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1、关于植物的成花生理第一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月一、一、概念概念发育周期：发育周期：植物从种子萌发开始，大体上要经过幼年期、植物从种子萌发开始，大体上要经过幼年期、成熟期和衰老期，最后达到死亡。这个过程称为植物体的成熟期和衰老期，最后达到死亡。这个过程称为植物体的生活周期或发育周期。生活周期或发育周期。v生活周期中最明显的变化：生活周期中最明显的变化：营养生长营养生长生殖生长生殖生长;v 花芽分化及开花是达到生殖发育的标帜。花芽分化及开花是达到生殖发育的标帜。v 开花标志着幼年期的终结和成熟期的到来。开花标志着幼年期的终结和成熟期的到来。花熟状态花熟状态（ripenesstof
2、lowerstate）：指植物在开花之前都：指植物在开花之前都达到达到一定年龄一定年龄或是或是处于一定的生理状态处于一定的生理状态，然后才可感受外界条件而开花，开，然后才可感受外界条件而开花，开花之前的这种生理状态，称为花熟状态。花之前的这种生理状态，称为花熟状态。开花过程：开花过程：A.成花诱导成花诱导B.成花启动成花启动C.花发育花发育第二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月A.A.成花诱导成花诱导 C.C.花发育花发育B.B.成花启动成花启动第三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月各种植物表现不同。各种植物表现不同。第四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第五张，PPT
3、共七十一页，创作于2022年6月第六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二节第二节春化作用春化作用(vernalization)一一、发现及定义、发现及定义w1918年年,Gassner将小麦和黑麦分为：将小麦和黑麦分为：秋播秋播“冬性冬性”、春播、春播“春性春性”。“冬性小麦冬性小麦”改在春季播种，只生长不开花结实，只有改在春季播种，只生长不开花结实，只有1-201-20 处理的冬黑麦可以在春播时，开花结实。处理的冬黑麦可以在春播时，开花结实。1928年，李森科采用春播前将吸涨萌动的种子用低温处理的年，李森科采用春播前将吸涨萌动的种子用低温处理的方法，在苏联寒冬地区，播种冬小麦成功（
4、当年抽穗开花）方法，在苏联寒冬地区，播种冬小麦成功（当年抽穗开花）并把这一措施叫做并把这一措施叫做“春化春化”。我国古代春化处理方法如：我国古代春化处理方法如：闷麦法：闷麦法：把萌动的冬小麦闷在罐中，放在把萌动的冬小麦闷在罐中，放在0-50-5低温处低温处40-5040-50天天.七九小麦：七九小麦：即从冬至那天起将种子浸在进水中，次晨取出阴干，每九即从冬至那天起将种子浸在进水中，次晨取出阴干，每九天处理一次，共七次。天处理一次，共七次。春化作用春化作用：植物需要经过低温阶段才能成花的现象称为：植物需要经过低温阶段才能成花的现象称为春化现象春化现象。这种低温对植物成花的促进作用称为这种低温对植
5、物成花的促进作用称为春化作用春化作用。第七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1.需要春化的植物需要春化的植物有有冬性一年生植物冬性一年生植物，冬小麦、冬黑麦等；，冬小麦、冬黑麦等；北方小麦品种要求春化的温度比南方低，北方小麦品种要求春化的温度比南方低，小麦分为冬小麦、半冬性小麦、春性小麦小麦分为冬小麦、半冬性小麦、春性小麦*大多数二年生植物大多数二年生植物：甜菜、芹菜等；：甜菜、芹菜等；*有些多年生植物有些多年生植物：牧草、：牧草、菊花菊花只需春化一次，只需春化一次，几年可以连续开花。几年可以连续开花。春化作用是春化作用是温带植物温带植物发育过程表现出来的特征。发育过程表现出来的特征。
