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第六章 植物的生长发育及其调控

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第六章 植物的生长发育及其调控. 第一部分 植物激素对生长发育的调控. 植物激素对生长发育的影响. 生长:通过细胞分裂和伸长完成植物体积的增大 发育:细胞、组织和器官的分化,使得植物体结构和功能从简单到复杂变化 植物激素:在植物体内合成,从产生部位运输到作用部位,微量就能产生显著生理作用的活性有机物 植物生长调节剂:人工合成的具有植物激素生理功能的物质. 植物激素对生长发育的影响. 已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯 陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体. 促进生长. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第六章 植物的生长发育及其调控

第六章 植物的生长发育及其调控第一部分 植物激素对生长发育的调控

Page 2: 第六章 植物的生长发育及其调控

植物激素对生长发育的影响 生长:通过细胞分裂和伸长完成植物体积的增大 发育:细胞、组织和器官的分化,使得植物体结构和功能从简单到复杂变化 植物激素:在植物体内合成,从产生部位运输到作用部位,微量就能产生显著生理作用的活性有机物 植物生长调节剂:人工合成的具有植物激素生理功能的物质

Page 3: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

Page 4: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

发现 合成 分布 运输 生理作用 作用机理

Page 5: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

产生于顶端,经运输到达作用部位,引起伸长

主要存在于生长旺盛的部位,即快速分裂的组织,例如茎尖分生组织,幼嫩叶片,发育中的果实

是最早发现的一种植物激素

吲哚乙酸

Page 6: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

产生于顶端,经运输到达作用部位,引起伸长 主要存在于生长旺盛的部位 是最早发现的一种植物激素 存在形式:游离态和结合态

Page 7: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

生长素的极性运输在茎中:

从形态学上端向下端运输在根中:

根中柱中:从根基到根尖根皮层中:从根尖到根基

Page 8: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA 生长素的极性运输

化学渗透极性扩散假说 细胞壁 pH 值低, IAA 与

H+ 形成 IAAH 扩散透过质膜进入胞质;或者 IAA- 通过透性酶主动与 H+ 协同转运进入胞质; 胞质 pH 高, IAAH 解离为

IAA- (不能扩散透过质膜) IAA- 与细胞基部的生长素输出载体专一性结合,透过质膜运输到细胞壁

Page 9: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

生长素的生理作用促进生长

Oat incubated in water Oat incubated in auxin

生长素具有促进和抑制生长的双重作用不同器官对生长素的敏感性不同对离体器官和整株植物效应不同

Page 10: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

生长素的生理作用 促进生长 促进插条不定根的形成

剌激了插条基部切口处细胞的分裂与分化,诱导了根原基的形成。

Page 11: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

生长素的生理作用 促进生长 促进插条不定根的形成 调节养分的分配

Page 12: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA

生长素的生理作用 促进生长 促进插条不定根的形成 调节养分的分配 促进形成层细胞向木质部细胞分化 促进雌花的形成 促进叶片的扩大和气孔开放 促进种子和果实的生长 维持顶端优势

抑制花、果实、幼叶脱落 抑制块根形成 抑制叶片老化

Page 13: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA 生长素的作用机理——酸生长学说 P.M. Ray 将燕麦胚芽鞘切段放入一定浓度 IAA 的溶液中,发现 10 - 15min后切段开始迅速伸长,同时介质的 pH 下降,细胞壁的可塑性增加; 将胚芽鞘切段放入不含 IAA 的 pH 为 3.2 - 3.5 的缓冲溶液中,则 1min 后可检测出切段的伸长,且细胞壁的可塑性也增加;

若将切段转入 pH 为 7 的缓冲溶液中,则切段的伸长停止;若再转入 pH 为 3.2 - 3.5 的缓冲溶液中,则切段重新表现出伸长。

切段的伸长与其所处缓冲环境的 pH相关,在酸性环境下能伸长IAA 的存在能降低缓冲环境的 pH 值

Page 14: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长素类 , auxin, IAA 生长素的作用机理——酸生长学说 原生质膜上存在着非活化的质子泵( H+-ATP 酶),生长素作为泵的变构效应剂,与泵蛋白结合后使其活化。活化了的质子泵消耗能量( ATP )将细胞内的 H+泵到细胞壁中,导致细胞壁基质溶液的 pH 下降。 在酸性条件下, H+ 一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂,另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加,从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂,细胞壁松驰。 细胞壁松驰后,细胞的压力势下降,导致细胞的水势下降,细胞吸水,体积增大而发生不可逆增长。

