第十一章：植物的生殖生理

1、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室第十一章第十一章 植物的生殖生理植物的生殖生理華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室第一節(jié)第一節(jié) 幼年期幼年期 幼年期是植物的早期生長的幼年期是植物的早期生長的階段。在此期間，任何處理階段。在此期間，任何處理都不能誘導(dǎo)開花都不能誘導(dǎo)開花一、幼年期的特征一、幼年期的特征 特征比較見表特征比較見表。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室植

2、物的生殖生理植物的生殖生理植物生理學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室 由于植株從由于植株從幼年期轉(zhuǎn)變幼年期轉(zhuǎn)變?yōu)槌赡昶谑菫槌赡昶谑怯汕o基向頂由莖基向頂端轉(zhuǎn)變端轉(zhuǎn)變,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樣不一樣華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室二、提早成熟二、提早成熟 可以通過加速生長和減慢生長可以通過加速生長和減慢生長速度，迅速通過幼年期，提早速度，迅速通過幼年期，提早開花。開花。 內(nèi)源赤霉素在幼年期轉(zhuǎn)變?yōu)槌蓛?nèi)源赤霉素在幼年期轉(zhuǎn)變?yōu)槌赡昶谶^程中起作

3、用。年期過程中起作用。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室第二節(jié)第二節(jié) 春化作春化作用用一、春化作用的條件一、春化作用的條件 春化作用春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開花的過程。：低溫誘導(dǎo)植物開花的過程。 主要是一些二年生植物和一些冬性一年主要是一些二年生植物和一些冬性一年生植物。生植物。 脫春化作用脫春化作用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室二、春化作用的時間、部位和刺激傳導(dǎo)二、春化作用的時間、部位和刺激傳導(dǎo) 時間：不同植物不同。時間：不同植物不同。 部位：莖尖端生長點。部位：莖尖

4、端生長點。 傳導(dǎo)：可傳導(dǎo)。傳導(dǎo)：可傳導(dǎo)。三、春化作用的生理、生化變化三、春化作用的生理、生化變化 譚克輝認(rèn)為：前期糖類氧化和能量代謝的譚克輝認(rèn)為：前期糖類氧化和能量代謝的旺盛時期、中期核酸代謝的關(guān)鍵時期、中旺盛時期、中期核酸代謝的關(guān)鍵時期、中后期蛋白質(zhì)起主要作用。后期蛋白質(zhì)起主要作用。 低溫可改變基因表達(dá)，導(dǎo)致低溫可改變基因表達(dá)，導(dǎo)致dna去甲基去甲基化而開花?；_花。 內(nèi)源赤霉素增多。內(nèi)源赤霉素增多。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室第三節(jié)第三節(jié) 光周期光周期 光周期與光周期現(xiàn)象：光周期與光周期現(xiàn)象： 在一天中，白天和黑夜的相對

5、長在一天中，白天和黑夜的相對長度叫度叫光周期光周期(photoperiod)。植物。植物對光周期的反應(yīng)叫對光周期的反應(yīng)叫光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(photoperiodism)。 美國科學(xué)家美國科學(xué)家garner、allard發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室一、光周期反應(yīng)類型一、光周期反應(yīng)類型 長日植物長日植物：天仙子：天仙子14h 短日植物短日植物：美洲煙草：美洲煙草12h、蒼耳、蒼耳15.5h 日中性植物日中性植物：黃瓜、番茄等：黃瓜、番茄等 長短日植物長短日植物：大葉落地生根、蘆薈大葉落地生根、蘆薈 短長日植物短長日植

6、物：風(fēng)鈴草、白三葉草：風(fēng)鈴草、白三葉草 湖 北 光 周 期 敏 感 核 不 育 水 稻湖 北 光 周 期 敏 感 核 不 育 水 稻（hbgmr）：兩個光周期反應(yīng)分別：兩個光周期反應(yīng)分別影響幼穗分化和雄性不育影響幼穗分化和雄性不育華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室二、臨界日長（二、臨界日長（critical daylength） 臨界日長：指晝夜周期中誘導(dǎo)短日植物臨界日長：指晝夜周期中誘導(dǎo)短日植物開花所必需的最長日照或誘導(dǎo)長日植物開花所必需的最長日照或誘導(dǎo)長日植物開花所必需的最短日照。開花所必需的最短日照。 臨界暗期：晝夜周期中短日

