《植物生理学提纲》第8-9章植物的生殖生理,衰老生理.docx

8-9植物生殖和衰老生理名词解释1s幼年期幼年期：指植物在花芽分化前的所处的年龄或生理状态，此时即使植物在开花的环境条件下生长， 也不能开花。2、春花作用春化(作用)：植物生长周期对低温的响应，尤指低温诱导开花；低温诱导促使植物开花的作用。3、光周期一天24小时内光和暗的变化称为光周期，植物成花(或发育)对光周期的响应称光周期现象。4、光周期诱导光周期诱导：植物在达到一定的生理年龄时，经过一定天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜 的光周期下，仍能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫做光周期诱导5、SDP (LNP) ,LDP (SNP) ,DNP短日植物，长日植物，日中性植物：只有在日长短于临界日长的条件下才能开花的植物称短日植物，秋天日长变短时开花；只有在日长长于临界日长的条件下才能开花的植物称长日植物，多在春末和夏天开花；不存在临界日长，只要温度等其他条件满足，可在任何日照条件下开花的植物称日中性植物，如番 茄、黄瓜、茄子、四季豆。6、临界日长临界日长：植物成花所需的极限日照长度，指昼夜周期中诱导短日植物开花的最长的日长或诱导长日植物开花的最短日长7、临界夜长临界夜长：指24小时周期的夜间长度，诱导SDP开花的最短长度和诱导LDP开花的最长长度。8、植物成花多因子途径9、衰老衰老：指植物的器官或整个植株的生命功能的自然衰退，最终导致自然死亡的一系列恶化过程。10脱落11自由基和活性氧【自由基】自由基为具有未配对电子的离子、分子或原子，极不稳定只能瞬时存在，但具有强氧化能力【活性氧】活性氧：需氧细胞在代谢过程中产生的一系列活性氧簇，包括02-，H2O2, QH等。12自由基清除系统自由基清除系统：分为非保护酶系统和保护酶系统，非保护酶系统由抗氧化剂清除自由基，保护酶 系统靠SOD、AA。、谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等清除自由基。13程序性细胞凋亡（PCD）程序性细胞死亡（PCD）：生物体控制细胞死亡过程的启动和执行，这些类型的细胞死亡被称为程序性 细胞死亡（PCD）。14春化素春花素：指由受春化处理的植物，形成对花芽分化所必需的假想激素类物质15成花素成花素：推测可诱导花芽分化的设想的植物激素16胚胎发生17 2（3）-胞花粉2/3-细胞（核）花粉：拥有1个大营养核和1个生殖核的花粉称2-细胞（核）花粉；拥有1个大营养 核和2个生殖核的花粉称3-细胞（核）花粉。18识别反应细胞在融合前所进行的一种特殊反应，是两者可彼此获得是否融合的信息的过程19自交不亲和性缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性20集体效应花粉萌发和花粉管生长表现出集体效应，即落到柱头上的花粉数量越多，花粉越容易萌发，花粉管伸 长越好，越易受精。原因是竞争有利于柱头水解物酶的增加21碘价和酸价油脂碘价：油脂不饱和程度的标志，是油脂特征常数之一，以每百克油脂所能吸收碘的克数表示油脂 酸价：油脂中游离脂肪酸含量的标志，是检验油脂质量的重要指标，以中和每克油中游离脂肪酸所需 氢氧化钾的毫克数表示22整体衰老整体衰老：衰老发生在整个植物体中，如一年生植物花落后衰老至死亡。23地上部衰老上部衰老：地上部分随着生长季节的结束而死亡，而地下部分则存活数年。24落叶衰老指树叶在特殊的季节-夏天或冬天落下，如落叶乔木。25渐进衰老进行性衰老：衰老只发生在旧的器官或组织中，新的器官或组织在老的器官或组织衰老的时候发育如 常绿树木。要点.