實驗三 水稻的植物學形態(tài)特征

1、實驗三,（1）水稻幼穗發(fā)育的形態(tài)學觀察 （2）水稻的植物學形態(tài)特征及類型識別,（1）水稻幼穗發(fā)育的形態(tài)學觀察,一、實驗目的 1.掌握解剖水稻幼穗的方法與技能； 2.了解水稻幼穗分化不同階段的形態(tài)特征，掌握穗分化發(fā)育時期的判斷方法；,二、實驗材料 材料：水稻幼苗 用具：米尺、擴大鏡、載玻片、鑷子、切刀片、顯微鏡。,穗的形態(tài),稻穗的圓錐（或總狀）花序，由穗軸（穗軸節(jié)和節(jié)間）、一次枝梗、二次枝梗（個別品種有三次枝梗）、小穗（穎花）等組成。 穗軸從基部穗頸節(jié)（第一個穗軸節(jié)）起，到頂端退化生長點為止。 穗軸上一般有8-15個穗軸節(jié)。 穗軸節(jié)上長出的分枝為一次枝梗，一次枝梗上長出的為二次枝梗。 每穗穎花數(shù)

2、的多少，和二次枝梗數(shù)的關系最為密切，相關系數(shù)r值達0.9026，而二次枝梗數(shù)的分化發(fā)育是稻穗分化過程中決定的。,三、實驗內容,水稻幼穗分化時期的劃分,水稻植株在完成一定的營養(yǎng)生長量的基礎上，當滿足其發(fā)育特性對光照、溫度的要求后，莖端生長點在生理和形態(tài)上發(fā)生質變，由原來分化葉原基等營養(yǎng)器官轉入分化幼穗。,稻穗分化是一個連續(xù)的過程。不同學者對稻穗分化時期的劃分各有差異：松島省三（1953）最早將稻穗分化過程分為21期，以后（1966）簡化為7期；丁穎（1959）將松島的21期簡化為8期；凌啟鴻在對稻分化進程與外部形態(tài)聯(lián)系的詳細觀察，以及對松島和丁穎的劃分法進行比較分析后，提出了一個5期劃分法。,表

3、1三種穗分化時期劃分方法的對照,前四個時期屬于生殖器官形成階段，又稱為幼穗形成期；后四個時期屬于生殖細胞形成期，又稱為孕穗期。,（1）第一苞分化期； （2）第一次枝梗原基分化期； （3）第二次枝梗及穎花原基分化期； （4）雌雄蕊形成期； （5）花粉母細胞形成期； （6）花粉母細胞減數(shù)分裂期； （7）花粉內容物充實期； （8）花粉完成期。,幼穗分化時期:,（一）第一苞原基分化期,稻穗開始分化時，最先從稻莖頂端生長點上分化出第一苞原基。第一苞原基的出現(xiàn)，標志著原始的穗頸節(jié)已分化形成，其上就是穗軸。因此，第一苞原基分化期又稱穗軸分化期，這是生殖生長的起點。,（二）第一次枝梗原基分化期,第一苞原基增大

4、后，緊接著在生長錐上分化第二苞原基、第三苞原基等，并在各苞的腋部產(chǎn)生新的突起，即第一次枝梗原基。 一次支梗原基分化的順序是由下而上，逐漸向生長錐頂端進行，隨著分化的發(fā)展，這些突起達到了生長錐的頂端，第一次枝梗的分化即結束，此時在苞的著生處開始長出白色的苞毛。,PB: 一次枝梗原基 B: 第一苞原基,（三）第二次枝梗原基及穎花原基分化期,當生長錐最頂端的生長點停止發(fā)育時，穗頂最晚出現(xiàn)的和經(jīng)一次枝梗原基下部又出現(xiàn)苞，并由下而上逐漸在苞的腋部很快分化出第二次枝梗原基，接著下一個第一次枝梗原基也 逐漸由下而上在苞的腋部出現(xiàn)第二次枝梗原基，依次而下。 當?shù)诙沃Ｔ呀?jīng)分化到各個第一次枝梗原基的上部時

5、，稻穗全部被苞毛覆蓋起來，這時稻穗的長度約0.5-1.0mm。接著，上部第一次枝梗頂端出現(xiàn)穎片原基，小穗從這時開始陸續(xù)分化，隨后在第二次枝梗上了分化出小穗（穎花）原基，這時稻穗長度約為1.0-1.5mm左右。,第一枝梗原基,苞毛,苞,（四）雌雄蕊形成期,首先在最上部的第一次枝梗上頂端小穗的結實小花中出現(xiàn)雌雄蕊原基，穗最下部的第二次枝梗的小穗原基亦陸續(xù)分化完畢，小穗數(shù)目就此決定，此時穗長約5mm。 接著穗軸、枝軸和小穗梗都開始顯著伸長，雌雄蕊進一步發(fā)育，雄蕊原基分化為花藥和花絲（還看不到花粉母細胞），雌蕊上分化出胚珠原基；此時漿片已能明顯地看出；小花的內外稃已經(jīng)相當發(fā)達，可將內部器官完全包住，這

