化五、受精后雌蕊的代谢变化糖类和蛋白质代谢加强、呼糖类和蛋白质代谢加强、呼吸作用加强吸作用加强吸收水肥能力加强吸收水肥能力加强生长素生长素 植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理六、自交不亲和性六、自交不亲和性普遍现象普遍现象自交不亲和性可分为：自交不亲和性可分为：配配 子子 体体 型型 不不 亲亲 和和 性性（gametophyticself-incompatibility，GSI）：不不亲亲和和发发生生在在花花粉粉中中，花花粉粉管管进进入入花花柱柱后后中中途途停停止止生生长长、破破裂裂，与与雌雌蕊的蕊的S核酸酶有关核酸酶有关孢孢 子子 体体 型型 不不 亲亲 和和 性性（sporophyticself-incompatibility，SSI）：不不亲亲和和表表现现在在花花粉粉和和雌雌蕊蕊相相互互作作用用，阻阻碍碍花花粉粉水水合合作作用用或或不不能能形形成成花粉管。与雌蕊的类受体蛋白激酶有关。花粉管。与雌蕊的类受体蛋白激酶有关。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理芸苔科柱头乳突细胞与不亲和花粉之间的接触区示意图芸苔科柱头乳突细胞与不亲和花粉之间的接触区示意图图图中中显显示示了了一一些些可可能能参参与与其其相相互互作作用用的的蛋蛋白白质质。S位位点点受受体体激激酶酶（SPK）可可以以结结合合花花粉粉配配体体，在在某某些些情情况况下下，与与S位位点点糖糖蛋蛋白白（SLG）的的相相互互作作用用可可能能促促进进这这种种结结合合。花花粉粉配配体体可可能能是是花花粉粉外外被被的的一一个个组组分分。SLG类类似似受受体体1（SLR1）和和花花粉粉外外被被的的其其他他组组分分，可可能能参参与与了了花花粉粉和和乳乳头头细细胞胞的的黏黏附附。MOD自自交交不不亲亲和和性性的的修修饰饰基因。基因。植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理重点及难点：重点及难点：春化作用与光周期理论春化作用与光周期理论植物生理学教研室华南农业大学植物生理教研室华南农业大学植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理学教研室