10第十三章——光周期现象.ppt

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1、营养生长营养生长感应态能感应态能对适当的对适当的发育信号发育信号产生预期产生预期反应反应表达表达顶端分生顶端分生组织形态组织形态建成建成开花开花决定决定在任何条在任何条件下继续件下继续发育进程发育进程光周期光周期温度温度诱导诱导激素激素信号信号第三节第三节 光周期现象光周期现象一一 植物光周期现象发现和成花反应的光周期类型植物光周期现象发现和成花反应的光周期类型二二 诱导开花的临界日长诱导开花的临界日长三三 光期与暗期光期与暗期四四 温度与光周期反应的关系温度与光周期反应的关系五五 光周期诱导的生理机理光周期诱导的生理机理六六 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北北半半球

2、球不不同同纬纬度度地地区区昼昼夜夜长长度度的的季季节节变变化化春分春分秋分秋分日照长度是最可靠的信号日照长度是最可靠的信号生长在地球上不同地区的植物在长期适应生长在地球上不同地区的植物在长期适应和进化过程中表现出生长发育的周期性变和进化过程中表现出生长发育的周期性变化，植物对日长度发生反应的现象称为化，植物对日长度发生反应的现象称为光光周期现象（周期现象（photoperiodismphotoperiodism）概概念念光周期现象的发现光周期现象的发现植物成花的光周期反应类型植物成花的光周期反应类型临界日长临界日长光期与暗期的作用光期与暗期的作用 一一 植物光周期现象发现和成花反应的植物光周期

3、现象发现和成花反应的光周期类型光周期类型短日照是诱导烟短日照是诱导烟草开花的关键。草开花的关键。植物的开花与光植物的开花与光周期有关。周期有关。温度温度光质光质营养营养光周期光周期光周期现象的发现光周期现象的发现长日植物（长日植物（long-day plantlong-day plant，缩写为，缩写为LDPLDP）短日植物（短日植物（short-day plantshort-day plant，缩写为，缩写为SDPSDP）中性植物（中性植物（day-neutral plantday-neutral plant，缩写为，缩写为DNPDNP）长短日植物（长短日植物（long-short day

4、plantlong-short day plant）短长日植物（短长日植物（short-long day plantshort-long day plant）中日照植物（中日照植物（intermediate-daylength plantintermediate-daylength plant）两极光周期植物（两极光周期植物（amphophotoperiodism plantamphophotoperiodism plant）成花反应光周期类型成花反应光周期类型长日植物（长日植物（long-day plantlong-day plant，LDPLDP）指在指在2424小时昼夜周期中，日照长度必

5、须长于一定时数，小时昼夜周期中，日照长度必须长于一定时数，才能成花的植物，延长光照可促进和提早开花；相反，才能成花的植物，延长光照可促进和提早开花；相反，如延长黑暗则推迟开花或不能成花。如延长黑暗则推迟开花或不能成花。小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等 short dayslong dayslong daysshort days指在指在2424小时昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能小时昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能成花

6、的植物。对这些植物适当延长黑暗或缩短光照可成花的植物。对这些植物适当延长黑暗或缩短光照可促进和提早开花，如延长日照则推迟开花或不能成花。促进和提早开花，如延长日照则推迟开花或不能成花。SDPSDP植物：植物：水稻水稻、玉米、大豆、高梁、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、玉米、大豆、高梁、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等 短日植物（短日植物（short-day plantshort-day plant，SDPSDP）日中性植物（日中性植物（day-neutral plantday-neutral plant，DNPDNP）成花对日

7、照长度不敏感，在任何长度的日照下均成花对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均能开花。能开花。如黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、棉花、君子如黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、棉花、君子兰、向日葵、蒲公英等。兰、向日葵、蒲公英等。长短日植物长短日植物 开花要求先长日后短日的双重日开花要求先长日后短日的双重日照条件，如大叶落地生根、芦荟等。照条件，如大叶落地生根、芦荟等。短长日植物（短长日植物（short-long day plantshort-long day plant）这类植物开花要求先短日后长日的双重日照这类植物开花要求先短日后长日的双重日照条件，如风铃草、鸭茅、瓦松、白三叶草等条件，如风铃草、鸭

8、茅、瓦松、白三叶草等两极光周期植物（两极光周期植物（amphophotoperiodism plantamphophotoperiodism plant）与中日照植物相反，这类植物在中等日照条件下与中日照植物相反，这类植物在中等日照条件下保持营养生长状态，而在较长或较短日照下才开保持营养生长状态，而在较长或较短日照下才开花，狗尾草等花，狗尾草等 狗尾草狗尾草中日照植物（中日照植物（intermediate-daylength plantintermediate-daylength plant）只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花，只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花，而在较长或较短日照

9、下均保持营养生长状态的植而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物，甘蔗要求物，甘蔗要求11.511.5 12.512.5小时日照。小时日照。甘蔗甘蔗612 182024相相对对开开花花反反应应 每日光照长度（每日光照长度（h）61218 2024相相对对开开花花反反应应 每日光照长度（每日光照长度（h）每日光照长度（每日光照长度（h）61218 2024相相对对开开花花反反应应 二二 诱导开花的临界日长诱导开花的临界日长对光周期敏感的植物对日照长度的要求都有一对光周期敏感的植物对日照长度的要求都有一定的临界值，或说是植物成花所需的极限日照定的临界值，或说是植物成花所需的极限日照长度，即临界