6、時幼穗長約在5-10mm左右。,至此，穗部各器官分化完畢，幼穗雛形形成。,（5）花粉母細胞形成期； （6）花粉母細胞減數(shù)分裂期； （7）花粉內容物充實期； （8）花粉完成期。,幼穗分化時期:,花藥橫切,花藥明顯地分為四室，且出現(xiàn)花粉囊間隙。小穗頂端出現(xiàn)葉綠素，花絲稍伸長，花粉母細胞形成,花粉母細胞減數(shù)分裂第二次分裂末期,連續(xù)兩次分裂（第一次為減數(shù)分裂，第二次為有絲分裂），形成四分體；花藥變成明顯的黃色，柱頭上開始出現(xiàn)乳狀小突起,從穗中上部小穗中取出的正在的發(fā)育的花粉,四分體分散并收縮成不規(guī)則形；隨后花粉外殼逐漸形成，花粉內容物逐漸充實，到內容物充滿之前為花粉內容物充實期。內外稃縱向伸長接近停止

7、，橫向則迅速增大。雄蕊雌蕊迅速增長，柱頭上依次出現(xiàn)羽毛狀突起，而穎片退化。,在抽穗前1-2天內，花粉內容物充滿花粉殼內，稱為花粉完成期，至此，花粉發(fā)育已經(jīng)完成。,表2 水稻幼穗分化發(fā)育進程田間判斷方法,表3 稻穗分化時期與葉齡余數(shù)的關系,四、試驗方法:,前四個時期(即第1-4期)用生體解剖法，借助雙目放大鏡解剖檢查; 后四個時期(即第5至第8期)用花藥涂制抹片顯微鏡檢查法；,正確使用雙目解剖鏡，調節(jié)焦距及找出視野范圍。 操作注意: 將幼葉葉鞘剝除干凈，讓莖端完全露出來，才能見到幼穗或生長錐。 解剖時解剖針的撥動方向與葉卷的方向相反，才容易我到葉鞘的邊緣，從此邊緣插針進去剝除葉子，較易保護生長錐

8、不受損傷。 要注意保護生長錐基部的莖節(jié)，使生長錐與莖桿相連，便于雙目鏡下的解剖操作及觀察生長錐的發(fā)育情況。,1、生體解剖法,用鑷子從幼穗中上部取下一穎花，將內、外穎分開，取出花藥放在載玻片上。用解剖針將花藥搗爛，滴上一滴染液。 蓋上蓋玻片，用解剖針柄輕輕壓蓋玻片，并把多余的染液用吸水紙吸干，然后置于顯微鏡下檢查孢原細胞或孢子發(fā)育情況，判別該穎花的發(fā)育時期。每穗以中上部穎花的發(fā)育情況代表該穗的發(fā)育時期。,2、花藥涂制抹片顯微檢查法:,作業(yè),1、將所觀察到的稻穗形成時期的特征繪圖，并加以說明。 2、觀察幼穗的形態(tài)，并識別發(fā)育時期，將發(fā)育時期以及葉齡余數(shù)記錄到下表中。,實驗三,（2）水稻的植物學形態(tài)

9、特征及類型識別,1.識別水稻根、莖、葉、花、果實的外部形態(tài)特征；2.熟識秈稻與粳稻、黏稻與糯稻的區(qū)別。,一、實驗目的,二、實驗材料 材料：不同秈稻、粳稻品種 用具：米尺、擴大鏡、載玻片、鑷子、切刀片、顯微鏡、KI溶液。,（一）水稻的植物學特征 1. 根： 功能：是水稻植株吸收、合成、分泌、運輸代謝物質和支持地上部的重要器官。 大?。好科椒矫赘麑油寥乐?，根長合計約可超過1000米，其表面積至少在3平方米以上。 分布：水稻根系主要分布在010cm土層中（占80）。,三、內容說明,分類：一類是種子根，另一類是不定根。 種子根只有一條，是種子萌發(fā)時由胚根直接發(fā)育而成，在幼苗期起扎根和吸收的作用。 不定

10、根，自芽鞘節(jié)、不完全葉節(jié)和莖基部各節(jié)上，由下而上依次發(fā)生。 以不定根上發(fā)生支根，叫一次支根，第一次支根上再長出的許多細小的根，叫第二次支根。,1.胚軸根 2.種根 3.不定根 一次支根 二次支根,如在第一完全葉抽出的過程中，芽鞘節(jié)可有5條不定根長出來，這些根短壯粗白，形似雞爪，故稱“雞爪根” 。,芽鞘節(jié)上發(fā)生的不定根 s為種子根，a、a、b、b、c為不定根,從結構上看，根由表皮、皮層、中柱構成。 在幼根中，皮層系多層由內向外，由小至大，呈輻射狀排列的皮層細胞所構成。 在老根中，由于根的老化，表皮消失，外皮層木栓化，成為保護組織，而皮層中薄壁細胞分化形成裂生通氣組織。通氣組織和莖、葉中類似的組織

