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1-农作物栽培育种专业基础与实务(中级)第一部分--专业基础知识

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去春化处理的使用 控制花期

2、光周期理论及在农业生产上的使用 光周期—-昼夜周期中白天和黑夜的相对长度

光周期现象—-植物对光周期中日照时间长短发生反应的现象

临界日长概念昼夜周期中,诱导长日植物开花的最低日照长度或诱导短日植物开花的最高日照长度称为~,又叫临界光期。

LDP和SDP的区别:不是以每天日照长度长于或短于12小时才开花来划分,而是在于它们对日照的要求有一个最低或最高极限。

1、短日性植物(SDP)

* 定义:等于或短于临界日长的光周期条件下开花或促进开花的植物 * 示例:大豆、苍耳、菊花、玉米、 晚稻 * 类型:绝对SDP、相对SDP、中间型SDP 2、长日植物(LDP)

* 定义:等于或长于临界日长的光周期条件下开花或促进开花的植物 * 示例:小麦,天仙子、萝卜、甘蓝、莴苣 * 类型:绝对LDP、相对LDP、中间型LDP 注意

长日植物和短日植物的区别:不在于引起开花的绝对日照长度,而在于其日照长度是长于还是短于临界日长

3、日中性植物(DNP): 早稻、黄瓜、月季、辣椒 4、中日性植物(IDP)

5、双重日长植物:花诱导和花器官形成需不同日长 长—短日照植物(LSDP):夜香树、大叶落地生根 短—长日照植物(SLDP):凤铃草

由于起源、品种不同,长期驯化的结果,植物光周期类型会改变

结论:LDP天仙子临界日长11.5h,只有日照时数长于11.5h才开花,日照愈长对开花愈有利 。SDP苍耳临界日长为15.5h,日照时数短于15.5h才开花,日照缩短促进开花(》2 小时)。日中性植物没有临界日长

不同纬度、季节的日长变化和光周期反应 * 不同季节:北半球

夏半年:昼长夜短;冬半年:昼短夜长 春季---长日照;秋季---短日照 * 不同纬度:北半球

高纬度:LDP生存;低纬度:SDP生存;中纬度:有LDP、SDP 影响光周期反应的其它因子:温度、O2、CO2

光周期诱导

光周期诱导—-植物在达到一定生理年龄时,经过适宜光周期处理,以后即使处于不适宜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~。

光周期效应—-适宜光周期诱导的效果,可以在植物体内保留而不致消失的现象 诱导周期数—-达到开花所需的最低适宜光周期天数

临界夜长 :昼夜周期中诱导LDP开花最长暗期长度或诱导SDP开花的最短暗期长度。

Hamner(哈姆纳)用SDP大豆试验的结果:

实验证明:LDP天仙子在12h日长和12h暗期不开花,但6h日长和6h暗期开花 暗期长度比光期更重要

LDP---短夜植物;SDP---长夜植物

暗期间断试验:进一步证明暗期比光期更重要

暗期间断现象(光间断现象)——在昼夜周期的长暗期中,适当给于短时间的光照以间断暗期,则会发生短夜现象,即促进LDP开花,抑制SDP开花的现象。

影响暗期间断效果的因素: 暗期期间施加光照的时间;暗期中间所需光照强度50~100lx ;光照时间长短 ;光质---红光LDP开花、SDP不开花 。

思考: 若在光期中插入一短暂的暗期,对LDP和SDP的开花反应怎样? 总结 :光周期诱导中三个最主要的因素:临界夜长、诱导周期数、光质 光周期在农业和园艺上的使用 1、指导引种

春夏季:偏北地区比偏南地区长日照来得早 夏秋季:偏南地区比偏北地区短日照来的早 SDP:南种北引,开花延迟,引早熟品种 SDP:北种南引,开花提前,引晚熟品种 LDP:南种北引,开花提前,引晚熟品种 LDP:北种南引,开花延迟,引早熟品种

