植物花发育的研究进展90页PPT

• 成花诱导过程包括 ： (1) 外因: 包括日照长短、光质、温度、矿质 营养、土壤水分等; (2) 内因: 包括发育阶段、营养状态、激素水 平等; (3) 特定基பைடு நூலகம்的启动表达。
• 2. 1. 1 外界因子 • 即环境因素, 主要为光和温度, 其它环境因 素对成花也有一定影响, 但不是决定因子。 绝大多数植物的成花过程受环境因子的调 控, 生理学对诱导成花的外界因子有详尽的 研究。植物个体可在不同部位感受不同的 外界因子, 说明植物体内对不同外界因子存 在相应不同的遗传机理。相应基因发生突 变, 会使植物对外界因子的感受能力发生改 变, 从而影响花序发育的时间。
低温春化诱导拟南芥开花
2. 1. 2 内因 • 主要包括发育阶段、营养状态和激素水平。 引人注目的是植物感受各种外界环境信号 产生的与成花有关的物质, 过去称“开花物 质”或者说“成花刺激物”, 也有人称“成 花生理信号”(physiological signal), 广义讲 这种“成花生理信号” 包括促花的成花刺 激物和抑花的成花抑制物, 主要有“开花 素”、碳水化合物、激素及其它物质。
1.花发育研究概述 • 自1904 年Klebs 的C/N 比学说到现在的近一个世 纪以来, 人们对成花生理进行了大量研究探索。20 世纪70 年代以前主要进行有关成花生理研究, 其 中1937 年柴拉轩提出“开花素”学说和1960 年证 实“光敏素”的存在, 是植物成花研究中2 个极重 要的里程碑, 但一直未能确认具有“开花素”特性 的某种物质, 对光敏素感受环境信息后的进一步功 能也仍处于假说阶段。因此, 对植物成花研究仅限 于对生理现象的描述, 而在成花诱导、信号传递、 决定、发端的机制方面则陷入困境处于停滞状态。
• 近年来, 人们通过遗传和分子生物学方法, 利用天 然突变和人工诱变(如EMS 化学诱变、T-DNA 插 入诱变、转座子导入诱变等) 产生并筛选突变体, 采用各种技术(如染色体步移、转座子标记、农杆 菌感染的T-DNA 标记、减法杂交、差异筛选和差 异显示等) 克隆相关基因, 进而分析其功能和产物 结构。利用这些方法主要以拟南芥(Arabidopsis thalina)、金鱼草(Antirrhinum majus) 为模式植物, 植物成花研究工作已取得瞩目进展。拟南芥和金 鱼草均为植物遗传学研究的经典材料, 有许多花发 育突变体可供利用,其遗传背景也比较了解, 二者 都便于进行分子生物学分析, 并能够对不知道其蛋 白产物的特定基因进行分子克隆。

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2、伞房花序
花序轴较短，其上着生许多花梗长短不一的两性花。下部 花的花梗长，上部花的花梗短，整个花序的花几乎排成一平 面，如梨、苹果的花序。
苹果
梨
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伞房花序
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3、伞形花序
特点：花序轴缩短，花梗几乎等长，聚生在花轴的顶端，呈伞 骨状，如韭菜及五加科等植物的花序。
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2
第一节 花的形态结构
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3
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4
一、花的形成----花芽的分化
•
植物经过一定时期的营养生长后，在适宜的条
件下，就转入生殖生长。其茎尖分生组织不再形成
叶原基或腋芽原基，而是形成花原基或花序原基，
然后再分化形成花或花序，这一过程称为花芽分化。
花和花序分化的好坏，直接关系到园林植物开 花、农作物以及果树的产量。
花冠
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蔷薇花冠：由5个（或5的倍数）分离的花瓣排列 成五星辐射状，如桃、李、苹果等。
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十字花冠：由4个分离的花瓣排列成“十”字形，为十 字花科植物的特征之一，如油菜、白菜、萝卜等。
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蝶形花冠：花瓣5片离生，花形似蝶，最外面的一片 最大，称旗瓣，两侧的两瓣称翼瓣，最里面的两瓣， 顶部稍联合或不联合，叫龙骨瓣，如紫藤、大豆、 花生、蚕豆等
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• 单生花的特点：花朵较大，颜色鲜艳，很容易招 引昆虫；
• 花序植物的特点：它的每朵小花都很小，颜色很 不明显，若许多这样的小花聚集起来成为一体， 是便于招引昆虫传粉的，这些特点是植物体长期 进化的结果。