植物成花的内外因素，春化和光周期特点，敏感部位；1 .春化和光周期的应用.开花过程及生理变化2 .果实成熟期间的生理生化变化.植物衰老理论、生理生化（1）营养衰竭引起衰老生殖器官如花、果实等的形成耗费大量营养，引起植株衰老。（反例：向日葵在开花前衰老。去花 加速了玉米和罂粟的衰老）（2）衰老相关基因（SAGs）的表达引起衰老植物衰老是由特殊基因控制的，在衰老过程中可以发现两种基因：衰老负相关基因，大部分编码光合作 用、能量代谢和生物合成相关的酶；衰老正相关基因,编码水解酶、核酸酶、蛋白酶和磷脂酶等，它们的表 达随着植物衰老而增加，在生物大分子的代谢、降解和动员中起重要作用，如玉米蛋白酶、SAG2等，引 起生物大分子的降解：DNA和RNA降解，且RNA降解得更快；在配体丰度或泛素化影响下蛋白质合成减 少，降解增加；衰老叶细胞中的糖异生发生，乙醛酸旁路被激活，生物膜裂解失效。（3）植物激素紊乱CTK减少：CTK能够阻断某些SAGs的表达，防止生物分子降解，延缓光合作用衰退，维持正常呼 吸，使气孔张开，清除自由基等，CTK减少引起叶片脱落，加剧衰老。Eth增加：Eth促进活性氧的形成以及水解酶合成和激活，使花果等衰老脱落。ABA增加：ABA促进气孔关闭与水解酶合成。JA增加：JA促进叶绿素降解和Eth的增加。（4）细胞内外Ca2+平衡失调生物膜破裂导致细胞质内Ca2+浓度上升，接着Ca2+和钙调蛋白CaM促进磷脂酶等的活化而进 一步促进生物膜的降解，形成恶性循环。（5）细胞内线粒体等形成的自由基含量增多，SOD酶和抗坏血酸等物质的减少使得细胞内自由基清除系 统清除自由基的能力下降，自由基极不稳定、活性强、氧化能力强，破坏细胞结构。重点问题1.何为“橘生淮南便是橘隔生淮北则为枳” ?不同的环境中影响植物生长发育的环境因素有着很大的区别，直接影响植物的幼年期的基础发育， 并通过不同的温度环境和光照规律而影响植物的春化、光周期现象、成花、种子和果实的发育等植物重大 生命过程，此外，不同环境还影响植物基因组的磷酸化修饰，从而造成同种植物在不同的环境下表型显著 差异甚至结出完全不同的果实。其中“橘生淮南便是橘，橘生淮北则为枳”则主要体现的是不同环境下果实发育的不同：（1）水分：淮北水分不足，橘树生长缓慢，所以结出的果实小，变得不甜，不芳香。（2）温度：淮南可能相较淮北昼夜温差较大，能够促进果实发育。（3）光照：淮北的光照不足，使得果实体积小，含糖量低，色泽差。（4）矿物营养：淮南土质较肥沃，含P、K含量高，增加果实和种子的含糖量，而淮南土质相对 较差，P、K缺乏，果实含糖量下降。综上所述，原本在淮南能结出香甜果实的橘树，到了淮北就只能结出酸涩的枳了。2 .如何理解植物成花多因子理论？(1)植物的成花转变由叶片对光周期的响应调控对LDP,早晨阳光中的红光促进PHYB的表达，PHYB抑制CO的产生，而夜晚的远红光促进PHYA的产生，蓝光促进CRY的产生，PHYA和CRY都能够抑制相关基因的表达而促进CO的生成，CO 的作用是促进FT mRNA的产生，表达FT蛋白，通过韧皮部运输到茎尖调控成花；对SDP,早晨的红光 也是促进PHYB的表达，PHYB抑制Hdl的产生，夜晚的远红光促进PHYA的产生，PHYA抑制相 关基因的表达促进Hdl的产生，Hdl的作用是抑制Hd3a mRNA的产生，Hd3a mRNA表达Hd3a蛋白 质，Hd3a蛋白质也是通过韧皮部运输到茎尖调控成花。(2)茎尖分生组织中的成花调控： FT mRNA在叶脉的伴胞中表达，对多种信号包括日长、光质和温度做出反应。 FTIP1介导FT在伴胞与筛管分子之间通过连续ER网络传输。 FT在韧皮部从叶片向顶端分生组织移动。 FT从分生组织的韧皮部卸载，与FD相互作用 FTFD复合物激活花序分生组织中的SOC1和花分生组织中的API,触发LFY基因表达。 