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光周期反应类型

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光周期反应类型

光周期反应类型

人们通过用人工延长或缩短光照的方法,广泛地探测了各种植物开花对日照长度的反应,发现植物开花对日照长度的反应有以下几种类型:

1、长日植物(long-dayplant,LDP)

指在24h昼夜周期中,日照长度长于一定时数,才能成花的植物。对这些植物延长光照可促进或提早开花,相反,如延长黑暗则推迟开花或不能成花。属于长日植物的有: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。典型的长日植物天仙子必须满足一定天数的8.5~11.5h日照才能开花,如果日照长度短于8.5h它就不能开花。

2、短日植物(short-dayplant,SDP)

指在24h昼夜周期中,日照长度短于一定时数才能成花的植物。对这些植物适当延长黑暗或缩短光照可促进或提早开花,相反,如延长日照则推迟开花或不能成花。属于短日植物的有:水稻、玉米、大豆、高粱、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等。如菊花须满足少于10h的日照才能开花。

3、日中性植物(day-neutralplant,DNP)

这类植物的成花对日照长度不敏感,只要其他条件满足,在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子兰、向日葵、蒲公英等。 除了以上三种典型的光周期反应类型以外,还有一些其他类型:

4、长-短日植物(long-shortdayplant)

这类植物的开花要求有先长日后短日的双重日照条件,如大叶落地生根、芦荟、夜香树等。

5、短-长日植物(short-longdayplant)

这类植物的开花要求有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。

6、中日照植物

(intermediate-daylengthplant)只有在某一定中等长度的光周期日照条件下才能开花,而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物,如甘蔗的成花要求每天有11.5~12.5h日照。

7、两极光周期植物

(amphophotoperiodismplant)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花,如狗尾草等。 许多植物成花有明确的极限日照长度,即临界日长(criticaldaylength)。长日植物的开花,需要长于某一临界日长;而短日植物则要求短于某一临界日长,这些植物称绝对长日植物或绝对短日植物。但是,还有许多植物的开花对日照长度的反应并不十分严格,它们在不适宜的光周期条件下,经过相当长的时间,也能或多或少的开花,这些植物称为相对长日植物或相对短日植物。可以看出,长日植物的临界日长不一定都长于短日植物;而短日植物的临界日长也不一定短于长日植物。如一种短日植物大豆的临界日长为14h,若日照长度不超过此临界值就能开花。一种长日植物冬小麦的临界日长为12h,当日照长度超过此临界值时才开花。将此两种植物都放在13h的日照长度条件下,它们都开花。因此,重要的不是它们所受光照时数的绝对值,而是在于超过还是短于其临界日长。同种植物的不同品种对日照的要求可以不同,如烟草中有些品种为短日性的,有些为长日性的,还有些只为日中性的。通常早熟品种为长日或日中性植物,晚熟品种为短日植物。

植物对光周期反应的类型及主要代表行植物有哪些?各有什麽特点

长日照植物中日照植物短日照植物,日照时间长于临界日照时常才能开花。…短于。。中日照只要环境适宜就可

什么是光周期现象

光周期现象是美国的Garner和Allard发现的。上述现象说明植物在特定季节开花,他们认为一定有某个环境因子在控制开花,大家知道,主要的环境因子有温、光、水、气、矿质营养,那么随季节变化的主要是温度和光照长度,因此,他们检验了日照长度对烟草开花的影响,结果发现,只有当日照短于14小时时,烟草才开花,否则就不开花。后来又发现许多植物开花需要一定的日照长度,如冬小麦、菠菜、萝卜、豌豆、天仙子等,这就是光周期现象的发现。1920年,Garner和Allard在美国马里兰州,美国农业部Beltsville农业试验站工作,他们发现两个难以解释的现象,一个是烟草品种马里兰猛犸象,在夏季株高可达3~5米,但是不开花,如果在冬季的温室里,株高不到1 米就可以开花;另一个现象是,某个大豆品种,在春季的不同时间进行播种,但在夏季的同一时间开花,尽管不同播种期大豆的营养体大小不同。

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什么是植物的光周期现象?

一天中,白天和黑夜的相对长度称为光周期,植物对于白天和黑夜相对长度的反应,称为光周期现象。按照植物对光周期的反应,可将植物分为三类:长日照植物,日照必须大于某一临界日长(一般12小时以上),或者说暗期必须短于一定时数才能成花的植物;短日照植物,日照长度只有短于其所要求的临界日长(一般12小时以下),或者暗期必须超过一定时数才开花的植物;日中性植物,对光照长短没有严格要求,任何日照下都能开花的植物。

光周期是影响植物生长发育的重要因素,可影响植物花芽分化、开花、结实、分枝以及某些地下器官(块茎、块根、球茎、鳞茎等)的形成。植物成花的光周期反应与植物地理起源和长期适应于生态环境有密切关系:寒带植物多属于长日性,其自然成花多在晚春和初夏;而热带和亚热带植物多属于短日性,成花期有些是在早春,有些则在夏末或初秋日照较短时。在进行花果类中草药种植时,要特别注意了解所种药材的光周期反应类型,以免造成损失。