11、相連通，是地上部向根輸送氧氣的途徑，故水稻能在有水層的條件下生長。,圖3 水稻根的構造（橫截面） 水稻幼根 水稻老根 1. 根毛 2. 表皮 3. 外皮層 4. 皮層 5. 內皮層 6. 中柱,2. 莖：水稻的莖由節(jié)和節(jié)間組成。莖稈中空、細長，莖高60-200cm，一般有10-18節(jié)。 分蘗節(jié)：多數(shù)莖節(jié)密集于莖稈基部不伸長，這些不伸長的數(shù)個節(jié)統(tǒng)稱為分蘗節(jié)。 地上有4-6個伸長節(jié)。 每個節(jié)上都有一個腋芽，但通常只有接近地表的中下部莖節(jié)腋芽能生成分枝，形成分蘗。 莖稈最上位的節(jié)叫穗頸節(jié)。,1.葉鞘 2.分蘗節(jié) 3.莖節(jié),節(jié)間的橫斷面是圓形或短橢圓形，表面有平行縱溝。 上部節(jié)間長度較長，以最上部的節(jié)

12、間最長。 穗頸節(jié)間基部與地面的距離，常作為衡量水稻長相及受光態(tài)勢良好與否的重要標志。 地面節(jié)間的粗度與穎花數(shù)的多少呈正相關。 最上部第一節(jié)間的長度多與穗重呈正相關。,水稻莖稈節(jié)間橫切面 1.大維管束；2.通氣腔；3.薄壁組織；4.機械組織；5.髓腔；6.小維管束；7.表皮,3. 葉 葉片排列：在莖稈上以相反方向交互排列生長。 芽鞘、不完全葉 和完全葉 完全葉：由葉片、葉鞘、葉枕、葉耳、葉舌。 葉鞘和葉片的交界處為一環(huán)狀的關節(jié)，稱為葉枕，葉枕內面生有葉舌，其作用是密封葉鞘尖端，防止雨水侵入葉鞘。 葉舌兩側著生一對葉耳，保護葉鞘不和莖稈分離。,：,葉片長度，以第一片完全葉為最短，由下而上逐次加長，

13、至頂端往下第三葉最長，此后又縮短。但葉鞘不受影響，一直至劍葉為止，都是隨著位置的上移而增加。 葉片分表皮、葉肉和葉脈三個部分，表皮上有氣孔。 葉脈又稱維管束，是輸送養(yǎng)分的通道。葉脈間有若干泡狀細胞，當水分不足時，會因膨壓降低而收縮，以致引起葉片的縱卷。 葉肉中含有很多葉綠素，是進行光合作用的主要場所。,4. 穗： 為圓錐花序。水稻莖的最頂端節(jié)間，為穗頸節(jié)間，稻穗就著生在穗節(jié)上。 節(jié)上著生枝梗，稱為第一次枝梗，第一次枝梗上再分出小枝，稱為第二次枝梗。 在第一次枝梗和第二次枝梗上分生出小穗梗，小穗即著生在小穗梗的頂端.,稻穗的形態(tài) 1.頂葉鞘，2.穗頸，3.穗頸節(jié) 4.退化一次枝梗，5.穗節(jié)距 6

14、.穗軸，7.一次枝梗 8.退化二次枝梗，9.二次枝梗 10.穗節(jié)，11.退化穎花 12.頂葉，13.退化生長點,稻花的構造 開花時稻花外形； 開花時稻花內觀（除去內外稃）；稻花的各部分；花式,每個小穗有三朵小花，但只有上部一朵能開花結實，下部兩朵退化，成為二枚護穎。結實小花包括內、外穎各一枚，內有雄蕊六枚，雌蕊一枚和漿片兩枚。,1、2.穎片，3、4.退化花外稃，5.外稃 6.內稃，7.鱗片， 8.子房，9.柱頭 10.花絲，11.花藥,5. 果實水稻的種子由谷殼和糙米（穎果）組成。糙米由穎果皮、胚乳和胚組成，約占稻谷重量的80%，在胚的一面為腹部，其對面為背部。,腹部有腹白，腹白常為不透明的白

15、斑，白斑如在米粒中心部分，就稱為“心白”。 粳稻腹白較少，秈稻中的早秈稻腹白較多，在生長過程中如氣溫低、雨量大以及肥料不足易于形成腹白。,1. 秈稻與粳稻的主要區(qū)別 栽培稻可分為兩個亞種：秈亞種和粳亞種，在植株形態(tài)特征和生理特性上的主要差異如下表：,（二）水稻類型識別,表1 秈稻與粳稻的主要區(qū)別,2.黏稻與糯稻的區(qū)別 根據(jù)米粒中胚乳淀粉結構型的不同和米質的差異，可將栽培稻分為糯性稻與黏稻。,四、方法與步驟,1取秈、粳亞種植株，比較觀察形態(tài)特征 比較秈、粳亞種的根、莖、葉、穗、谷粒等部分，考查谷粒長度、寬度時，可隨機取種子10粒，量長度和寬度，計算谷粒的長寬比。 2測定秈、粳谷粒的石炭酸著色反應 取秈、粳品種若干個，各品種取試樣兩份，每份取谷?；蛎琢?00粒，在30水中浸6小時，把水倒出，再置于1%石炭酸液中染色12小時，然后將石