6、二二、春化作用的特性、春化作用的特性第八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月小麦根据其春化要求的低温和持续时间不同可分为三类：小麦根据其春化要求的低温和持续时间不同可分为三类：类类 型型春化温度范围春化温度范围（）春化天数春化天数备备 注注冬性小麦冬性小麦034045北方秋播用，北方秋播用，南方不可用南方不可用半冬性小麦半冬性小麦361015春性小麦春性小麦81558南方秋播，南方秋播，北方春播北方春播第九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月*第十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.对低温的感受部位和时期对低温的感受部位和时期部位：部位：种子、茎尖分生组织（能够分裂的细胞
7、）种子、茎尖分生组织（能够分裂的细胞）时期：时期：一般可在种子萌发到幼苗生长的任何时期进行，一般可在种子萌发到幼苗生长的任何时期进行，需要一定量的营养体生长。需要一定量的营养体生长。例：例：冬小麦：种子萌发、苗期、三叶期最快冬小麦：种子萌发、苗期、三叶期最快 月见草：月见草：6-76-7片叶片片叶片 甘甘 兰：幼苗茎叶片宽度兰：幼苗茎叶片宽度5cm5cm实验：芹菜实验实验：芹菜实验,嫁接实验嫁接实验（1）种植在高温的温室中不能开花；）种植在高温的温室中不能开花；（2）用橡皮管把芹菜茎顶端缠绕起来，管内不断通冰）用橡皮管把芹菜茎顶端缠绕起来，管内不断通冰冷的水流，茎生长点获得低温，可春化，在冷的
8、水流，茎生长点获得低温，可春化，在LD下开花；下开花；（3）把芹菜放在冰冷的室内，茎生长点处于高温下，）把芹菜放在冰冷的室内，茎生长点处于高温下，不能开花。不能开花。第十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.春化作用的温度和时间春化作用的温度和时间 两种类型：两年生和多年生草本植物对低温要求是绝对的；两种类型：两年生和多年生草本植物对低温要求是绝对的；冬小麦等冬性植物对低温要求是相对的；冬小麦等冬性植物对低温要求是相对的；对大多数植物，最有效的春化温度对大多数植物，最有效的春化温度1-2，-1-9者可以。者可以。春化的效应：在一定期限内
9、随低温处理时间的延长而增加。春化的效应：在一定期限内随低温处理时间的延长而增加。冬性愈强，要求的春化温度愈低，要求春化天数也愈长。冬性愈强，要求的春化温度愈低，要求春化天数也愈长。经春化的小麦，可提早成熟，避开干热风。经春化的小麦，可提早成熟，避开干热风。许多一年生植物，对低温的要求是质的（或绝对的）；许多一年生植物，对低温的要求是质的（或绝对的）；低温低温LD开花开花（图）（图）第十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月4.解除春化作用（去春化作用）解除春化作用（去春化作用）v 在在春春化化过过程程结结束束之之前前，把把植植物物放放到到较
10、较高高温温度度下下,低低温温的效果被消除。这种作用即的效果被消除。这种作用即解除春化作用解除春化作用。v 解除春化作用的温度：解除春化作用的温度：25-4025-40；v 缺缺O O2 2 也可解除春化作用也可解除春化作用.v再春化作用再春化作用：解除春化后，再进行的春化作用：解除春化后，再进行的春化作用称为再春化作用。称为再春化作用。第十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月5.春化作用的生理基础春化作用的生理基础 经春化处理后，植物体内生理生化发生深刻的变化，经春化处理后，植物体内生理生化发生深刻的变化，呼吸作用不断提高，核酸和蛋白质合成加速，以及呼吸作用不断提高，核酸和蛋白质合成加
11、速，以及启动相关基因的表达。启动相关基因的表达。许多要求低温的植物是许多要求低温的植物是LDP(中华紫菀，菊花例外中华紫菀，菊花例外)，低温低温LD开花；开花；低温诱导时，低温诱导时，糖、适量的水分、充足的糖、适量的水分、充足的O2作为呼吸底物。作为呼吸底物。呼呼吸为春化作用提供所需的吸为春化作用提供所需的ATP、NADPH2春化作用本质上是一种化学作用春化作用本质上是一种化学作用，但不同于一般普通的化学，但不同于一般普通的化学作用。因为作用。因为Q100，即在低温下反而进行得更好。，即在低温下反而进行得更好。第十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第十七张，PPT共七十一页，创作于2