Page 15: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

Page 16: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA

发现 合成 运输 生理作用

Page 17: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 发现 1935年日本科学家薮田贞次郎从诱发恶苗病的赤霉菌( Gibberella

fujikuroi )中分离得到了能促进生长的赤霉素 ; 1938年薮田和住木从赤霉菌过滤液中分离出赤霉素 A 和赤霉素 B; 20世纪 50年代,英美科学家分别发现赤霉酸和赤霉素 X; 1955年,日本东京大学科学家分离出

GA1, GA2, GA3 。 至今已经报道了 126 种赤霉素 基本结构: 4个碳环组成的赤霉烷

Page 18: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 发现 合成 生长中的种子、果实、幼茎、幼根中 自由型赤霉素 束缚型赤霉素:与糖和蛋白质结合运输 双向运输

基本结构: 4个碳环组成的赤霉烷

Page 19: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长

不存在超最适浓度的抑制作用

Page 20: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长 诱导开花 促进雄花形成 甘蓝,在短光照下保持丛生状,但施用赤霉素处理可以诱导其伸长和开花

Page 21: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长 诱导开花 促进雄花形成 GA 通过加强 IAA 对养分的动员效应,促进某些植物坐果和延缓叶片衰老

Page 22: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长 诱导开花 促进雄花形成 促进某些植物坐果和延缓叶片衰老 通过促进多种水解酶的作用,打破休眠,促进种子萌发

Page 23: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长 诱导开花 促进雄花形成 促进某些植物坐果和延缓叶片衰老 通过促进多种水解酶的作用,打破休眠,促进种子萌发 调节 IAA 的水平

( 1 ) GA 降低了 IAA氧化酶的活性。( 2 ) GA 促进蛋白酶的活性,使蛋白质水解, IAA 的合成前体 (色氨酸 ) 增多。( 3 ) GA还促进束缚型 IAA释放出游离型 IAA 。

Page 24: 第六章 植物的生长发育及其调控

赤霉素类 , gibberellin, GA 赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长 促进节间伸长 诱导开花 促进雄花形成 促进某些植物坐果和延缓叶片衰老 通过促进多种水解酶的作用,打破休眠,促进种子萌发 调节 IAA 的水平

抑制植物的成熟 抑制植物的衰老

Page 25: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

Page 26: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK

发现 合成 运输 生理作用

Page 27: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK 发现 1948年, Skoog 发现促进细胞分裂的物质 1956年, Miller 在鲱鱼精子 DNA提取物中发现促进细胞分裂活性的小分子化合物,命名为激动素 1963年, Letham 从未成熟玉米籽粒中分离类似激动素的物质 1964年,确定其化学结构

N6-呋喃甲基腺嘌呤细胞分裂素:具有促进细胞分裂生理活性的所有物质,是腺嘌呤的衍生物

Page 28: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK 发现 合成

细胞分裂旺盛的部位:根尖(主要部位)顶芽、幼叶、未成熟的种子

游离态 结合态

Page 29: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK 发现 合成 运输

根部产生的 CTK由木质部导管向上运输

leaf laminae

leaf sheaths +stem

roots

264

234

1.86

3

223

3.83

217

1.16

- 9

-32

48

27

Page 30: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂IAA只促进细胞核的分裂,因而促进了 DNA 的合成GA 促进细胞分裂主要是缩短了细胞周期中的 G1期 (DNA合成准备期 ) 和 S期 (DNA 合成期 ) 的时间 CTK 主要促进了细胞质的分裂

Page 31: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂 促进芽的分化

[ CTK] /[ IAA]的比值低时,愈伤组织形成根[ CTK] /[ IAA]的比值高时,愈伤组织形成芽

Page 32: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂 促进芽的分化 调节根系和地上部分的细胞分裂