7、植物能夠開臨界暗期：晝夜周期中短日植物能夠開花所必需的最短暗期長度，或長日植物花所必需的最短暗期長度，或長日植物能夠開花所必需的最長暗期長度。能夠開花所必需的最長暗期長度。大豆大豆天仙子天仙子日長日長164h，暗期，暗期420h12h日長，日長，12h暗期不開花暗期不開花暗期暗期10h 有花芽有花芽暗期暗期1314h最多最多6h日長，日長，6h暗期開花暗期開花華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室三、光周期刺激的感受和傳導(dǎo)三、光周期刺激的感受和傳導(dǎo) 部位：葉片部位：葉片 傳導(dǎo)：可傳導(dǎo)傳導(dǎo)：可傳導(dǎo) 韌皮部韌皮部華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華

8、南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室四、光周期誘導(dǎo)四、光周期誘導(dǎo) 光周期誘導(dǎo)光周期誘導(dǎo)：植物只需要一：植物只需要一定時間適宜的光周期處理，定時間適宜的光周期處理，以后即使處于不適宜的光周以后即使處于不適宜的光周期下，仍然可以長期保持刺期下，仍然可以長期保持刺激的效果，這種現(xiàn)象稱為光激的效果，這種現(xiàn)象稱為光周期誘導(dǎo)。周期誘導(dǎo)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研

9、室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生理學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室五、光對暗期中斷五、光對暗期中斷 見下圖：見下圖：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室六、植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用

10、六、植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用 赤霉素赤霉素 生長素生長素 多胺多胺 乙烯和乙烯利乙烯和乙烯利華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室七、春化和光周期理論在農(nóng)業(yè)七、春化和光周期理論在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用上的應(yīng)用 （一）春化處理（一）春化處理（二）控制開花（二）控制開花（三）引種（三）引種華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室花發(fā)育分為花發(fā)育分為3階段：階段： 成花決定（成花誘導(dǎo)）成花決定（成花誘導(dǎo)） 形成花原基形成花原基 花器官的形成及其發(fā)育花器官的形成及其發(fā)育第四節(jié)第四節(jié) 花器官形成與開花花器

11、官形成與開花華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室一、花器官原基的形成一、花器官原基的形成 被子植物的花從外到內(nèi)分別由被子植物的花從外到內(nèi)分別由5輪結(jié)輪結(jié)構(gòu)組成：構(gòu)組成：1：萼片；：萼片；2：花瓣；：花瓣；3：雄：雄蕊；蕊；4：心皮；：心皮；5：胚珠：胚珠 同源異形（同源異形（hoemosis)是指分生組織是指分生組織系列產(chǎn)物中一類成員轉(zhuǎn)變?yōu)樵撓盗邢盗挟a(chǎn)物中一類成員轉(zhuǎn)變?yōu)樵撓盗兄行螒B(tài)或性質(zhì)不同的另一類成員。中形態(tài)或性質(zhì)不同的另一類成員。 abc模型模型華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室植物的生殖生理植物的生殖生理植物生

12、理學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室 abc模型修正，形成了模型修正，形成了“abcde”模型：模型：要點是：要點是：a類基因控制第類基因控制第1、2輪的發(fā)育；輪的發(fā)育；b類基因控制第類基因控制第2、3輪的發(fā)育；輪的發(fā)育；c類基因類基因控制第控制第3、4、5輪的發(fā)育；輪的發(fā)育；d類基因控制類基因控制第第5輪的發(fā)育；輪的發(fā)育；e類基因控制除第類基因控制除第1輪以外輪以外其他其他4輪的發(fā)育。輪的發(fā)育。d突變體缺乏胚珠，突變體缺乏胚珠，

13、e突變體的全部花器官發(fā)育成萼片。突變體的全部花器官發(fā)育成萼片。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室一、成花誘導(dǎo)的多分子途徑一、成花誘導(dǎo)的多分子途徑1、光周期途徑、光周期途徑2、自主、自主/春化途徑春化途徑3、糖類（或蔗糖）途徑、糖類（或蔗糖）途徑4、赤霉素途徑、赤霉素途徑華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室三、花生長發(fā)育所需的條件三、花生長發(fā)育所需的條件（一）氣象條件（一）氣象條件

