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多姿多彩的植物5（第3页）

因此，长日植物是指一天中，日长等于或长于临界日长条件下开花或促进开花的植物。短日植物是指日长等于或短于临界日长条件下开花或促进开花的植物。此外，还有一类植物对日长要求范围很广，在任何日长下均能顺利开花，这类植物称日中性植物。例如番茄、黄瓜、茄子、菜豆以及其他一些一年四季都能开花的植物。

植物开花对光周期的要求，是其祖先长期对环境适应而形成的一种特性。由于地球公转，地球上各纬度（除赤道外）的昼夜长度在一年内呈有规律的变化。

以北半球不同纬度地区昼夜长短的季节变化为例，可以看出日照在夏至最长，在冬至最短，在春分和秋分各为12小时。在低纬度地区（我国南方）没有长日条件；在高纬度地区（我国东北地区）有长日条件，但短日时气温已低；在中纬度地区（我国北方），既有长日条件，又有短日条件，并且在夏季和秋季都有合适的温度。因此，在低纬度地区只有短日植物，高纬度地区只有长日植物，而中纬度地区长日植物和短日植物都有。

光周期诱导

植物在适宜的光周期处理下，就可以诱导开花。研究表明，许多植物的开花（花芽分化）并不是在适宜光周期处理的当时，而是在处理后的若干天。这就是说，光周期处理的效应可以保持在植物体内，以后即使处于不适宜的光周期下，仍可以长期保持着这种诱导效果。花芽分化只是光周期处理效应的表现。这种能产生诱导效应的适宜光周期处理称为光周期诱导。

不同植物需要适宜光周期诱导的周期数（即光周期处理的天数）是不相同的。例如短日植物苍耳的临界日长为15．5小时，只需要一个光诱导周期，即一个循环的15小时照光及9小时的黑暗就可以开花。其他植物如大麻4个，胡萝卜15~20个，**12个等。这是最低诱导周期天数，少于这个天数就不能诱导开花。多于这个天数，花诱导的效果更好，花形成提前，花的数目增多。各种植物光周期诱导的天数也随植物的年龄和环境条件，特别是温度、光强及日照长度而有所改变。

叶片是感受光周期刺激的部位。这可用短日植物**的4种处理来证明，结果是只要叶片处于短日条件下，不管茎顶端是在短日下还是长日下，都可以开花。

叶片对光周期的敏感性，与叶片本身的发育程度有关。幼叶和衰老的叶片敏感性差，叶片长到最大时，其敏感性也最高。不同植物开始对光周期表现敏感的年龄也不同，大豆是在子叶伸展时期，水稻是在七叶期前后，红麻在六叶期。以后随年龄的增加，所需诱导的时间也越短。

由于感受光周期诱导的部位是在叶片，而形成花的部位是在茎端分生组织，因此，叶片感受光周期刺激后必有诱导效应的传导。许多嫁接实验可以证明这一观点。例如可把5株苍耳顺序嫁接，如果只让第一株上的一片叶置于适宜的光周期下，而其他各株都处于不适宜的光周期下，一段时间以后发现5株苍耳都能开花。这表明在被诱导的叶片中确实形成了一种或多种开花刺激物，通过嫁接可把诱导效应传导给其他几株，并最终传导到茎端，使茎端分生组织从分化叶原基转变为分化花原基。但这种开花刺激物是什么，至今尚不了解。

光暗交替的重要性

为了研究光周期现象中光期和暗期的作用，人们又做了多种实验。人们发现如果在光期中用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期诱导；但如果在暗期中间用短时间的光照打断暗期，则会使短日植物继续营养生长（开花受到阻碍），而促进了长日植物开花。这说明不管光期的长短，短日植物只有在超过一定的暗期长度时开花，而长日植物是在短于一定的暗期长度时开花。即暗期比光期更为重要。

在自然条件下，由于一天24小时的光暗循环，光期长度和暗期长度是互补的。因此有临界日长，必然有对应的临界夜长。用人为地改变暗期长度的方法也可观察到临界夜长的存在。临界夜长是指光周期中长日植物能开花的最大暗期长度或短日植物能开花的最小暗期长度。因此短日植物又称长夜植物，其暗期长度长于临界夜长时开花；而长日植物又称短夜植物，其暗期长度短于临界夜长时开花。应该说明的是光期对短日植物也是有作用的，光期可供应光合作用的能量来源，增强光合作用，增加花的数量。

红光、远红光的可逆现象

为了研究光质在光周期诱导中的作用，人们用不同波长的光进行暗期间断实验。结果发现抑制短日植物开花，红光最有效。如果在红光照射以后，再用远红光照射，就不能发生暗期间断的效果。也就是说红光的作用可以被远红光所抵消。这个反应可以反复逆转多次，而开花与否决定于最后照射的是红光还是远红光。可以看出：对短日植物来说，红光不能使植物开花，而远红光能使植物开花；对长日植物来说，红光能使植物开花，而远红光不能使植物开花。红光与远红光的这种对开花的可逆现象与体内存在的光敏色素有关。

植物中奇特的繁殖方式

植物产生同自己相似的新个体称为繁殖。这是植物繁衍后代、延续物种的一种自然现象，也是植物生命的基本特征之一。植物种类繁多，繁殖方法不一，主要有营养繁殖、种子繁殖、孢子繁殖等方式。然而在植物界中，还存在着这样两种特殊的繁殖方式。