12、022年6月第十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 第十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月春化素春化素三、三、第二十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月四春化作用的应用四春化作用的应用w引种引种：河北小麦河北小麦广东。广东。不能抽穗，颗粒无收不能抽穗，颗粒无收w 人工春化处理人工春化处理菜苔生产；小麦人工春化菜苔生产；小麦人工春化 ，春季补棵，春季补棵，提早成熟，避开干热风。提早成熟，避开干热风。w控制花期控制花期 石竹石竹秋播，一二年生草本秋播，一二年生草本春播，当年开花；春播，当年开花；麝香百合麝香百合，周年开花，可通过把球根低温处理开始时期错开，周年开花，可通过
13、把球根低温处理开始时期错开，在一定时间后顺序栽植，可在九月在一定时间后顺序栽植，可在九月来年春天开花来年春天开花。w 解除春化解除春化 洋葱洋葱：越冬贮藏的洋葱鳞茎在春季种植前先用高温处理以解除春化，可以：越冬贮藏的洋葱鳞茎在春季种植前先用高温处理以解除春化，可以防止生长期开花而获得大鳞茎；防止生长期开花而获得大鳞茎；当归当归：二年生药用植物，当年收获的块根质量差，第二年栽种植：二年生药用植物，当年收获的块根质量差，第二年栽种植 时，又易因抽苔开花而降低根品质；所以在第一年冬季将块根挖出，贮时，又易因抽苔开花而降低根品质；所以在第一年冬季将块根挖出，贮藏在高温下，可减少次年抽苔率，而获得较好的
14、块根。藏在高温下，可减少次年抽苔率，而获得较好的块根。第二十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月一、一、植物的光周期反应类型植物的光周期反应类型1.类型类型w短日植物（短日植物（SDP）大豆、烟草、菊花、苍耳等大豆、烟草、菊花、苍耳等w长日植物（长日植物（LDP）小麦、菠菜、油菜、天仙子等小麦、菠菜、油菜、天仙子等w日中性植物（日中性植物（NDP）番茄、四季豆、黄瓜、棉花等番茄、四季豆、黄瓜、棉花等w短短-长日植物长日植物（S-LDP）瓦松瓦松w长长-短日植物（短日植物（L-SDP）夜香
15、树夜香树w中日照植物：一定中等长度日照条件开花，甘蔗中日照植物：一定中等长度日照条件开花，甘蔗11.5-12.5hw两极光周期植物：较长或较短下才能开花两极光周期植物：较长或较短下才能开花，狗尾草狗尾草2.定义定义临界日长临界日长：SDP开花的最大日长，开花的最大日长，LDP开花的最小日长；开花的最小日长；临界夜长临界夜长：SDP（长夜植物）开花的最小夜长，（长夜植物）开花的最小夜长，LDP（短夜植物）开花的最大夜长。（短夜植物）开花的最大夜长。第二十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月长日植物：长日植物：长于临界日长诱导开花；短于临界夜长诱导开花的植物。长于临界日长诱导开花；短于临界
16、夜长诱导开花的植物。短日植物：短日植物：短于临界日长诱导开花；长于临界夜长诱导开花的植物。短于临界日长诱导开花；长于临界夜长诱导开花的植物。日中性植物：一定日长诱导开花。日中性植物：一定日长诱导开花。第二十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月二、二、光周期的机理光周期的机理1.光周期诱导（光周期诱导（photoperiodicinduction）w植物在达到一定的生理年龄时，经过足够天数的适宜光周期植物在达到一定的生理年龄时，经过足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，仍然能保持这种刺处理，以后即使处于不适宜的光周期下，
17、仍然能保持这种刺激的效果而开花。激的效果而开花。w光周期诱导所需要的天数，即光周期诱导所需要的天数，即诱导周期数诱导周期数，因植物而异。，因植物而异。例：例：SDP：日本牵牛：日本牵牛17天，大豆天，大豆3天，麻天，麻7天，菊天，菊13天，天，高凉菜高凉菜12天；天；LDP：菠菜、油菜、毒麦：菠菜、油菜、毒麦1天，天仙子天，天仙子2-3天，天，1年生年生甜菜甜菜15-20天。天。第二十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.光周期诱导中光期与暗期的作用光周期诱导中光期与暗期的作用2暗期中断对开花的影响暗期中断对开花的影响（图）v暗中断实