Page 33: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂 促进芽的分化 调节根系和地上部分的细胞分裂 促进侧芽发育,抑制顶端优势

Page 34: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂 促进芽的分化 调节根系和地上部分的细胞分裂 促进侧芽发育,抑制顶端优势 抑制根的生长

Page 35: 第六章 植物的生长发育及其调控

细胞分裂素 , cytokinin, CTK CTK 的生理作用

促进细胞分裂 促进芽的分化 调节根系和地上部分的细胞分裂 促进侧芽发育,抑制顶端优势 抑制根的生长延缓叶片衰老

Page 36: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

Page 37: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA

发现 合成 运输 生理作用

Page 38: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA 发现

在研究棉桃脱落和槭树休眠的过程中发现的 1967年在渥太华召开的第六届国际植物生长物质会议上,这种生长调节物质正式被定名为脱落酸

合成 主要在根冠和衰老的叶片中合成 游离态与结合态

运输

Page 39: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA ABA 的生理作用

促进休眠胎萌

Page 40: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA ABA 的生理作用

促进休眠 促进气孔关闭

Page 41: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA ABA 的生理作用

促进休眠 促进气孔关闭 诱导种子贮藏蛋白的合成

胚胎发生晚期丰富蛋白( late-embryogenesis-abundant proteins , LEA )

第一阶段:以细胞分裂增殖为特征,从受精卵开始形成胚胎组织和胚乳组织;第二阶段:以储藏物积累为特征,细胞停止分裂,淀粉、脂肪、蛋白质等储藏物质大量积累,种子脱水,胚胎的耐干燥性逐渐增强

LEAABA

Page 42: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA ABA 的生理作用

促进休眠 促进气孔关闭 诱导种子贮藏蛋白的合成干旱条件下促进根系吸水

Page 43: 第六章 植物的生长发育及其调控

脱落酸 , abscisic acid, ABA ABA 的生理作用

促进休眠 促进气孔关闭 诱导种子贮藏蛋白的合成干旱条件下促进根系吸水 促进叶片衰老干旱条件下促进根生长,抑制地上部分生长提高植物抗逆性

Page 44: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

Page 45: 第六章 植物的生长发育及其调控

乙烯 , ethylene, Eth, CH2=CH2

发现 1934, Gane证实植物组织确实能产生乙烯的化学证据 1965 ,乙烯被公认为是植物的天然激素

合成 植物体各部分都能合成乙烯 1-氨基环丙烷 -1-羧酸( ACC )是乙烯的前身

运输被动扩散 ACC 可能是乙烯在植物体内长距离运输的形式

Page 46: 第六章 植物的生长发育及其调控

乙烯 , ethylene, Eth, CH2=CH2

Eth 的生理作用改变生长习性

“ 三重反应” (triple response):抑制茎的伸长生长 ;促进横向加粗 ;茎失去负向重力性 , 上胚轴向 水平方向生长 .

Page 47: 第六章 植物的生长发育及其调控

乙烯 , ethylene, Eth, CH2=CH2

Eth 的生理作用改变生长习性 促进果实成熟

C2H4

Page 48: 第六章 植物的生长发育及其调控

乙烯 , ethylene, Eth, CH2=CH2

Eth 的生理作用改变生长习性 促进果实成熟 促进植物器官的脱落

花、果实

Page 49: 第六章 植物的生长发育及其调控

乙烯 , ethylene, Eth, CH2=CH2

Eth 的生理作用改变生长习性 促进果实成熟 促进植物器官的脱落 促进凤梨科植物开花 促进种子、芽、块茎等休眠的解除

Page 50: 第六章 植物的生长发育及其调控

已确认的植物体内的 5 大类激素 生长素类 赤霉素类 细胞分裂素类 脱落酸 乙烯

陆续发现的具有植物激素生理活性的物质 多胺类、水杨酸、茉莉酸、油菜素甾体

植物激素对生长发育的影响促进生长

与休眠、成熟、衰老相关

油菜素内酯: 1998年第十三届国际植物生长物质年会上被正式确认为 第六类植物激素

Page 51: 第六章 植物的生长发育及其调控

植物激素间的相互作用 协同增效拮抗作用反馈作用

植物激素对生长发育的影响GA 与 IAA :增效作用。促进伸长生长GA/IAA比值高,韧皮部分化GA/IAA比值低,木质部分化CTK 与 IAA :增效作用。 CTK 加强 IAA 的极性运输,加强 IAA 效应