自交不亲和性

自交不亲和性指具有完全花并可形成正常雌、雄配子，但缺乏白花授粉结实能力的一种自交不育性。

虽然雌雄同花，两性**同时成熟，但因为不亲和性，即使受粉，花粉也不发芽。或花粉管不进入花柱，花粉管生长滞缓甚或停止生长等受精不能正常进行的现象。自交不亲和一词也适用于非同一朵花的同一植株的不同小花之间的不亲和现象。自交不亲和性有荫种类型，凡花器中雌蕊本身或雄蕊本身无任何形态分化的称为同型不亲和性，相反，凡是看有异型雌雄蕊的则为异型不亲和性。同型不亲和性还可进一步区分为配子体不亲和性与孢子体不亲和性二种。与自交不亲和性相对应，不同植株之间，特别是特定系统之间的不亲和性则称为异交不亲和性，或杂交不亲和性。

具有自交不亲和性的作物有甘薯、黑麦、白菜型油菜、向日葵、甜菜、白菜、甘兰等。

具有自交不亲和性的植物通常表现出雌蕊排斥白花授粉的行为，使白花的雄配子在受精的不同阶段受阻：有的自花花粉在雌蕊柱头上不能发芽，有的花粉管不能穿透柱头表面，或在花柱内生长缓慢，落后于异花花粉，或不能到达子房，不能进入珠心，或进入胚囊后不能与卵细胞结合完成受精过程。

自交不亲和性是一种受遗传控制、提高植物自然异交率的特殊适应性。在杂种优势利用中，可以利用自交不亲和性植株作为母本，通过异花授粉生产大量的第一代（F1）杂交种子，降低制种成本，提高制种效率，因而是一种有实用价值的有性繁殖方式。

雄性不育性

植株的雌蕊正常而花粉败育，不产生有功能的雄配子的特性称为雄性不育性。

雌雄同株植物中，雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实，并能将雄性不育性遗传给后代的植物品系。雄性不育一般可分为三种类型。

（1）细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。通常以单一的细胞质基因S和N分别代表雄性不育和雄性可育。用可育株花粉给雄性不育株雌蕊授粉，能正常结实，但第一代（F1）植株仍表现为雄性不育的母体性状，因而不能自交产生第二代（F2），农业生产上不能利用。

（2）细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传，雄性不育性大多为一对隐性基因（msms）所控制，正常可育性为相对的显性基因（MsMs）所控制。雄性不育株与正常株杂交，F1植株为雄性可育（MsMs）；F1自交产生的n，可育株与不育株之比为3：1，难以用普通方法保持雄性不育系，在农业生产上也不可能广泛利用。

（3）核一质互作不育型，表现为核一质互作遗传。不但需要细胞质有不育基因S，而且需要细胞核里有纯合的不育基因（rfrf），二者同时存在，方能使植株表现为雄性不育。如胞质基因为可育N，则不论核基因是可育（RfRf）还是不育（rfrf），都表现为雄性可育。同样，如核里具有可育基因（RfRf）或（Rfrf），则不论胞质基因是可育N还是不育S，也都表现为雄性可育。这种由核一质互作形成的雄性不育系，其遗传组成为S（rfrf），不能产生正常的花粉，但可作为杂交母本。

雄性不育性广泛存在于水稻、玉米、高粱、油菜、大麦、小麦、棉花、向日葵等作物中，有的已用于配制杂交种。雄性不育系可以免除人工去雄，节约人力，降低种子成本，还可保证种子的纯度。目前许多作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生产；对其他作物的雄性不育系，也正在进行广泛的研究。

植物的感觉之谜

科学家们经过研究发现，植物与动物，以及和人在很多方面具有同样的，或是相似的功能。

与人和动物不同，植物对外界的嗅觉靠的不是鼻子，而是用身体的某个器官来感受。如果说植物有鼻子，那也许它的鼻子指的是叶子。科学家们做出这一猜想是因为植物被化学物质伤害时，损伤最大的通常是叶子。

植物的味觉也是非常细膩的，它们很清楚地知道自己喜欢“吃”点什么，爱“喝”点什么，这就是为什么有些地方寸草不生，有些地方却树木成林。很多科学家就是利用植物的味觉来寻找矿藏的。例如，金刚石很可能就埋藏在赤杨丛生的地方；而不毛之地也许藏有铂矿，这是因为它与任何植物都是水火不相容。

植物的听觉是“因人而异”，换句话说，不同的植物对不同频率的声波有着不同的反应。日本科学家发现，西红柿、黄瓜特别爱听日本的“雅乐”，每当音乐响起的时候，这些植物的叶子舒展，叶面电流加快，生长迅速。美国科学家也有类似的发现，很多植物喜欢轻音乐，讨厌摇滚乐，有些植物长时间听摇滚乐后会慢慢地死去。

按照一般常识来讲，植物发声是不可能的。最近，美国加州森林研究所的尼尔逊博士把一棵小松树移至室内，接上计算机测试仪后发现，这棵小松树能够发出微弱的超声波，他把这称为植物在“说话”。有些植物缺水时会发出“咔哒咔哒”的声音，这种声音有点类似于哺乳动物鲸发出的叫声。

植物的视觉是指植物对光线的感受程度。如果用感受光线来衡量植物的视力，那么，植物叶面对光线的感受力最强，也就是视力最好。人们在生活中不难发现，植物向阳的一面，枝叶比较多，反之背阳的一面，枝叶通常比较少。