18、验：在接近暗中断实验：在接近暗期中间暗期中间的时候，被一个足够强度的闪光的时候，被一个足够强度的闪光 所中所中断，诱导断，诱导LDPLDP开花开花 或或 SDPSDP不开花不开花 ；v无论是抑制无论是抑制SDPSDP开花或诱导开花或诱导LDPLDP不开花，都是不开花，都是R R有效，有效，FRFR无效无效；v暗期中断是一种涉及光信号传导的低能反应；暗期中断是一种涉及光信号传导的低能反应；v暗中断光强是一种低光强、短时期的光。暗中断光强是一种低光强、短时期的光。（50100 lx50100 lx，日光的，日光的1010-5-5，月光的，月光的3-103-10倍）倍）3光期对开花也不可少光期对开花
19、也不可少v 花的发育需要光合作用提供足够的营养物质，光期长度会花的发育需要光合作用提供足够的营养物质，光期长度会影响植物成花数量；影响植物成花数量；v光在光周期中的作用不同于光合作用，是一种光在光周期中的作用不同于光合作用，是一种涉及光信号传导涉及光信号传导的低能反应（的低能反应（光强、光质、光周期、光方向光强、光质、光周期、光方向）1临界暗期对开花的决定作用临界暗期对开花的决定作用（1938年，年，Hamner,Bonner，图），图）v 苍耳需暗期长于苍耳需暗期长于8.5h8.5h才能开花；才能开花；v 黄豆光周期：每天暗期长度必须超过黄豆光周期：每天暗期长度必须超过1010小时；光期长度
20、必须小时；光期长度必须 短于一定时间，光期短于一定时间，光期1010小时。小时。第二十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月暗期对开花的决定作用暗期对开花的决定作用第三十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月暗期间断对开花的影响暗第三十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第三十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第三十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.光周期诱导部位和成花刺激物的传导光周期诱导部位和成花刺激物的传导1开花反应开花反应开花部位开花部位茎顶端生长点茎顶端生长点感受光周期部位感受光周期部位植物叶片（信息传递）植物叶片（信息传递）2开花激素假说（
21、成花素）开花激素假说（成花素）证据证据1 1，2 2：嫁接实验嫁接实验3环割，蒸汽处理叶柄或茎证明环割，蒸汽处理叶柄或茎证明开花刺激物传导途径是韧皮部。开花刺激物传导途径是韧皮部。4开花刺激物的性质（成花素）开花刺激物的性质（成花素）成花刺激物或抑制物，甾类化合物，植物激素成花刺激物或抑制物，甾类化合物，植物激素第三十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月LDSDLDSDLDSD第三十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 长日植物和短日植物的开花刺激物是相似，主要长日植物和短日植物的开花刺激物是相似，主要通过韧皮部运输。通过韧皮部运输。第三十六张，PPT共七十一页，创作于2022
22、年6月第三十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第三十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第三十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月三、光敏素在成花诱导中的作用三、光敏素在成花诱导中的作用 光敏素不是开花刺激物，但是，它可以触发开花光敏素不是开花刺激物，但是，它可以触发开花 刺激物的形成。刺激物的形成。在光敏素的触发作用中，光敏素两种形式的可逆转化在光敏素的触发作用中，光敏素两种形式的可逆转化 起重要作用。起重要作用。P0FRR生理作用生理作用暗逆转暗逆转分解分解X第四十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1.SDP开花要求开花要求Pfr/Pr低低光期结束时，光期
