Вегетативное и генеративное развитие растений. Лекция 16

ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Покой растений.
2. Покой семян.
3. Прорастание семян.
4. Условия перехода к генеративному развитию.
5. Фотопериодизм и яровизация.

ВОПРОС 1.
Покой растений

Покой – физиологическое состояние растения, для которого характерно отсутствие видимого роста и низкая интенсивность обмена веществ. Индуцируется фотопериодом.
При переходе в состояние покоя блокируются гены активной жизнедеятельности, происходят глубокие физиологические изменения:
Меняется баланс фитогормонов;
В цитоплазме снижается количество слабосвязанной воды;
Изменяется состав и свойства плазмалеммы;
Изменяется характер метаболизма.

Виды (этапы) покоя
древесных растений умеренной зоны:
Предварительный (летний) покой. Характерен для почек.
Глубокий (зимний), или физиологический, покой. Начинается с опадение листьев. В состояние глубокого покоя переходят все органы.
Вынужденный покой. Наступает после окончания глубокого покоя.
Выход из состояния глубокого покоя индуцируется низкой температурой (0,5–0°С на протяжении нескольких недель).

Выведение из глубокого покоя в
искусственных условиях:
высокими температурами (30-45º С в течение 12 часов);
серным эфиром (30-40 на 1 л воздуза на протяжении 12 часов).
серной кислотой, щелочью и др.

ВОПРОС 2.
Покой семян

.
Обусловлен внешними неблагоприятными факторами
Обусловлен внутренними факторами
Непроницаемость оболочки, ингибиторы
состояние
зародыша
Накопление ингибиторов
Недоразвит зародыш

Физиологический смысл органического покоя – преодоление неблагоприятных для роста всходов условий среды.
Природные условия, в которых находятся семена после опадения плодов (низкая температура и влага), способствуют преодолению органического покоя.
Если семена хранить в других условиях, то они не выйдут из состояния покоя и весной не прорастут.

Методы искусственного преодоления органического покоя семян:
экзогенного покоя, связанного с накоплением ингибиторов – промыванием семян в проточной воде в течение нескольких суток для их вымывания (лиственница, сосна, вяз, акация желтая);
экзогенного покоя, связанного с непроницаемостью покровов для воды и кислорода – скарификацией;
эндогенного и комбинированного видов – стратификацией.

Скарификация (повреждение) – искусственное повреждение покровов семени для преодоления покоя, связанного с непроницаемостью кожуры для воды и кислорода.
Стратификация (переслаивание, образование слоев) – хранение семян при низкой положительной температуре и повышенной влажности в искусственных условиях с целью преодоления глубокого покоя.
Интервал температур от 1 да 10°С, наиболее благоприятная температура 4–6°С.

ВОПРОС 3.
Прорастание семян

Факторы прорастания семян:
- вода (влажность 40-65%);
- тепло (20-30°С);
- кислород;
- свет (для светозависимых семян)
Семена, находящиеся в состоянии в органического покоя, прорастают после выхода из этого состояния.

Этапы прорастания семени
набухание;
проклевывание;
гетеротрофный рост проростка;
переход к автотрофному питанию.

1. Набухание – пусковой фактор прорастания. Прорастание семян начинается при влажности 40–65 % (обычная влажность – 7–12%). Не завитит от тепла, света, кислорода.
Увеличивается количество гибберилина
запасные вещества семени - крахмал, белок, жир
гидролизируются до глюкозы, фруктозы и аминокисл
Активизируется дыхание (увеличивается в тысячи раз).
Клетки зародыша получают необходимые метаболиты и энергию
На этом этапе необходимо тепло: 0-14°С (ортимум:20-30°С)

2. Проклевывание.
Происходит приблизительно через 20 часов.
Первым появляется корешок, растет путем растягивания клеток.
3. Гетеротрофный рост проростка.
(под землей)
Стебелек начинает рост позже корня – через 36-40 часов.Начинаются процессы деления, регулируются ауксином и цитокинином

4. Переход к автотрофному типу питания.
(на поверхности)
Свет индуцирует морфогенез начинается процесс деэтиоляции:
замедляется рост,
образуются механические ткани,
формируются листья и хлорофилл

Вопрос 4.
Условия перехода к генеративному развитию

ФАКТОРЫ, ИНИЦИИРУЩИЕ ЦВЕТЕНИЕ:
На ювенильном этапе наряду с формированием органов растения в нем происходят возрастные изменения и приобретается готовность к цветению и плодоношению, или переходу к репродуктивному этапу развития.
- ЭНДОГЕННЫЕ – внутренние (генетические, возрастные изменения);
- ЭКЗОГЕННЫЕ – внешние (низкие t0, фотопериод)
Факторы приводят к изменению состава гормонов в растении.
Гормон цветения (гиббереллин) включают в апикальных меристемах генетическую программу дифференцировки и развития цветочных почек.

Вопрос 5.
Фотопериодизм
и яровизация

Сезонное развитие растений связано с изменением длины дня и ночи, или с фотопериодом.
Весна, день увеличивается: активизация меристем, переход к репродуктивному этапу – цветение.
Осень, день сокращается: старение листьев, переход растения в состояние покоя.
ФОТОПЕРИОДИЗМ – реакция растений на сезонные изменения соотношения длины дня и ночи (фотопериод), которая проявляется в их развитии. Это генетическая адаптация растений для синхронизации развития с сезонными изменениями условий среды, или координации развития во времени.
По цветению выделяют 3 группы растений: коротко-, нейтрально- и длиннодневные.

Длину дня и ночи воспринимает лист.
В листьях фотопериод воспринимается фитохромом.
Для фотопериодизма имеет значение темный период суток – ночь.

Яровизация - процессы, проходящие в озимых формах
1-2-летних растений под воздействием низких температур и способствующие их переходу к репродуктивному развитию.
Яровизация была открыта в 1918 году Гарнером (США).
В СССР исследования были продолжены Т. Д. Лысенком.