植物生理学植物的生殖和衰老.ppt

植物生理学植物的生殖和衰老第十二章植物的生殖与衰老本章重点植物大多是以种子和果实繁殖后代的，多数作物的生产也是以收获种子和果实为目的的，因此，了解植物生殖器官发育特点、生殖和衰老的生理过程及其影响因素，进而调控其生殖衰老发育进程，无疑是十分重要的。第一节受精生理各种各样的花粉花粉粒被称为“细胞中有细胞”的雄配子体。
营养细胞主要生理功能:积累与提供营养物质，并在萌发时产生花粉管。
生殖细胞主要生理功能:产生精细胞，参与双受精。
精细胞的特性:
二型性(heteromorphism或dimorphism):指两个精细胞在形态、大小及细胞器等方面均有差异；
偏向受精(preferentialfertilization):指在双受精过程中，其中1个精细胞只能与卵细胞融合，而另一个精细胞只能与中央细胞融合的现象。两个互相连接的精细胞与营养核作为一个功能团，被称为雄性生殖单位(malegermunit，MGU)。
MGU中精细胞具有的二型性和偏向受精的特性，有助于双受精的同步性。2.成分*
花粉的化学组成极为丰富，主要成分如下:
(1)水分花粉粒的含水量一般为15%～30%。干燥花粉仅为6.5%，低的渗透势有利于花粉的吸水萌发和抗逆性的提高。
(2)蛋白质类花粉中蛋白质含量7%～30%，平均20%左右。在各种花粉中已鉴定出80多种酶，主要有水解酶和转化酶，如淀粉酶、脂肪酶、果胶酶和纤维素酶等，这些酶一方面能分解贮藏物供花粉萌发，另一方面能溶解雌蕊组织中妨碍花粉管伸长的障碍物，使花粉管顺利伸入胚囊。花粉中含有组成蛋白质的各种氨基酸，其中游离脯氨酸含量特别高，一般占花粉干重的0.2%～2%，高者可达2.5%以上。它们对维持花粉的活性起重要的作用。(3)碳水化合物淀粉和脂肪是花粉贮备的主要营养物质，基于两者的相对含量，可分为淀粉型花粉和脂肪型花粉两类。
通常风媒植物的花粉为淀粉型的，虫媒植物的花粉多为脂肪型的。
在淀粉型花粉中，淀粉含量多少可作为判断花粉发育正常与否的指标。例如，水稻、高粱、甘蔗等风媒植物发育正常的花粉粒呈球形，遇碘呈蓝色，未发育的花粉粒为畸型，遇碘不呈色。
蔗糖在花粉中含量很高，一般占可溶性糖的20%～25%。缺乏蔗糖时花粉发育不良，如不育株的小麦花粉中就缺少蔗糖。
(4)植物激素花粉中含有生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯和乙烯等植物激素。这些激素的存在对花粉的萌发，花粉管的伸长以及受精、结实都起着重要的调节作用。例如未授予花粉的雌蕊一般不能生长，这显然与缺少花粉激素的作用有关。
(5)色素成熟的花粉具有颜色，这是由于花粉外壁中存在花色素苷、类胡萝卜素等色素的缘故。色素具有招引昆虫传粉，防止紫外光对花粉的伤害等作用。
(6)矿质元素花粉与其他植物组织一样，含有磷、钙、钾、镁、硫、锰等多种矿质元素。不同植物中，精细胞以及花粉管所含的元素种类与含量大体相似，但花粉外壁中的元素组成有较大的差异。
(7)维生素类花粉中含有丰富的维生素E、C、B1、B2等，特别是维生素E含量很高。已知维生素E对动物生殖过程有积极意义，同时还具有抗衰老的作用。由于花粉中维生素含量高以及富含蛋白质和糖类，故花粉制品有保健食品之称，开发前景可观。二、雌蕊的结构*三、花粉萌发和花粉管的生长自花授粉(self-pollination)
异花授粉(allogamy)(同株异花授粉和异株异花授粉)
花粉管的生长局限于顶端区。顶端区代谢十分旺盛，内含与壁形成密切相关的细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体及运送合成壁前体的高尔基体小泡。生长的花粉管从顶端到基部存在着由高到低的Ca2+浓度梯度。这种Ca2+梯度的存在有利于控制高尔基体小泡的定向分泌、运转与融合，以保持顶端的极性生长。
若破坏这种Ca2+梯度会导致花粉管生长异常或停滞。
雌性生殖单位中的助细胞与花粉管的定向生长有关(花柱与珠孔间也存在Ca2+梯度)。硼和Ca2+有助于花粉的萌发。
花粉萌发和花粉管生长表现出集体效应(groupeffect),即在一定面积内，花粉数量越多，萌发和生长越好。这可能是花粉本身带有激素和营养物质的缘故。
∴人工辅助授粉能提高受精率。四、双受精助细胞释放Ca2+可能对细胞融合起重要的作用。
现已从玉米等植物中分离出精细胞和卵细胞，在高Ca2+(5～50mmol·L-1CaCl２)条件下，可让精细胞和卵细胞在体外发生自动融合。五、花粉和雌蕊的相互识别自然界中被子植物估计一半以上存在自交不亲和性(selfincompatibility，SI)。自交不亲和性可分
孢子体型不亲和性(sporophyticself-incompatibility,SSI)
---SSI植物（少）,如十字花科、菊科等，
表现在花粉和雌蕊相互作用,阻碍花粉水合作用或
不能形成花粉管。发生在柱头表面，表现为花