23、结束时，PfrPfr占优势，占优势，Pfr/PrPfr/Pr ，不利于开花；，不利于开花；转入黑暗时，转入黑暗时，PfrPfr PrPr，PfrPfr，Pfr/PrPfr/Pr ，植株开花；植株开花；暗中断，暗中断，PfrPfrPrPr ，PfrPfr、PrPr,Pfr/PrPfr/Pr ，开花抑制。，开花抑制。2.LDP开花开花要求要求Pfr/Pr高高 较长光期结束时，较长光期结束时，PfrPfr占优势，占优势，Pfr/PrPfr/Pr ，植株开花；，植株开花；黑暗过长时，黑暗过长时，PfrPfr PrPr，PfrPfr，Pfr/PrPfr/Pr ，不能开花；，不能开花；暗中断暗中断 ，Pf
24、rPfr Pr Pr ，PfrPfr、PrPr,Pfr/PrPfr/Pr ，开花促进。，开花促进。3.PI：PfrPfr负责检测由光到暗的转变负责检测由光到暗的转变感知光到暗的转变；感知光到暗的转变；PII：在光下转化为：在光下转化为PfrPfr型后，负责持续的型后，负责持续的PfrPfr反应，引起相反应，引起相应的生理反应。应的生理反应。第四十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月四四.光周期理论在农业生产上的应用光周期理论在农业生产上的应用1.植物的地理起源和分布与光周期特性植物的地理起源和分布与光周期特性ALDP和和SDP在北半球的分布情况在北半球的分布情况w低纬度地区（我国南方）
25、：无低纬度地区（我国南方）：无LDLD条件，条件，只有只有SDPSDP；中纬度地区（我国北方）：中纬度地区（我国北方）：LDPLDP、SDPSDP都有，都有，LDPLDP春未夏初开花，春未夏初开花，SDPSDP秋季开花；秋季开花；高纬度地区（我国东北）：高纬度地区（我国东北）：SDSD时，气温已很低，时，气温已很低，SDPSDP植物不能生存，植物不能生存，生长季节是生长季节是LDLD，只能生存一些，只能生存一些LDPLDP。B植物的地理起源植物的地理起源起源热带，亚热带的植物一般是起源热带，亚热带的植物一般是 SDPSDP，因为那里终年日照长度都接近，因为那里终年日照长度都接近1212小时；小
26、时；温带、寒带的植物一般是温带、寒带的植物一般是 LDPLDP，因为那里生长季节是夏季，此时日照较长；，因为那里生长季节是夏季，此时日照较长；栽培植物：原产于冬季为旱季地区一般是栽培植物：原产于冬季为旱季地区一般是SDPSDP，如：中国南部、印度；如：中国南部、印度；原产于夏季为旱季地区一般是原产于夏季为旱季地区一般是 LDPLDP，如：，如：中亚、近东、地中海。中亚、近东、地中海。第四十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.正确引种正确引种引种过程需要考虑品种的光周期特性，（图）引种过程需要考虑品种的光周期特性，（图）比较安全的引种是东西两地之间同纬度地区易成功。比较安全的引种是东
27、西两地之间同纬度地区易成功。光周期一般不影响树木的成花，但影响树木休眠；光周期一般不影响树木的成花，但影响树木休眠；南树北移：南树北移：往往因不能及时进入休眠而不能顺利越冬；往往因不能及时进入休眠而不能顺利越冬；北树南移：北树南移：则容易提早进入休眠而生长缓慢。则容易提早进入休眠而生长缓慢。南麻北移能增产南麻北移能增产 以收获营养体为主的以收获营养体为主的SDPSDP，如烟草、黄麻、红麻等可提早播种，如烟草、黄麻、红麻等可提早播种 或向北移栽，可以延长营养生长，推迟开花，使麻秆生长较长，或向北移栽，可以延长营养生长，推迟开花，使麻秆生长较长，提高纤维的产量和品质。提高纤维的产量和品质。留种问题
28、：留种问题：可采用苗期集中短日的处理方法，解决种籽问题。可采用苗期集中短日的处理方法，解决种籽问题。第四十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月SDP北种南引北种南引提早成熟提早成熟选择晚熟品种选择晚熟品种SDP南种北引南种北引延迟开花延迟开花选择早熟品种选择早熟品种LDP北种南引北种南引延迟开花延迟开花选择早熟品种选择早熟品种LDP南种北引南种北引提早成熟提早成熟选择晚熟品种选择晚熟品种第四十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3.控制开花控制开花 菊花一般在秋季开放，而通过人工调控菊花一般在秋季开放，而通过人工调控光周期，可以使菊花在任何季节开放。光周期，可以使菊花在任何季节