10、日长（长度，即临界日长（critical daylengthcritical daylength）LDP开花需日照长度长于某一临界日长；开花需日照长度长于某一临界日长；SDP开花则要求短于某一临界日长。开花则要求短于某一临界日长。概概念念1263456704812162024光期长度（光期长度（h）24201612840暗期长度（暗期长度（h）=LDP=SDP%100相 对相 对开 花开 花和 其和 其它 反它 反应应12345667植植 物物 名名 称称24小时周期中的临界日长小时周期中的临界日长（h）最少诱导周期数最少诱导周期数短日植物短日植物 菊花菊花(Chrysathemum mori

11、folium)1612 大豆大豆(Glycine max cv.Biloxi)13.5 1423 厚叶高凉菜厚叶高凉菜(Kalanchoe blossfeldiana)122 浮萍浮萍(Lemna purpusilla,strain 6746)约约141 红叶紫苏红叶紫苏(Perilla crispa)约约1412 裂叶牵牛裂叶牵牛(Pharbitis nil cv.Violet)14 151 苍耳苍耳(Xanthium Strumarium)15.51长日植物长日植物 琉璃繁缕琉璃繁缕(Anagallis arvensis)1212.51 天仙子天仙子(Hyoscyamus niger)11

12、.523 毒麦毒麦(Lolium italicum)111 白芥菜白芥菜(Sinapis alba)约约141 菠菜菠菜(Spinacia oleracea)131 拟南芥（拟南芥（Arabidopsis thaliana）4某些植物花芽开始分化所需的临界日长和诱导周期数某些植物花芽开始分化所需的临界日长和诱导周期数长日植物的临界日长长日植物的临界日长不一定不一定比短日植物长比短日植物长短日植物的临界日长短日植物的临界日长不一定不一定比长日植物短比长日植物短同种植物同种植物,通常早熟品种多为长日或日中性植物，通常早熟品种多为长日或日中性植物，晚熟品种多为短日植物。晚熟品种多为短日植物。三三 光

13、期与暗期光期与暗期？光期与暗期光期与暗期暗期对苍耳开花起决定作用。暗期对苍耳开花起决定作用。不同光周期对不同光周期对SDPSDP苍耳开花的影响苍耳开花的影响临界暗期（临界暗期（critical dark periodcritical dark period）或称临界夜长）或称临界夜长（critical night lengthcritical night length）是指在光暗周期中，短日植）是指在光暗周期中，短日植物能开花的最小暗期长度或长日植物开花的最大暗期长度。物能开花的最小暗期长度或长日植物开花的最大暗期长度。短日植物，暗期长于临界暗期可开花短日植物，暗期长于临界暗期可开花;长日植物

14、，暗期短于临界暗期可开花；长日植物，暗期短于临界暗期可开花；概概念念SDPLDP植物通过检测光暗周期中暗期长度来感知日长植物通过检测光暗周期中暗期长度来感知日长的变化；的变化；night break night break 实验充分证明了实验充分证明了暗期长暗期长度的决定作用。度的决定作用。暗期间断处理（暗期间断处理（night breaknight break）实验）实验光期和暗期对开花的影响光期和暗期对开花的影响 增加开花增加开花数量数量 光合作用光合作用 提供营养提供营养光期的作用光期的作用?光期对光期对SDPSDP大豆花原基形成的作用大豆花原基形成的作用四四 温度与光周期反应的关系温度

15、与光周期反应的关系 温度温度 ，LDP在在SD下开花；下开花；LDP在夜温在夜温 ，失去对日照长度的敏感性；，失去对日照长度的敏感性；SDP在夜温在夜温 ，可在长日照下开花。，可在长日照下开花。五、光周期诱导开花的生理机制五、光周期诱导开花的生理机制 植物在达到一定的生理年龄时，经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，这种刺激的效果而开花，光周期诱导光周期诱导（photoperiodic induction）。）。（一）光周期诱导（一）光周期诱导

16、短于诱导周期的最低天数，不能诱导植物开花，增加光短于诱导周期的最低天数，不能诱导植物开花，增加光周期诱导的天数可加速花原基的发育，花的数量也增多周期诱导的天数可加速花原基的发育，花的数量也增多 概概念念感受部位感受部位 叶片叶片（二）光周期的感受和传递（二）光周期的感受和传递 对光周期的敏感性与叶片的发育程度有关。幼小对光周期的敏感性与叶片的发育程度有关。幼小的和衰老的叶片敏感性差，叶片生长达到最大时的和衰老的叶片敏感性差，叶片生长达到最大时敏感性最高，叶片的很小一部分处在适宜的光周敏感性最高，叶片的很小一部分处在适宜的光周期下就可诱导开花。期下就可诱导开花。光周期信号的传递光周期信号的传递LDLDSDP苍耳嫁接实验苍耳嫁接实验SDP不同光周期类型的植物嫁接后不同光周期类型的植物嫁接后经各自适宜光周期诱导下两者都能开花经各自适宜光周期诱导下两者都能开花光周期信号从叶片传递到茎尖分生组织光周期信号从叶片传递到茎尖分生组织LDP长日长日短日短日短日短日 SDPSDP苍耳植株接受暗期诱导刚结束时，立即去掉叶片，苍耳植株接受暗期诱导刚结束时，立即去掉叶片，则植株不能成花；则植株不能成花；在暗期