Eth 与 IAA :负反馈作用。IAA 促进 Eth 的合成Eth 抑制 IAA 的合成和运输,加速 IAA 的破坏 GA 与 ABA :拮抗作用。

GA 促进生长ABA 诱导休眠

CTK 与 IAA :拮抗作用。CTK 促进侧芽生长,破换顶端优势IAA 抑制侧芽生长,保持顶端优势

Page 52: 第六章 植物的生长发育及其调控

第六章 植物的生长发育及其调控第一部分 植物激素对生长发育的调控第二部分 植物的营养生长及其调控

Page 53: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子的萌发 植物营养生长的特点

周期性相关性植物的运动

植物的营养生长

Page 54: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的概念植物的营养生长—种子的萌发

从形态学角度看,种子萌发表现为幼胚恢复生长,幼根、幼芽突破种皮并向外伸展。从分子生物学角度看,萌发的本质是水分、温度等因子使种子的某些基因表达和酶活化,引发一系列与胚生长有关的反应。从生理学角度看,萌发是无休眠或已解除休眠的种子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态,呼吸作用增强,贮藏物质被分解并转化为可供胚利用的物质,引起胚生长的过程。

Page 55: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的过程植物的营养生长—种子的萌发

种子休眠强迫休眠生理休眠

Page 56: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的调节——内源激素植物的营养生长—种子的萌发

以谷类种子为例 :种子吸胀吸水后,首先导致胚 ( 主要为盾片 ) 细胞形成

GA , GA 扩散至糊粉层,诱导α-淀粉酶、蛋白酶、核酸酶等水解酶产生,使胚乳中贮藏物的降解。

其次,细胞分裂素和生长素在胚中形成,细胞分裂素刺激细胞分裂,促进胚根胚芽的生长; 生长素促进胚根胚芽的伸长,以及控制幼苗的向地性生长。

Page 57: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的环境影响因素充足的水分

植物的营养生长—种子的萌发

几种作物种子萌发时最低吸水量占风干重的百分率作物种类 吸水率( % )水稻小麦玉米油菜

35604048

作物种类 吸水率( % )棉花豌豆大豆蚕豆

60186120157

Page 58: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的环境影响因素充足的水分适宜的温度

植物的营养生长—种子的萌发

几种农作物种子萌发的温度范围作物种类 最低温度大、小麦类玉米、高粱水稻棉花

3-58-1010-1210-12

最适温度 最高温度20-2832-3530-3725-32

30-4040-4540-4238-40大豆花生黄瓜番茄

6-812-1515-1815

25-3025-3731-3725-30

39-4041-4638-4035

Page 59: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子萌发的环境影响因素充足的水分适宜的温度充足的氧气 一定的光照

植物的营养生长—种子的萌发

喜光种子喜暗种子

Page 60: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子的萌发概念 过程 内源调节环境因素:水、温、气、光

植物营养生长的特点周期性相关性 植物的运动

植物的营养生长

Page 61: 第六章 植物的生长发育及其调控

生长大周期 植物器官或整株植物的生长速度会表现出“慢 - 快 -慢”的基本规律,即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,然后又减慢以至停止。

植物的营养生长特点——周期性

季节周期性 一年生、二年生或多年生植物在一年中的生长都会随季节的变化而呈现一定的周期性

昼夜周期性 活跃生长的植物器官其生长速率有明显的昼夜变化

Page 62: 第六章 植物的生长发育及其调控

营养器官和生殖器官的相关性相互依赖,相互制约

植物的营养生长特点——相关性

Trade-off

Page 63: 第六章 植物的生长发育及其调控

营养器官和生殖器官的相关性:相互依赖,相互制约植物的营养生长特点——相关性

根冠比:植物地下部分与地上部分干重或鲜重的比值,它能反映植物的生长状况,以及环境条件对地上部与地下部生长的不同影响。根冠比的影响因素:土壤水分、光照、矿质营养、温度、修剪与整枝、中耕与移栽、生长调节剂