29、开放。4.调节营养生长和生殖生长调节营养生长和生殖生长南麻北种，可推迟开花，使麻秆生长较长，南麻北种，可推迟开花，使麻秆生长较长，提高纤维的产量和品质。提高纤维的产量和品质。第四十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（三）加速良种繁育（三）加速良种繁育w育种时，用光周期来调节亲本的开花期，解决花期育种时，用光周期来调节亲本的开花期，解决花期不遇问题（分期播种、缩短、延长光照）使亲本同时不遇问题（分期播种、缩短、延长光照）使亲本同时开花，杂交授粉。开花，杂交授粉。w二系杂交稻：湖北光周期敏感核不育水稻二系杂交稻：湖北光周期敏感核不育水稻LD雄性不育雄性不育SD雄性可育雄性可育w这种水稻的
30、育性随光照长度而发生改变的现象这种水稻的育性随光照长度而发生改变的现象称为称为育性转化。育性转化。w异地育种：异地育种：SDP（玉米、水稻）冬季到海南岛繁育（玉米、水稻）冬季到海南岛繁育第四十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（四）其它w甘甘蔗蔗：临临界界日日长长11.5-12.5小小时时，暗暗间间断断可可抑抑制制开开花花，只只需需是是午午夜夜用用强强的的闪闪光光加加以以处处理理，可可继继续续维持其营养生长而不开花，增加产量。维持其营养生长而不开花，增加产量。w农谚：农谚：“早禾生日子，晚禾生季节早禾生日子，晚禾生季节”早早稻稻属属感感温温型型，要要求求一一定定的的天天数数才才能能开
31、开花花结结实实，早早稻稻要要用用嫩嫩壮壮秧秧，早早稻稻不不受受日日照照时时数数支支配配苗苗期期长长了了，插插秧秧后后易抽穗。易抽穗。晚稻（晚稻（SDPSDP）必须在必须在SDSD下才能开花结实，所以晚稻要用老下才能开花结实，所以晚稻要用老壮稻，晚稻生育期长短主要受日照长短所支配，要到一定壮稻，晚稻生育期长短主要受日照长短所支配，要到一定SDSD下才能开花。下才能开花。第四十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第四节第四节同源异形同源异形是指分生组织系列产物中一类成员是指分生组织系列产物中一类成员转变为该系列中形态和性质不同的另一类成员。转变为该系列中形态和性质不同的另一类成员。决定花器
32、官特征的基因是从决定花器官特征的基因是从花同源异形突变体花同源异形突变体中发现的。同源异中发现的。同源异形突变体的一组形突变体的一组同源异形基因同源异形基因（产生同源异形突变体的基因）（产生同源异形突变体的基因）常常不是编码一些酶类，而是编码一些决定花器官各部分常常不是编码一些酶类，而是编码一些决定花器官各部分发育的转录因子。发育的转录因子。第四十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月w花器官的分化形成是花器官的分化形成是DNARNAP(蛋白质蛋白质).w系统活化的结果：系统活化的结果：特异基因表达特异基因表达花器官分化形成（花器官分化形成（花器官分化形成（花器官分化形成（ABCABC模
33、型、模型、模型、模型、ABCDEABCDE模型模型模型模型）花诱导（内外刺激花诱导（内外刺激）激素类开花刺激物激素类开花刺激物特殊特殊mRNA蛋白质（酶）蛋白质（酶）代谢变化代谢变化第四十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月花同源花同源异型基因异型基因分生组织决分生组织决定基因定基因第五十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第五十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第五十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第五十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第五节第五节受精生理受精生理一、花粉的构造和成分一、花粉的构造和成分图图1构造构造w花粉母细胞花粉母细胞减数分