光周期现象的机理

接受光周期诱导的部位是叶片,进行光周期反应的部位是茎尖的生长点,叶和起反应的部位之间隔着叶柄和一段茎。那么,必然有一个开花刺激物传导的问题。以苍耳的嫁接实验来说明。把五株苍耳植物互相嫁接在一起,且只让其中一株上的一张叶片处于苍耳开花适宜的光周期(短日照)下,其他植株都处于不适宜的光周期(长日照)下,它们都可以开花。

这就证明,植株之间确有开花刺激物质通过嫁接的愈合而传递。

另外,经过短日照处理的短日植物,例如高凉菜,把其嫁接到长日植物八宝植株上,可引起八宝在短日条件下开花。反之,若将长日处理的长日植物,接到短日植物上,可引起短日植物在长日条件下开花。这说明两种光周期反应的植株所产生的开花刺激物几乎具有相同的性质。用蒸汽或麻醉剂处理叶柄或茎,可以阻止开花刺激物的运输,说明运输途径是韧皮部。苏联的柴拉轩将这种刺激物叫做成花素(forigen),但这种物质至今还没有被分离出来。 光周期诱导:植物只要得到足够日数的适合光周期,以后即便置于不适合的光周期条件下仍可开花,这种现象称作光周期诱导。

植物完成光周期诱导的光周期处理天数(即几个光周期)因植物而异:

苍耳:一个光周期。即15小时照光及9小时的黑暗(15L-9D)。日本短牵牛:一天。大部分短日植物的诱导期需要一天以上,如大豆3天,大麻4天,红叶紫苏7-9天,菊12天等。长日植物需要一天的有:白芥、菠菜、油菜、毒素等。一天以上的有:天仙子:2-3天,拟南菜4天,一年生甜菜13-15天等。

不同植物光周期诱导需要的天数与植物年龄、温度、光照强度、光照长度有关。植物年龄小(达到光周期诱导的能力)、温度高、光照强,诱导期缩短。 ①光周期诱导的光照强度: 在自然条件下,光周期诱导所要求的光照强度弱的,远远低于光和作用所需的光强度。一般认为在50~100勒克斯之间,有些植物甚至更低,例如水稻在夜间补充光照时,光强只需8~10勒克斯,就能明显地刺激光周期反应。说明植物光周期反应对光是极敏感的。

②暗期光中断现象和生理效应暗期光中断现象表明了光周期反应与光强、光质以及参与光反应物质之间的关系。

暗期对植物的开花更为重要,对于短日植物,它的开花决定于暗期的长度,只要暗期超过临界夜长(临界暗期),不管光期多长,它都开花。所以,又称短日植物为“长夜植物”更为确切。长日植物则相反,它不需要连续黑暗。假如在足以引起短日植物开花的暗期中间,被一个一定强度的闪光所间断,短日植物就不能开花,长日植物就能开花,这种现象叫做暗期光中断现象。

用不同波长的光来间断暗期的试验表明:无论是抑制短日植物开花,还是诱导长日植物开花,都是红光最有效。如果在红光照过后立即再用远红光照,那么暗期闪光间断的效应就会消失。说明暗期闪光间断效应有光敏素参与。 暗期闪光中断效应作用的最大作用光谱正好是光敏素的最大吸收光谱,最小作用光谱也正好是光敏素的最小吸收光谱。

①光敏素的物理化学性质

光敏素可以从高等植物几乎所有部分中提取出来,也就是说存在于高等植物的所有组织(根、茎、叶、花、果、实、种子、胚芽鞘)中。在细胞中,光敏素可能集中在细胞的膜的表面上。绿色组织中光敏素含量较低,在黄化组织中较高,浓度级为10-7—10-5M。

高纯度的光敏素已从黄化的单子叶植物幼苗(玉米等)中制的。经鉴定是一种蓝色蛋白质,它的生色团类似叶绿素和血红素,有四个吡咯环,但它们不是环状连接,而是开放成直链,以共价键与蛋白质部分相连,即由蛋白质和生色团两部分所组成。天然的光敏素分子量大约为120kDa。

②光敏素与开花诱导

光敏素有两种存在形式,Pr和Pfr。在黄化组织中,光敏素大部分以红光吸收型(Pr)存在,其吸收高峰在660nm。当用红光照射时,Pr的吸收光谱发生变化,吸收高峰在725 nm。这说明通过红光照射Pr已转变为另一种形式(Pfr)。

光敏素在开花中如何产生生理效应,目前还不清楚。光敏素本身并不是开花刺激物,但它可以触发开花刺激物的形成(合成或激活)。现在一般认为,不论是短日植物(SDP)还是长日植物(LDP),其开花都与Pfr与Pr的比例有关。对于SDP,在光期结束时,Pfr/Pr比值高(因为在白天,红光比例大,有利于Pfr的形成),开花刺激物的合成受到阻止。转入夜间后,Pfr向Pr逆转,Pfr/Pr比值变小。当此值到一定水平时,就会触发引导开花刺激物形成的代谢过程,SDP的成花反应就可以发生。如暗期为红光所间断,Pr转换成Pfr,Pfr/Pr比值升高,开花刺激物的形成即遭受阻止。

对于LDP,形成开花刺激物,要求较高的Pfr/Pr比值,这一比值可在长光期结束时获得。如果在短日照下,暗期过长,则Pfr转变为Pr,或Pfr受到破坏,Pfr/Pr值达不到较高水平,开花刺激物就不能形成。暗期的红光间断,可使Pfr/Pr值重新提高,使开花刺激物得以合成,长日植物就可以开花。

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