地下部分和地上部分的相关性:相互依赖,相互制约

Page 64: 第六章 植物的生长发育及其调控

营养器官和生殖器官的相关性:相互依赖,相互制约植物的营养生长特点——相关性

地下部分和地上部分的相关性:相互依赖,相互制约 主茎和侧枝的相关性

顶端优势:由于植物的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象生长素直接或间接促进顶端生长细胞分裂素促进侧芽萌发和生长,打破顶端优势

Page 65: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动:植物器官对外界环境中的单方向刺激引起的定向生长运动 向光性 向重性 向化性

植物的营养生长特点——植物的运动

感性运动:无一定方向的外界刺激引起的运动 感夜性 感震性 感温性

植物的向性运动一般包括三个基本步骤1. 刺激感受,即植物体中的感受器接收环境中单方向的刺激;2. 信号转导,感受细胞把环境刺激转化成物理的或化学的信号;3. 运动反应,生长器官接收信号后,发生不均等生长,表现出向性运动。

感性运动多数属膨压运动 (turgor movement) ,即由细胞膨压变化所导致的。

Page 66: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动 向光性

植物的营养生长特点——植物的运动

幼茎:正向光性 根:负向光性 有些叶片:横向光性

生长素分布不均匀 vs. 抑制物质分布不均匀

Page 67: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动 向光性 向重性

根:正向重性茎:负向重性对重力感受的部位限于根冠、茎端 10mm 的幼嫩部位、禾本科植物的节间等。

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 68: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动 向光性 向重性

根:正向重性茎:负向重性对重力感受的部位限于根冠、茎端 10mm 的幼嫩部位、禾本科植物的节间等。

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 69: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动 向光性 向重性 向化性:化学物质分布不均匀引起的生长反应

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 70: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动:向光性、向重性、向化性 感性运动

感夜性:由昼夜光暗变化引起的运动

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 71: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动:向光性、向重性、向化性 感性运动

感夜性 感震性:由于机械刺激而引起的植物运动

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 72: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动:向光性、向重性、向化性 感性运动

感夜性 感震性

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 73: 第六章 植物的生长发育及其调控

向性运动:向光性、向重性、向化性 感性运动

感夜性 感震性 感温性:由温度变化引起使器官背腹两侧不均匀生长引起的运动 ……

植物的营养生长特点——植物的运动

Page 74: 第六章 植物的生长发育及其调控

种子的萌发 植物营养生长的特点

周期性相关性植物的运动

植物的营养生长

Page 75: 第六章 植物的生长发育及其调控

第六章 植物的生长发育及其调控第一部分 植物激素对生长发育的调控第二部分 植物的营养生长及其调控第三部分 植物的生殖生长及其调控

Page 76: 第六章 植物的生长发育及其调控

开花 低温和花的诱导光周期和花的诱导

果实的成熟 Eth :促进果实成熟

种子的成熟 GA, IAA :促进有机物向籽粒转运 ABA :抑制胚的生长,促进休眠

植物的生殖生长

Page 77: 第六章 植物的生长发育及其调控

低温和花的诱导 春化作用:一定时间的低温诱导或促进植物开花的现象 发生时期:种子萌动期或苗期 低温范围: 1~ 2℃ 最有效;若时间足够, -3~ 10℃都有效 感受部位:分生组织和某些能进行细胞分裂的部位 — 胚、茎尖生长点 生理反应:可溶性 RNA 和核糖体 RNA 含量增加,开花相关基因去甲基化 物质基础:春化素 — 赤霉素?类玉米赤霉烯酮? 去春化作用:在植物春化过程结束之前,如将植物放到较高的生长温度下,低温的效果会被减弱或消除,这种现象称去春化作用

植物的生殖生长——花的诱导

Page 78: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象:植物对昼夜相对长度发生反应的现象 植物开花的光周期反应类型:

长日照植物:指在 24h昼夜周期中,日照长度长于一定时数才能成花的植物 短日照植物:指在 24h昼夜周期中,日照长度短于一定时数才能成花的植物 日中性植物:对日照长度不敏感,只要其他条件满足,在任何长度的日照下均能开花

植物的生殖生长——花的诱导

Page 79: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象:植物对昼夜相对长度发生反应的现象 植物开花的光周期反应类型:

长日照植物 短日照植物 日中性植物

植物的生殖生长——花的诱导

临界日长:诱导短日照植物开花所需的最长日照时数,或者诱导长日照植物开花需要的最短日照时数临界夜长 临界日长不一定是 12小时!

Page 80: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象:植物对昼夜相对长度发生反应的现象 植物开花的光周期反应类型:长日照植物、短日照植物、日中性植物 光周期诱导: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,仍然能保持这种刺激的效果而开花,这叫做光周期诱导

不同植物需要的光周期诱导的周期数不同

植物的生殖生长——花的诱导

Page 81: 第六章 植物的生长发育及其调控

短日植物 植物名称菊花 (Chrysathemum morifolium)大豆 (Glycine max cv. Biloxi)厚叶高凉菜 (Kalanchoe bloss feldiana)浮萍 (Lemna purpusilla, strain 6746)红叶紫苏 (Perilla crispa)裂叶牵牛 (Pharbitis cv. Violet)苍耳 (Xanthium Strumarium)

24 小时周期中的临界日长 /h 最少诱导周期数1613.5-1412约 14约 1414-1515.5

122-3211211

长日植物琉璃繁缕 (Anagallis arvensis)天仙子 (Hyoscyamus niger)毒麦 (Lolium italicum)白芥菜 (Sinapis alba)菠菜 (Spinacia oleracea)拟南芥 (Arabidopsis thaliana)

12-12.511.511约 1413

12-31114

Page 82: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象:植物对昼夜相对长度发生反应的现象 植物开花的光周期反应类型:长日照植物、短日照植物、日中性植物 光周期诱导:不同植物需要的光周期诱导的周期数不同 感受部位:叶片

植物的生殖生长——花的诱导

叶片和营养芽的光周期处理对菊花开花的影响

Page 83: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象 植物开花的光周期反应类型 光周期诱导 感受部位 光暗交替的重要性

植物的生殖生长——花的诱导

短日照植物:在超过临界夜长的条件下开花若闪光中断暗期,则不能开花

Page 84: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象 植物开花的光周期反应类型 光周期诱导 感受部位 光暗交替的重要性

植物的生殖生长——花的诱导

长日照植物:在短于临界夜长的条件下开花若闪光中断暗期,则诱导开花

Page 85: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象 植物开花的光周期反应类型 光周期诱导 感受部位 光暗交替的重要性

植物的生殖生长——花的诱导

短日照植物与长日照植物:若在光期中插入短暂的暗期,对开花无影响

Page 86: 第六章 植物的生长发育及其调控

光周期和花的诱导 光周期现象 植物开花的光周期反应类型 光周期诱导 感受部位 光暗交替的重要性

暗期长度是诱导开花的关键

植物的生殖生长——花的诱导

长日照植物:在短于临界夜长的条件下开花若闪光中断暗期,则诱导开花

短日照植物:在超过临界夜长的条件下开花若闪光中断暗期,则不能开花

短日照植物与长日照植物:若在光期中插入短暂的暗期,对开花无影响

Page 87: 第六章 植物的生长发育及其调控

第六章 植物的生长发育及其调控第一部分 植物激素对生长发育的调控第二部分 植物的营养生长及其调控第三部分 植物的生殖生长及其调控

Page 88: 第六章 植物的生长发育及其调控

思考题 什么是植物激素? IAA, GA, CTK, ABA, Eth各有什么样的生理作用? 什么是 IAA 的极性运输? IAA 极性运输的机理是什么? Eth 的三重反应是指什么? 什么是顶端优势? 什么是春化作用? 什么是长日照植物?什么是光周期诱导? 为什么说暗期长度是诱导开花的关键?