34、裂减数分裂花粉粒（小孢子）花粉粒（小孢子）营养细胞、生殖细胞营养细胞、生殖细胞花粉外壁：花粉外壁：纤维素纤维素 孢粉素（胡萝卜素氧化产物的聚合物，性质稳定）孢粉素（胡萝卜素氧化产物的聚合物，性质稳定）外壁蛋白（绒毡层合成，为孢子体起源）外壁蛋白（绒毡层合成，为孢子体起源）花粉内壁：纤维素花粉内壁：纤维素 果胶果胶 内壁蛋白（花粉本身合成，为配子体起源）内壁蛋白（花粉本身合成，为配子体起源）v内内外外壁壁均均有有活活性性蛋蛋白白质质：如如糖糖蛋蛋白白、酶酶、应应变变素素(与与人人对对花花粉粉敏敏感感有有关关)、凝凝集集素素等等，是花粉与雌蕊组织发生相互识别的物质。是花粉与雌蕊组织发生相互识别的物
35、质。2成分：成分：水分、蛋白质类水分、蛋白质类（脯氨酸与花粉育性有关脯氨酸与花粉育性有关）、糖类、糖类、植物激素、色素、矿质元素、维生素等。植物激素、色素、矿质元素、维生素等。第五十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月内壁内壁(萌发孔处萌发孔处)较薄且柔软，在较薄且柔软，在 萌发孔处较厚。萌发孔处较厚。在花粉管萌发前在花粉管萌发前 有暂时封闭萌发孔有暂时封闭萌发孔 的作用。的作用。第五十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月3、第五十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月二、二、集体效应：即在一定面积内，花粉的集体效应：即在一定面积内，花粉的数量越多，萌发和生长越好。数量越
36、多，萌发和生长越好。花粉萌发的条件（花粉萌发的条件（）第五十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月花粉萌发的条件花粉萌发的条件 花粉管花粉管Ca2+浓度梯度浓度梯度（花粉管生长的向化性，花粉管生长的向化性，CaMCaM参与了花粉管生长的调控参与了花粉管生长的调控）B：促进萌发：促进萌发，T，B效果效果糖：糖：20-25%（营养物质，维持花粉管的渗透平衡）营养物质，维持花粉管的渗透平衡）GA：促进花粉管伸长：促进花粉管伸长IAA：促进花粉萌发：促进花粉萌发温度：温度：20-30pH：弱酸性适于萌发，碱性不适于萌发弱酸性适于萌发，碱性不适于萌发第五十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6
37、月第五十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 花粉管的向化性花粉管的向化性花粉管在雌蕊中生长是定向的向花花粉管在雌蕊中生长是定向的向花柱、子房、胎座、胚珠、胚束方向生长柱、子房、胎座、胚珠、胚束方向生长。第六十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 授粉授粉：成熟花粉从花粉束中散出，借助外力（地心引力、风、动物传播等）落到成熟花粉从花粉束中散出，借助外力（地心引力、风、动物传播等）落到柱头上的过程，称为授粉柱头上的过程，称为授粉（自花授粉；异花授粉自花授粉；异花授粉）。）。只有经异株异花授粉后才能发生受精作用的称为自交不亲和只有经异株异花授粉后才能发生受精作用的称为自交不亲和或自交
38、不育。或自交不育。受精：受精：从花粉落到柱头上开始，包括一系列从花粉落到柱头上开始，包括一系列雌雄双方相互同化雌雄双方相互同化的过的过程，分为融合前期和融合后期。程，分为融合前期和融合后期。三、三、授粉和受精过程授粉和受精过程1雌蕊的结构雌蕊的结构2识别反应识别反应3受精的生理生化变化受精的生理生化变化4克服受精不亲和的途径克服受精不亲和的途径第六十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1、雌蕊的结构、雌蕊的结构柱头：有许多乳头突起细胞柱头：有许多乳头突起细胞执行授粉功能的特化器官执行授粉功能的特化器官花柱：一种特化的引导组织花柱：一种特化的引导组织花粉生长经过的通道花粉生长经过的通道子