LFY和API触发花同源基因的表达。植物的自主性和春化途径负调控FLC, FLC在分生组织中是 SOC1的负调控因子，在叶片中是FT的负调控因子。 此外，叶片数量和低温对FLC起抑制作用，GA和蔗糖对SOC1起促进作用。综上所述，植物成花转变由多种因素影响，由多种代谢途径对植物成花转变进行调控。3 .论述春化和光周期在植物发育生理和生产上的作用？(1)春化： 理论：春化低温可促进植物成花，且所需春化温度越低，需要作用的时间越长，中途再接受高温刺 激能够去春化。植物的所有细胞都能够响应低温并进行春化作用，但感受低温刺激的主要部位是茎 尖。经过春化之后植物还需要较长的日照时间和较高的温度才能诱导成花。植物成花由许多基因介 导，拟南芥中FLC基因抑制基因SOC1和FT而抑制成花，VRN1-3基因感受春化的低温刺激然后抑 制FLC促进成花，其他基因如FVE也对FLC进行抑制，FR1则促进FLC的表达抑制成花，等基因介 导春化成花作用，在小麦中春化低温通过诱导VER2磷酸化、GRP2糖基化且使二者结合为转录因子 复合体而开启成花基因的表达而促进小麦成花。 生产实际：春化在生产上可应用于：生产上不同的作物需要进行不同的春化和去春化处理以提高产 量，如冬小麦要播种在春天进行春化,当归和洋葱等作物则要进行去春化来提高产量；要根据不同作 物对春化的不同响应特定来选择播种时间以提高发芽率和成活率；对环境条件不适宜的作物要采用 人工辅助措施进行春化的低温诱导来提高生产。（2）光周期现象： 理论：光周期现象是指植物发育（尤指植物成花）对光周期的响应，依据响应的不同将植物分为长日 植物（LDP/短夜植物）、短日植物（SDP/长夜植物）和日中性植物（DNP）,长于LDP临界日长的日 长能够促进LDP成花，使得LDP通常在春天或夏天开花，短于SDP临界日长的日长能促进SDP成 花，使得SDP通常在秋天或早春开花，而DNP则对光周期不敏感，只要其他条件满足就能开 花，实际上是由光周期中暗夜时长决定植物的成花，且暗中红光（R）刺激可逆转SDP的成花，远红 光（FR）刺激可逆转LDP的成花。光照影响成花的数量和质量，低温可刺激LDP在较短的日常下就 成花、SDP在较长的日常下就成花，且只要植物经历了足够天数适宜光周期的处理，就算光周期又变 化也能成花，感受光周期刺激的主要是叶片，其中功能叶片比衰老叶或幼叶要敏感。光周期可能通过 诱导生成成花素来促进开花，诱导产生成花抑制因子来抑制开花。成花素可在不同器官间转运，即局 部反应就能促进成花，大豆在长日照下产生抑制因子抑制成花，移除经长日照处理的叶片后，植株 在剩余的短日照处理叶片的诱导下成花。另外，大多数需要春化成花的植物属于长日植物（LDP）, GA3等能够促进成花。 生产实际：光周期现象在生产中的应用：1）作物引种：在北半球，早熟类型的SDP作物可由南向北引种，生长期延长，晚熟类型的SDP作物可从北到南引种，生长期缩短。晚熟类型LDP可由南向北引种，生长期缩短，早熟类型的 LDP作物可由北向南引种，生长期延长。2）用于选择适宜的播种阶段：SDP、LDP或DNP等不同作物需要不同的光周期诱导发芽，接受不适 宜的光周期作用可能形成遗传性雄性不育。3）开花时间调控：在生产中要控制两个父母花期相同，提高结实率；作物的早花或晚花可由日长控 制，运用暗时的闪光逆转也可以控制开花时间，人工短日照处理可使菊花（SDP）早开花，人工长日 照或进行暗时闪光逆转可以使菊花晚开花。4.植物的开花过程及花器官发育的主要调节基因？花发育的四轮模型花由外向内分成萼片、花瓣、雄芨（花药）和雌惹群（心皮+胚珠）四轮,由几个基因控制:AP3/PIAPI .4P2 |.4GEDFB-11sep 1,2,3sepal petal stamen carpel ovuleABCDE model