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1、第九讲：植物成花与生殖生理、第九讲：植物成花与生殖生理、 成熟与衰老生理成熟与衰老生理 Plant Flowering and Reproduction, Maturation Plant Flowering and Reproduction, Maturation and Senescence Physiologyand Senescence Physiology 植物生理学植物生理学 Stories Behind Flowers: Plant Florescence and ReproductionStories Behind Flowers: Plant Florescence and
2、Reproduction 9.1_2 日照长短的效应日照长短的效应植物开花与光周期植物开花与光周期 9.1_3 花器官形成的花器官形成的ABC模型模型 9.1_1 低温的作用低温的作用植物开花与春化作用植物开花与春化作用 9.1 花背后的故事花背后的故事植物的成花生理与生殖生理植物的成花生理与生殖生理 9.1_3 怎样利用植物成花生殖生理知识为人类生活服务怎样利用植物成花生殖生理知识为人类生活服务 9.1_2 日照长短的效应日照长短的效应 植物开花与光周期植物开花与光周期 早在上世纪初，法国的Tournois J（1912）研究了日照时 数对植物开花的影响，他将蛇麻子、大麻等从播种开始置于春
3、天的自然日照下，或者给予持续光照，或者遮光缩短日照到6 小时，结果缩短日照处理开花最早，因此他认为蛇麻子提早开 花是短日或长夜引起的。 一、光周期现象的概念 1920年，由美国农业部的两位育种学家W.W.Garner和 H.A.Allard在研究烟草时提出的。 白天和黑夜的相对长度叫光周期。 一、光周期现象的概念 植物对于白天和黑夜的相对长度的变化发生反应的现象， 叫光周期现象。 （1）成花效应：一些植物必需经过一定时间适宜的光周期处理，才 能诱导花芽分化，开花。 （2）植物的运动：一些植物叶子或花序随光周期而开放或闭合。 （3）营养生长：长日条件常促多年生树木生长； （4）生物钟：一些植物随
4、着光周期而发生有规律的昼夜周期性变化。 （5）衰老，脱落，休眠：短日条件诱导落叶和休眠。 光周期影响植物生长发育的表现： 二、光周期反应类型 1. 1. 长日植物（长日植物（LDPLDP） 24小时昼夜周期中，日照必 须长于一定时数才能开花的植物 称为长日植物。如天仙子、萝卜、 白菜、莴苣。它们常在春末夏初 开花。 长日植物小麦长日植物小麦 2. 短日植物（短日植物（SDP） 24小时昼夜周期中，日照 必须短于一定时数才能开花的 植物称为短日植物。如苍耳、 菊花、玉米、大豆、晚稻。它 们常在夏末秋初开花。 短日植物晚稻短日植物晚稻 临界日长诱导短日植物开花所需的最长日照时数，或 诱导长日植物开
5、花所需的最短日照时数。严格地说，是指昼夜 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 所需的最短日照。 在任何日照条件下都 可以开花的植物称为日中 性植物。如番茄、黄瓜、 茄子、辣椒等。 3. 日中性植物（日中性植物（DNP） 日中性植物月季花日中性植物月季花 只在一定的中等长度的 日照条件下才能开花，而在 较长和较短的日照条件下均 保持营养生长的植物称为中 日性植物。如甘蔗。 4. 中日性植物中日性植物 (intermediate-day plant) 中日植物甘蔗中日植物甘蔗 光周期和温度的高低共同决定了我国北半球的高纬度地区主 要分布长日植物，低纬度地区主要分布短日植物，中纬
6、度地区主 要分布长日植物和短日植物。 三、光周期刺激的感受和传导 前苏联学者Chailakhyan发现，光周期刺激的感受部位是成年的成年的 叶片叶片。而进行光周期反应的部位是茎顶端的生长点。 开花刺激物可以通过嫁接进行传递，开花刺激物可以通过嫁接进行传递， 且其运输途径为韧皮部。且其运输途径为韧皮部。 Hamner和和Bonner用短日植物苍耳试用短日植物苍耳试 验，也得出类似结果验，也得出类似结果。 Chailakhyan（1938）提出了成花激素假说，他把这种成花刺）提出了成花激素假说，他把这种成花刺 激物称为成花素（激物称为成花素（florigen）。）。 2007年，德国科隆马克斯年，
7、德国科隆马克斯 普朗克研究所（普朗克研究所（Max Planck Institute for Plant Breeding Research）的乔治）的乔治 库普兰（库普兰（George Coupland） 和伦敦帝国理工学院的科林和伦敦帝国理工学院的科林 特恩布尔（特恩布尔（Colin Turnbull）领导的小组）领导的小组 才证实才证实FT蛋白是移动的开花信号。蛋白是移动的开花信号。 四、光周期诱导 影响因素：影响因素： 1. 临界日长临界日长 2. 诱导光周期数诱导光周期数光周期诱导所需的光周期处理天数称为诱光周期诱导所需的光周期处理天数称为诱 导光周期数。导光周期数。 3. 光的性质
8、：低能量反应；红光对花诱导最有效。光的性质：低能量反应；红光对花诱导最有效。 光周期诱导光周期诱导 植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后 即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，即花即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，即花 的分化不出现在适宜的光周期处理的当时，而是在处理后若干天，的分化不出现在适宜的光周期处理的当时，而是在处理后若干天， 这种现象称为光周期诱导。这种现象称为光周期诱导。 （五）暗期与光周期诱导 在植物的成花诱导中，光周期现象中暗期比光期更重要的证据： 1. 暗期间断现象（光期间断没有这种效应） 暗期间
9、断现象在足以引起短日植物开花和抑制长日植物开 花的长暗期的正中间的时相，被一个足够强度的短时间闪光所间断， 短日植物就不能开花，长日植物开了花的现象，即暗期被闪光间断。 暗期间断的效果还取决于最后暗期间断的效果还取决于最后 一次照射的是红光还是远红光。一次照射的是红光还是远红光。 对对SDP而言，红光抑制开花，远红光促进开花；而言，红光抑制开花，远红光促进开花； 对对LDP而言，红光促进开花，远红光抑制开花。而言，红光促进开花，远红光抑制开花。 2. 临界夜长比临界日长对开花更为重要，短日植物实际上 是长夜植物，而长日植物实际上是短夜植物。 临界夜长昼夜周期中短日植物能够开花所需的最短暗 期长
10、度，或长日植物能够开花所需的最长暗期长度。 如大豆开花只需暗期长度长于10小时，光期可在416小时 之间。 3. 暗期决定花原基的形成，光期决定花原基的数目。 暗期长短对开花的影响暗期长短对开花的影响 六、光敏素与成花诱导 植物类型植物类型 暗期前期暗期前期 （P Pfr fr / P / Pr r值值） 暗期后期暗期后期 （P Pfr fr / P / Pr r值值） 暗期间断暗期间断 （P Pfr fr / P / Pr r值值） 处理效应处理效应 长日植物长日植物 （LDP） 低低高高升高（升高（R）促进开花促进开花 短日植物短日植物 （SDP） 高高低低降低（降低（FR）促进开花促进开花