39、房：受精场所子房：受精场所双受精双受精一个雄核一个雄核+卵卵受精卵受精卵一个雄核一个雄核+极核极核初生胚乳核初生胚乳核第六十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2、花粉和雌蕊的相互识别、花粉和雌蕊的相互识别 1相互识别：相互识别：图图w一一类类细细胞胞与与另另一一类类细细胞胞在在结结合合过过程程中中，要要进进行行特特殊殊反反应应，要要求求从从双双方方获获得得信信息息，此此信信息息可可通通过过物物理理的的或或化化学学的的信信号号来来表表达达此此过过程程称称为为识识别别反反应。应。w识识别别（recognition）是是细细胞胞分分辨辨“自自己己”与与“异异已已”的的一一种种能能力力是是细
40、细胞表面在分子水平上的化学反应和信号传递。胞表面在分子水平上的化学反应和信号传递。w柱头与花粉相互识别的分子基础是包含在花粉内壁与外壁蛋白柱头与花粉相互识别的分子基础是包含在花粉内壁与外壁蛋白和柱头上的糖蛋白和柱头上的糖蛋白。v 从遗传学上，自交不亲和性是受一系列复等位从遗传学上，自交不亲和性是受一系列复等位S基因所控制。基因所控制。柱头乳突细胞柱头乳突细胞S-基因的表达产物基因的表达产物S-糖蛋白（糖蛋白（S-核酸酶，核酸酶，S-RNase）花柱介质）花柱介质被不亲和花粉管吸收被不亲和花粉管吸收花粉管内花粉管内RNA降解降解抑制花粉管生长抑制花粉管生长导致花粉死亡。导致花粉死亡。第六十三张，
41、PPT共七十一页，创作于2022年6月1975年，年，Heslp-Harrision提出，花粉与柱头识别假说。提出，花粉与柱头识别假说。花粉接触柱头乳突细胞花粉接触柱头乳突细胞亲和亲和接受接受不亲和不亲和排斥排斥花花粉粉与与柱柱头头是是亲亲和和的的，花花粉粉管管尖尖端端柱柱头头的的乳乳突突即即突突生生胼胼胝胝质质阻阻碍碍产产生能溶解柱头薄膜下角质层的酶生能溶解柱头薄膜下角质层的酶花粉管的穿过花粉管的穿过（角质酶）（角质酶）花粉粒吸水，花粉萌发，长出花粉管花粉粒吸水，花粉萌发，长出花粉管不吸水，不萌发，不被识别不吸水，不萌发，不被识别花粉管穿入柱头花粉管穿入柱头孢子体不亲和系统孢子体不亲和系统中
42、花粉管不能穿放柱头中花粉管不能穿放柱头花粉管伸入花柱花粉管伸入花柱配子体不亲和系统配子体不亲和系统中，花粉管生长受阻中，花粉管生长受阻花粉进入胚束，实现受精花粉进入胚束，实现受精精子不能接触卵细胞精子不能接触卵细胞第六十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第六十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月SSI与雌蕊的类受体蛋白激酶有关。与雌蕊的类受体蛋白激酶有关。SLG和和SRK是自交不亲和花粉识别必需的。是自交不亲和花粉识别必需的。SLG：S基因座糖蛋白基因基因座糖蛋白基因,编码糖蛋白并分泌到柱头乳突细胞的细胞壁和胞间区；编码糖蛋白并分泌到柱头乳突细胞的细胞壁和胞间区；SRK：S因
43、因基座受体激酶基因基座受体激酶基因,编码一种跨膜的类受体蛋白激酶。编码一种跨膜的类受体蛋白激酶。第六十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月图图自交不亲和类型自交不亲和类型GSI：配子体自交不亲，：配子体自交不亲，SSI：孢子体自交不亲和：孢子体自交不亲和第六十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第六十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月单性结实，无籽果实单性结实，无籽果实第六十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 克服不亲和的途径克服不亲和的途径增加染色体倍性增加染色体倍性利用年龄因素利用年龄因素高温处理高温处理激素及抑制剂处理激素及抑制剂处理离体培养，细胞杂交或原生质融合离体培养，细胞杂交或原生质融合蕾期授粉柱头浸入热水蕾期授粉柱头浸入热水第七十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月感谢大家观看第七十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月