2、控制开花期

要使菊花延迟开花可进行延长光照或暗期间断处理 3、加强世代繁殖 4、作物的栽培

调节营养生长和生殖生长,如:甘蔗、烟草、麻类 (十)熟悉植物的生殖和衰老 1、植物的受精生理

花粉和雌蕊相互作用:花粉管生长过程中,摄取柱头和花柱的物质,同时主动分泌一些物质(酶类)到雌蕊。雌蕊糖类、蛋白质、呼吸代谢都加强,IAA含量大增,加强水分、无机盐、有机物等养分“吸引”进入生殖器官,子房膨大。

2、果实的生长和成熟生理

一、肉质果实的生长曲线:“S”、双“S”型

二、呼吸骤变〈呼吸跃变〉

1、定义:在果实成熟过程中,呼吸最初下降然后突然升高,随后又下降的现象 * 跃变型果实:苹果、香蕉、猕猴桃等,含复杂贮藏物(淀粉或脂肪),摘果后达可食状态前,贮藏物强烈水解,呼吸加强,成熟迅速。

* 非跃变型果实:柑橘、葡萄、菠萝、草莓。成熟缓慢。 2、产生原因:乙烯增加细胞透性,加强内部氧化,促进呼吸 三、肉质果实成熟时色香味的变化 ?果实变甜:淀粉---可溶性糖

*?酸味减少:有机酸含量下降(转变、氧化、中和) ?涩味和苦味消失:单宁氧化或凝结成不溶胶状物 ?果实变软:原果胶---果胶---果胶酸---半乳糖醛酸 ?色泽变艳:类胡萝卜素、花色素苷 ?香味产生:酯、醛等

四、果实成熟期间蛋白质和激素的变化 蛋白质含量上升

激素:前期IAA、GA、CTK高,后期ABA或ETH高*

说明: 阳光充足、气温较高、昼夜温差大,果实中含酸少,含糖多。如新疆哈密瓜、葡萄特别甜。

3、植物衰老的生理变化和成因 植物衰老的机理

1、营养亏缺和能量耗损理论 龙舌兰、竹子单稔植物 2、植物激素调控理论:

*抑制衰老激素CTK、IAA、GA、BR、PA和促进衰老的激素Eth、ABA、JA之间不平衡;

*促进衰老的激素增高加速衰老

3、气孔开闭是衰老的因素 叶片衰老机制

解释1:开花结实时,根合成CTK少,叶片CTK不足;花果实中CTK增加,成为养料输送中心,导致叶片衰老

解释2:花或种子中形成促进衰老激素(ABA、ETH)运到叶片 4、衰老是由于蛋白质的水解

当液泡膜蛋白和蛋白水解酶接触而引起膜结构变化时即启动衰老过程,蛋白水解酶进入细胞质引起蛋白质水解,从而使植物衰老死亡。

5、自由基假说

衰老时SOD活性降低、脂氧合酶活性增高→自由基产生和消除平衡破坏→自由基

积累→酶蛋白降解、脂质过氧化→酶变性、膜损伤、加速乙烯产生→衰老

叶片衰老的三个时期

?起始时期:伴随物质从源到库,光合开始下降,衰老信号传递链开始运行 ?退化时期:细胞组分、大分子物质降解

?终止时期:细胞死亡诱导因子积累、细胞完整性破坏,叶片脱落死亡。 衰老的信号转导途径

?发育信号和环境信号共同启动衰老过程;

?干旱、营养亏缺、紫外线照射、感病都可引起衰老; ?糖可能是诱导衰老的信号分子,己糖激酶是糖的感受器; ?植株内部和外部因素的整合和平衡调控叶片衰老的起始过程。

?衰老基因编码物质降解的水解酶和再循环有关酶蛋白和信号转导组分蛋白。 4、器官脱落的成因

指植物细胞、组织或器官和植物体脱离的过程 1、正常脱落:由衰老或成熟引起 2、逆境脱落:病虫害或环境恶化等引起

3、生理脱落:由营养失调、营养生长和生殖生长不协调等引起 一、脱落时细胞及生理变化 离区的形成:分离层、保护层的形成

*脱落时细胞变化:高尔基体、内质网、液泡产生小泡聚集在质膜附近,分泌酶到细胞壁和中胶层,使其分解和膨大,导致离层细胞分离、脱落。

*脱落时生化变化:主要水解离层细胞壁和中胶层,使细胞分离成为离层,并促使细胞壁物质的合成和沉积,保护分离断面,形成保护层

1、纤维素酶:

4.5纤维素酶:存在生长发育全过程,脱落时不增加 9.5纤维素酶:脱落期形成 2、果胶酶

二、 植物激素和脱落的关系 *生长素梯度学说

离区远轴端》近轴端,不脱落; 离区远轴端《近轴端,不脱落; 离区远轴端=近轴端,不脱落 ;

*脱落酸:促进分解细胞壁酶的分泌,抑制叶柄内IAA传导

*乙烯:促进离层纤维素酶和果胶酶合成和释放,增加膜透性;促使IAA钝化并抑制其向离层输导,使离层IAA减少。

*GA:促进乙烯形成,促进脱落 *CTK:延迟脱落

*激素综合作用假说: IAA、ABA、ETH生长素梯度学说

(十一)掌握逆境生理 1、 植物的抗逆性机理

抗逆性—-植物对逆境的忍耐和抵抗能力,叫植物的抗逆性,简称抗性。 抗性两种方式:避逆性、耐逆性

避逆性—-植物在遇到不良环境时,通过各种方式,设置某种屏障,从而在时间和空间上避开或部分避开逆境对植物组织施加的影响,植物无须在能量或代谢上对逆境产生相应的反应,又叫逆境逃避。如沙漠上的植物只在雨季生长。

耐逆性---指植物处于内外环境不利的条件下,可通过代谢反应,阻止、降低、修复由逆境造成的损伤,仍能保持相对正常的生理活动而存活下来的能力,又叫逆境忍耐。

植物各种适应逆境的本领

形态上:根系发达、叶小适应干旱条件;扩大根部通气组织适应淹水条件;生长停止、进入休眠适应冬季低温。

生理上:形成胁迫蛋白、增加渗透调节物和ABA含量提高细胞对各种逆境抵抗力。 (一)抗逆性和植物水分状况

植物含水量下降,束缚水相对含量上升,抗逆性增强干旱→直接水分胁迫 低温、高温、盐害、水涝、病害→间接水分胁迫→蒸腾》吸水 (二)抗逆性和生物膜透性

逆境下原生质膜透性增大,细胞器膜系统膨胀或破损 1、膜蛋白:膜蛋白稳定性强,抗逆性强 2、膜脂:逆境下发生相变

高温 低温 液相 → 液晶相 → 凝胶相

膜出现裂缝,透性增大,离子外渗,膜上酶系统破坏 膜脂成分和抗性

* 膜脂碳链越长(相同碳链长时,不饱和键数越少),固化温度越高,膜越不易维持流动性,抗热性差;

* 膜脂不饱和脂肪酸越多、不饱和程度越大,降低膜脂相变温度,维持流动性,抗冷性越强;

* 膜脂磷脂含量越高,抗冷性越强;

* 膜脂中饱和脂肪酸含量高,抗旱、抗热性强; *膜脂中单葡萄糖甘油二脂MGDG含量高,不抗盐 3、活性氧

植物组织中通过多种途径产生的羟基自由基·OH、过氧化氢H2O2、超氧物阴离子自由基O2·- 、单线态氧1O2 、脂质过氧化物ROO -等,它们都有很强的氧化能力,对许多生物功能分子有破坏作用,引起膜的过氧化作用等,性质活泼,故称~。

1-农作物栽培育种专业基础与实务(中级)第一部分--专业基础知识

去春化处理的使用控制花期2、光周期理论及在农业生产上的使用光周期—-昼夜周期中白天和黑夜的相对长度光周期现象—-植物对光周期中日照时间长短发生反应的现象临界日长概念昼夜周期中,诱导长日植物开花的最低日照长度或诱导短日植物开花的最高日照长度称为~,又叫临界光期。LDP和SDP的区别:不是以每
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