14、 光（光（hbgmr）、溫度）、溫度（二）栽培條件（二）栽培條件 水分、肥料、密度水分、肥料、密度（三）生理條件（三）生理條件 營養(yǎng)、生長調(diào)節(jié)營養(yǎng)、生長調(diào)節(jié)劑劑華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室四、植物性別的分化四、植物性別的分化（一）雌雄個體的代謝差異（一）雌雄個體的代謝差異（二）外界條件對植物性別形（二）外界條件對植物性別形成的影響成的影響 光周期、營養(yǎng)條件、激素光周期、營養(yǎng)條件、激素華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室第五節(jié)第五節(jié) 受精生理受精生理一、花粉壽命和貯存一

15、、花粉壽命和貯存（一）濕度（一）濕度 30%40%（二）溫度（二）溫度 15度度（三）二氧化碳和氧氣（三）二氧化碳和氧氣（四）光線（四）光線華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室二、柱頭的生活能力二、柱頭的生活能力三、外界條件對授粉的影響三、外界條件對授粉的影響（一）溫度（一）溫度（二）濕度（二）濕度（三）風(fēng)（三）風(fēng) 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室四、花粉萌發(fā)和花粉管伸長四、花粉萌發(fā)和花粉管伸長（一）花粉在柱頭上萌發(fā)（一）花粉在柱頭上萌發(fā)（二）花粉管在花柱中生長（二）花粉

16、管在花柱中生長酶酶群體效應(yīng)群體效應(yīng)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室a：花粉管通過頂端延伸生長圖解。胼胝質(zhì)栓使細(xì)胞：花粉管通過頂端延伸生長圖解。胼胝質(zhì)栓使細(xì)胞質(zhì)集中到正在伸長的頂端；質(zhì)集中到正在伸長的頂端；b：花粉管通過花柱生長的熒光顯微照片。苯胺籃染：花粉管通過花柱生長的熒光顯微照片。苯胺籃染色清晰顯示了有規(guī)則分布的胼胝質(zhì)栓色清晰顯示了有規(guī)則分布的胼胝質(zhì)栓華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室五、受精后雌蕊的代謝變化五、受精后雌蕊的代謝變化 糖類和蛋白質(zhì)代謝加強、呼糖類和蛋

17、白質(zhì)代謝加強、呼吸作用加強吸作用加強 吸收水肥能力加強吸收水肥能力加強 生長素生長素 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室六、自交不親和性六、自交不親和性普遍現(xiàn)象普遍現(xiàn)象自交不親和性可分為：自交不親和性可分為：配 子 體 型 不 親 和 性 （配 子 體 型 不 親 和 性 （ gametophytic self-incompatibility，gsi）：不親和發(fā)生在花粉中，）：不親和發(fā)生在花粉中，花粉管進入花柱后中途停止生長、破裂，與雌花粉管進入花柱后中途停止生長、破裂，與雌蕊的蕊的s核酸酶有關(guān)核酸酶有關(guān)孢 子 體 型 不 親 和

18、性 （孢 子 體 型 不 親 和 性 （ s p o r o p h y t i c s e l f -incompatibility，ssi）：不親和表現(xiàn)在花粉和）：不親和表現(xiàn)在花粉和雌蕊相互作用，阻礙花粉水合作用或不能形成雌蕊相互作用，阻礙花粉水合作用或不能形成花粉管。與雌蕊的類受體蛋白激酶有關(guān)?；ǚ酃?。與雌蕊的類受體蛋白激酶有關(guān)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理教研室華南農(nóng)業(yè)大學(xué)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學(xué)教研室 蕓苔科柱頭乳突細(xì)胞與不親和花粉之間的接觸區(qū)示意圖蕓苔科柱頭乳突細(xì)胞與不親和花粉之間的接觸區(qū)示意圖 圖中顯示了一些可能參與其相互作用的蛋白質(zhì)。圖中顯示了一些可能參與其相互作用的蛋白質(zhì)。s位點受體激酶位點受體激酶（spk）可以結(jié)合花粉配體，在某些情況下，與）可以結(jié)合花粉配體，在某些情況下，與s位點糖蛋白位點糖蛋白（slg）的相互作用