（一）被子植物的花粉发育
被子植物花粉的发育过程
①二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花 粉管细胞核和生殖细胞核。（精子在花粉 管中形成）
②三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟 前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两 个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个 营养核和两个精子。
③两个精子和一个营养核的基因型相同。
如果利用花药培养的技术，在 F1代产生的花粉中就可能有Asu的 组合，再将花粉植株进行染色体加 倍，就可以直接得到紫色甜玉米的 纯合子（AAsusu）。这种方法可以 大大缩短育种周期。
练习2
植物组织培养技术与花药培养技术的 相同之处是：培养基配制方法、无菌技术 及接种操作等基本相同。两者的不同之处 在于：花药培养的选材非常重要，需事先 摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出 的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基； 花药培养对培养基配方的要求更为严格。 这些都使花药培养的难度大为增加。
（二）材料的消毒
1.将花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30s 2.无菌水清洗 3.无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 4.放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中
2~4min（也可质量分数为1%的次酸钙溶液或 饱和漂白粉溶液） 5.无菌水冲洗3~5次
（三 ）接种和培养
灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼 片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。 在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则 接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈 伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为 与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状 体的形成。
培养基的组成
材料的选择
KT
（三）影响花药培养的因素 ——材料的选择
花期早期时的花药比后期的更容易产生花 粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初 到五月中旬，即月季的初花期。

第二节
花的形态结构
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1
花的性质 一. 花的组成及基本结构 二. 花各部的变化及其演化 三. 禾本科植物的花 四. 花程式和花图式 五. 花序
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2
花的本性：
被子植物营养生长到一定阶段，在光照、温度 等因素达到一定要求时，就转入生殖生长阶段。茎的 一部分顶端分生组织不再形成叶原基和芽原基，转而 形成花原基或花序原基，这时的芽即花芽。
4. 胎座类型
➢中轴胎座：多心皮，多室，胚珠着生于中轴 （合生雌蕊）
.
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4. 胎座类型
➢特立中央胎座：多心皮，单室，胚珠着生在 中央短轴上（合生雌蕊）
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4. 胎座类型 其他类型：顶生，基生，全面胎座
.
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4. 胎座类型
胎座类型示. 意图
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根据花各部是否完备，花有如下类型：
完全花 5个部分齐全
无限花序常见如下几种：
•总状花序 •伞房花序 •伞形花序 •头状花序
.
•穗状花序
•葇荑花序 •肉穗花序 • 隐头花序
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无限花序类型： 总状花序
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无限花序类型： 伞房花序
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无限花序类型： 伞形花序
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无限花序类型： 穗状花序
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无限花序类型： 葇荑花序
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无限花序类型： 肉穗花序
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小麦穗及其小花示意图
.
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四. 花程式和花图式
1.花程式
用公式把一朵花各部表示出来， 该公式即花程式。
花各部符号： 花被——P 花萼——K 花冠——C
雌蕊群——G 雄蕊群——A
.
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• 发育(development)：植物一生过程中，组织、器官或整 体在形态、结构和功能上的有序变化过程 从叶原基的分化到长成一张成熟叶片的过程是叶的发育 从根原基的发生到形成完整根系的过程是根的发育 由茎端的分生组织形成花原基，再由花原基转变成为花 蕾，以及花蕾长大开花，这是花的发育 受精的子房膨大，果实形成和成熟则是果实的发育
• 生长(growth):细胞体积和重量增加的量变 过程
通过原生质的增加、细胞分裂、伸长来实现植 物的生长，这种体积和重量的增长是不可逆的
根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干 重增加都是典型的生长现象
花卉生长发育规律
生长类型的分类
• 营养器官(根、茎、叶)的生长称为营养生长，繁 殖器官(花、果实、种子)的生长称为生殖生长
研究生长发育规律的重要性
花卉生产需要掌握最基本的信息 不同植物由于其生长发育的特殊性,导致
对外界环境条件要求的特殊性，因此构 成了栽培技术体系的多样性
• 栽培技术（措施）是创造生长发育最适条件 和时机的方法和手段
• 促成栽培:人为满足植物生长所需要的温度、 光照条件，使其提前开花
花卉生长发育规律
花卉栽培学
1
课程内容
花卉的种质资源及其分类 花卉的生长发育规律 花卉生长发育与环境因子的关系 花卉的繁殖技术 花卉的花期控制 花卉栽培及养护管理技术
花卉的生长发育规律
• 生长、分化、发育的概念 • 植物生长发育周期 • 植物各器官的生长发育 • 各器官生长发育的整体性
花卉生长发育规律
胚胎期 种子期 幼苗期：一般2-4个月 成熟期 衰老期
幼苗期：一般2-4个月
• 在有限的营养生长期内应精心管理，使植 株达到一定的高度，形成一定的株形，为 开花打下基础

