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第八章 作物结实生理生态 4学时 第八章 作物结实生理生态 内容提要 一、经济器官的形态建成与发育； 二、种子贮藏物质的积累； 三、生殖器官的脱落与败育； 四、作物产量构成的调节。 第八章 作物结实生理生态 重点 1、经济器官的形态建成、物质积累，以及影响因素； 2、生殖器官脱落或败育的机理与调节。 难点 1、内外因素对作物经济器官物质积累的影响； 2、作物产量形成机能调节的理论与技术途径。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （1）双受精作用与种子的形成 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 胚：由受精卵不均等分裂产生二个子细胞，然后进一步分裂分化形成胚和胚柄，胚柄能迅速合成RNA，促进胚分化发育。 胚乳（或子叶）：由一个精子与两个极核结合形成三倍体的初生胚乳核，经核分裂形成细胞型胚乳。初生胚乳核只进行核分裂，不形成细胞壁，出现多个胚乳核游离于胚囊中多核的现象，游离核期末胚乳的大小可能与籽粒在成熟时的重量有关。 在多数双子叶植物中胚乳被子叶吸收退化。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 正常条件下，胚乳或子叶发育： 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 胚乳或子叶细胞是贮藏物质的场所，其发育程度与作物的产量和品质形成密切相关。 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： 温度： 玉米：最适温度为27℃，此时细胞增殖较快，分裂产生的细胞多；高于35℃时，细胞增殖时间短，产生细胞个数少；低于15℃时，细胞分裂受到抑制，增殖时间长，但细胞体积较大。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 温度： 小麦：在昼夜温度为25℃/20℃时，有利于胚乳细胞早期分裂和细胞扩大，有利于淀粉积累；在昼夜温度为25℃/10℃时，有利于糊粉层细胞增殖和扩大，有利于蛋白质积累。昼夜温差大有利于小麦品质的形成。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： 光照： 光照因可促进光合作用，促进胚乳细胞分裂、增殖。小麦遮光处理，在光照强度降低50%时，胚乳细胞数减少45%。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： 水分：缺水严重影响胚乳细胞分裂和扩大，造成籽粒千粒重下降。 矿质营养：N、P、K供应充足时，有利于胚乳细胞分裂、扩大。因此，小麦、水稻施用穗肥可扩大库容，提高产量。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （3）种子发育过程中的基因表达 植物胚胎发育过程是一个有序的基因选择性表达的过程，通过转录形成特异mRNA，再合成特异的蛋白质或酶，最终导致种胚、胚乳或子叶发育成熟。 研究表明，种子成熟过程中mRNA表达的特异性与种子的发育进程有关。如在种子成熟后期，合成提高种子耐脱水干燥能力和抑制种子萌发的物质，以及各种水解酶抑制剂的mRNA丰度增加。 一、作物经济器官的形态建成与发育 1、种子的形成与发育 （4）影响种子形成的因素 遗传因素：如雄性不育、自交不亲和性、单性结实等； 受精失败：如遭遇高温、低温、干旱等逆境条件，可导致受精失败； 受精子房退化：如遭遇养分供应不足、高温等逆境胁迫，可导致受精子房退化。 表 不同高温下水稻结实率（上海植生所，1976） 玉米 果穗吐丝期干旱：严重影响授粉受精作用，出现 “秃顶”现象，大幅减少穗实粒数；同时光合产物运向籽粒受阻，使茎秆重量增加。 吐丝后干旱：抑制胚乳细胞分裂，降低库容，粒重下降。 一、作物经济器官的形态建成与发育 2、块根、块茎的形成过程与条件 块根、块茎作物以营养器官为贮藏器官。甘薯、甜菜同化产物贮藏在块根薄壁细胞中，土豆养分则贮藏在块茎薄壁细胞中。 （1）甘薯块根的形成 形成过程：由粗大幼根一次（原生）和二次（次生）形成层细胞的旺盛分裂形成大量薄壁细胞，作为贮藏细胞，特别是原生形成层内薄壁细胞的再分裂能力对块根膨大及淀粉含量具重要影响。 表 甘薯块根木质部薄壁细胞再分裂的四种类型和块根膨大及淀粉含量的关系 一、作物经济器官的形态建成与发育 2、块根、块茎的形成过程与条件 （1）甘薯块根的形成 形成条件 光照：强光有利于块根形成，严重遮光可能导致块根不能形成而形成柴根。? 一、作物经济器官的形态建成与发育 2、块根、块茎的形成过程与条件 （1）甘薯块根的形成 形成条件 温度：一般甘薯茎叶生长适宜温度为28-35℃，块根形成适宜温度为