05
04
土壤
土壤为植物提供生长所需的矿质元素 和水分，土壤的物理性质和化学性质 对植物生长有重要影响。
02
种子萌发与幼苗生长
种子结构及其功能
种皮
保护种子内部结构，防止水分和机械损 伤。
胚芽
发育成植物的地上部分，包括茎和叶。
胚乳或子叶
储存营养物质，为种子萌发提供能量。
胚根
发育成植物的地下部分，即根系。
有机肥料
优先使用腐熟有机肥，提 高土壤肥力和改善土壤结 构。
施肥时期
根据植物生长阶段和需肥 规律，合理安排施肥时期 和次数。
修剪整形技巧
修剪目的
明确修剪目的，如促进分枝、控 制高度、提高观赏性等。
修剪时间
选择适当的修剪时间，如休眠期修 剪、生长期修剪等。
修剪方法
掌握短截、疏剪、缩剪等修剪方法 ，根据植物特性和修剪目的灵活运 用。
03
种子萌发与初生根的形成
根系的生长与分枝
环境因素对根系发育的影响
种子吸水膨胀后，胚根突破种皮形成初生 根。
在适宜条件下，初生根不断生长并分枝， 形成复杂的根系网络。
土壤类型、水分、温度、光照和营养状况 等环境因素对根系的发育有显著影响。
根系吸收水分和养分机制
水分吸收
根系通过根毛和细胞间隙吸收土壤中 的水分，通过共质体和质外体途径进 入植物体内。
。
花芽分化条件和调控方法
修剪
通过修剪去除顶端优势，促进侧 芽的生长和发育，从而增加花芽
的数量。
施肥
合理施肥可以促进植物的生长和 发育，增加花芽的数量和质量。
植物生长调节剂
使用植物生长调节剂可以调节植 物的生长和发育，促进或抑制花

3 花器官形成及其生理
花的发育可分为3个阶段： （1）成花决定（或成花诱导） （2）形成花原基 （3）花器官的形成及其发育
3.1 成花诱导的多因子途径
3.2 花器官形成所需要的条件
营养状况 内源激素对花芽分化的调控 光照、温度、水分和矿质营养等外因
3.2.1内源激素
GA可抑制多种果树的花芽分化；CTK、 ABA和乙烯则促进果树的花芽分化。
(一)春化刺激的感受和传递 感受低温的时期 在种子萌发后到植物营养体
生长的苗期
接受低温影响的部位 茎尖端的生长点和某些
能进行细胞分裂的部位
春化效应的传递 春化素
（二）春化作用的生理生化变化
植物在通过春化作用的过程中，虽然在 形态上没有发生明显的变化，但是在生理 生化上发生了深刻的变化，包括呼吸代谢， 核酸和蛋白质代谢，以及涉及到有关基因 的表达。
花芽分化是植物从营养生长转入生殖生长的标志。
花芽分化、花器官形成和性别分化主要是 由植物的基因型决定的，而成花诱导过程 是严格受环境条件影响的，是研究得最多 的。
在自然条件下，温度和昼夜长度随季节有 规律地变化，植物成花在长期的环境适应 和系统进化过程中，形成了对低温与昼夜 长度的感应。
1 春化作用（vernalization）
光在植物光周期反应中起到了信号诱导的作用。
2.2.3 光周期刺激的感受和传导
（一）光周期刺激的感受 植物感受光周期刺激的部位是叶片，而形
成花的部位在茎顶端分生组织。 通常植物生长到一定程度后，才有可能接
受光周期的诱导，不同植物开始对光周期 表现敏感的年龄不同。
叶片和营养芽的光周期处理对菊花开花的影响
低温是春化作用的主要条件。有效温度， 在-3～10℃范围内，最有效的春化温度是 1～2℃。

种蛋白的首字母，这4种蛋白质都有一个由56-58个氨基酸组成的高度保守
区域称为MADS-box结构域，具有这一结构域的基因都是MADS-box基因，属 于MADS-box基因家族。
1. Sepal 2. Petal A
B 3. Stamen 4. Carpel C
第十三页，共36页。
Sommer et al.1990:
第十五页，共36页。
ABC模型的3个基本原则：
1. 每一个类型的同源异型基因作用于相邻的两个 轮，当基因突变时其所决定的花器官表型发生 改变；
2. 花同源异型基因的联合作用决定器官的发育；
3. A类和C类的基因表达不相互重叠。
由于经典ABC模型较好地解释了花同源异型基因的 表达模式，阐明了花器官突变的分子机制，并能 够预测单突变，双突变和三重突变体花器官的表 型，所以被广泛接受。
如果干扰FBP1 1的表达，就会在应该形成胚珠的
地方发育出心皮状结构。这个发现使人们认识到还
存在有与C类基因功能部分重叠的D类基因。 拟南芥中：与FBPll同源的AGLll
第二十五页，共36页。
Are there any more genes determining the identity of flower organs in addition
第二十四页，共36页。
D功能基因的阐明：
矮牵牛中: 影响胚珠发育突变体的研究发现，存 在有决定胚珠发育的MADS-box基因FLORAL
BINDING PROTEIN7(FBP7)和FBP11 ，它们同时也
影响种子的发育。FBPll在胚珠原基、珠被和珠柄
中表达，转基因植株的花上形成异位胚珠或胎座。
phMenAFWroDuehntSdyc-uabtpnitoodextnahagwnleetlynoeus,ld beSEinPAtLraLAnTsAg1e/2n/3ic

第二章 花卉的生长发育与环境
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1
植物种类的不同，它们的生长发育类型 和对外界环境条件的要求也不相同。只有 了解植物生长发育的特点，以及所需的环 境条件，才能运用相应的栽培技术措施， 达到改造植物、利用植物的目的。
当前花卉生产中采用的电照生产、遮光 处理、种子和球根的低温处理等技术措施， 都是在充分了解和掌握花卉生长发育特点 的基础上制定的栽培措施，大大提高了花 卉生产的经济价值和观赏价值。
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pH>6.0
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pH<5.0
3. 不同花卉对土壤的要求
露地花卉 一、二年生花卉 喜排水良好的砂质壤土、壤土 及粘质壤土中生长。适宜的土壤是表土深厚、地下 水位较高、干湿适中、富含有机质的土壤。 宿根花卉 喜排水良好而表土富含腐殖质的粘质 壤土中生长。 球根花卉 喜富含腐殖质而排水良好的砂质壤土 或壤土中生长。
一年生花卉：多为春播秋花花卉，从播种到开花结 实，个体死亡，在一年内完成。多为短日性植物， 如一串红、凤仙花、鸡冠花等。
二年生花卉：多为秋播春花花卉，播种当年只进行 营养生长，经过一个冬季，第二年才开花结实死 亡，生长虽用一年时间，但生长跨一个年度。多 为长日性植物，如三色堇、瓜叶菊、虞美人等。
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N2：不能直接利用。
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温室花卉 温室栽培花卉一般需要特殊的培养土，要求富含腐殖
质，土壤松软，通气排水良好，并且能够长期保持土壤湿润， 不易干燥。
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观察歌
我们看， 我们听， 我们摸， 感官观察是学习科学课的一个重要方法。 我们闻， …… 我们看到了一棵真正的大树， 我们看到了一个生机勃勃的生命， 我们看到了一个无比美妙的世界！
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2
这些动物从哪里来的？
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3
像向日葵这些绿色开花植物 又是从哪里来的？
绿色植物是种 子发芽而来的， 种子是植物新 生命的开始， 那么它的一生 发生了哪些变 化呢？（请完 成“记录我们 的想法”）
根的生长速度
。
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观察发现
我们发现种子萌发先 长根 茎和叶 。植物的根向 下 的生长速度 很快 。
，再长出 生长，根
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植物根的作用实验
1、选择一棵带根的植物装入有有水的试管 中。
2、将植物的根浸泡在试管里的水中。 3、在水面上滴些植物油，使试管中的水不
会被蒸发到空气中并在水面处做好标记。 4、观察试管中的水量有什么变化。
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用根、茎、叶繁殖的植物
秋海棠可以用枝叶繁殖 番薯可以用茎和根繁殖
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让我们一起来观察植物的种子
那我们要怎样观察呢？
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观察歌
我们看， 我们听， 我们摸， 我们闻， …… 我们看到了一颗真正的种子， 我们看到了一个生机勃勃的生命， 我们看到了一个无比美妙的世界！
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观察种子的方法
1、我们可以用看、摸、闻等感官观察 法观察种子的外形特征。 2、还可以用放大镜将植物种子观察得 更仔细。
（提示：请完成种子的观察记录表）
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种子的观察记录表