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1、实验三,唐设生科楼 B3003,（1）水稻幼穗发育的形态学观察（2）水稻的植物学形态特征及类型识别,（1）水稻幼穗发育的形态学观察,一、实验目的1.掌握解剖水稻幼穗的方法与技能；2.了解水稻幼穗分化不同阶段的形态特征，掌握穗分化发育时期的判断方法；,二、实验材料材料：水稻幼苗用具：米尺、扩大镜、载玻片、镊子、切刀片、显微镜。,穗的形态,稻穗的圆锥（或总状）花序，由穗轴（穗轴节和节间）、一次枝梗、二次枝梗（个别品种有三次枝梗）、小穗（颖花）等组成。穗轴从基部穗颈节（第一个穗轴节）起，到顶端退化生长点为止。穗轴上一般有8-15个穗轴节。穗轴节上长出的分枝为一次枝梗，一次枝梗上长出的为二次枝梗。每穗
2、颖花数的多少，和二次枝梗数的关系最为密切，相关系数r值达0.9026，而二次枝梗数的分化发育是稻穗分化过程中决定的。,三、实验内容,水稻幼穗分化时期的划分,水稻植株在完成一定的营养生长量的基础上，当满足其发育特性对光照、温度的要求后，茎端生长点在生理和形态上发生质变，由原来分化叶原基等营养器官转入分化幼穗。,稻穗分化是一个连续的过程。不同学者对稻穗分化时期的划分各有差异：松岛省三（1953）最早将稻穗分化过程分为21期，以后（1966）简化为7期；丁颖（1959）将松岛的21期简化为8期；凌启鸿在对稻分化进程与外部形态联系的详细观察，以及对松岛和丁颖的划分法进行比较分析后，提出了一个5期划分法
3、。,表1三种穗分化时期划分方法的对照,前四个时期属于生殖器官形成阶段，又称为幼穗形成期；后四个时期属于生殖细胞形成期，又称为孕穗期。,（1）第一苞分化期；（2）第一次枝梗原基分化期；（3）第二次枝梗及颖花原基分化期；（4）雌雄蕊形成期；（5）花粉母细胞形成期；（6）花粉母细胞减数分裂期；（7）花粉内容物充实期；（8）花粉完成期。,幼穗分化时期:,（一）第一苞原基分化期,稻穗开始分化时，最先从稻茎顶端生长点上分化出第一苞原基。第一苞原基的出现，标志着原始的穗颈节已分化形成，其上就是穗轴。因此，第一苞原基分化期又称穗轴分化期，这是生殖生长的起点。,（二）第一次枝梗原基分化期,第一苞原基增大后，紧接
4、着在生长锥上分化第二苞原基、第三苞原基等，并在各苞的腋部产生新的突起，即第一次枝梗原基。一次支梗原基分化的顺序是由下而上，逐渐向生长锥顶端进行，随着分化的发展，这些突起达到了生长锥的顶端，第一次枝梗的分化即结束，此时在苞的着生处开始长出白色的苞毛。,PB:一次枝梗原基B:第一苞原基,（三）第二次枝梗原基及颖花原基分化期,当生长锥最顶端的生长点停止发育时，穗顶最晚出现的和经一次枝梗原基下部又出现苞，并由下而上逐渐在苞的腋部很快分化出第二次枝梗原基，接着下一个第一次枝梗原基也 逐渐由下而上在苞的腋部出现第二次枝梗原基，依次而下。当第二次枝梗原基已经分化到各个第一次枝梗原基的上部时，稻穗全部被苞毛覆
5、盖起来，这时稻穗的长度约。接着，上部第一次枝梗顶端出现颖片原基，小穗从这时开始陆续分化，随后在第二次枝梗上了分化出小穗（颖花）原基，这时稻穗长度约为左右。,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顶端小穗的结实小花中出现雌雄蕊原基，穗最下部的第二次枝梗的小穗原基亦陆续分化完毕，小穗数目就此决定，此时穗长约5mm。接着穗轴、枝轴和小穗梗都开始显著伸长，雌雄蕊进一步发育，雄蕊原基分化为花药和花丝（还看不到花粉母细胞），雌蕊上分化出胚珠原基；此时浆片已能明显地看出；小花的内外稃已经相当发达，可将内部器官完全包住，这时幼穗长约在5-10mm左右。,至此，穗部各器官分化完毕
6、，幼穗雏形形成。,（5）花粉母细胞形成期；（6）花粉母细胞减数分裂期；（7）花粉内容物充实期；（8）花粉完成期。,幼穗分化时期:,花药横切,花药明显地分为四室，且出现花粉囊间隙。小穗顶端出现叶绿素，花丝稍伸长，花粉母细胞形成,花粉母细胞减数分裂第二次分裂末期,连续两次分裂（第一次为减数分裂，第二次为有丝分裂），形成四分体；花药变成明显的黄色，柱头上开始出现乳状小突起,从穗中上部小穗中取出的正在的发育的花粉,四分体分散并收缩成不规则形；随后花粉外壳逐渐形成，花粉内容物逐渐充实，到内容物充满之前为花粉内容物充实期。内外稃纵向伸长接近停止，横向则迅速增大。雄蕊雌蕊迅速增长，柱头上依次出现羽毛状突起，
7、而颖片退化。,在抽穗前1-2天内，花粉内容物充满花粉壳内，称为花粉完成期，至此，花粉发育已经完成。,表2 水稻幼穗分化发育进程田间判断方法,表3 稻穗分化时期与叶龄余数的关系,四、试验方法:,前四个时期(即第1-4期)用生体解剖法，借助双目放大镜解剖检查;后四个时期(即第5至第8期)用花药涂制抹片显微镜检查法；,正确使用双目解剖镜，调节焦距及找出视野范围。操作注意:将幼叶叶鞘剥除干净，让茎端完全露出来，才能见到幼穗或生长锥。解剖时解剖针的拨动方向与叶卷的方向相反，才容易我到叶鞘的边缘，从此边缘插针进去剥除叶子，较易保护生长锥不受损伤。要注意保护生长锥基部的茎节，使生长锥与茎杆相连，便于双目镜下
8、的解剖操作及观察生长锥的发育情况。,1、生体解剖法,用镊子从幼穗中上部取下一颖花，将内、外颖分开，取出花药放在载玻片上。用解剖针将花药捣烂，滴上一滴染液。盖上盖玻片，用解剖针柄轻轻压盖玻片，并把多余的染液用吸水纸吸干，然后置于显微镜下检查孢原细胞或孢子发育情况，判别该颖花的发育时期。每穗以中上部颖花的发育情况代表该穗的发育时期。,2、花药涂制抹片显微检查法:,作业,1、将所观察到的稻穗形成时期的特征绘图，并加以说明。2、观察幼穗的形态，并识别发育时期，将发育时期以及叶龄余数记录到下表中。,实验三,（2）水稻的植物学形态特征及类型识别,1.识别水稻根、茎、叶、花、果实的外部形态特征；2.熟识籼稻
9、与粳稻、黏稻与糯稻的区别。,一、实验目的,二、实验材料材料：不同籼稻、粳稻品种用具：米尺、扩大镜、载玻片、镊子、切刀片、显微镜、KI溶液。,（一）水稻的植物学特征1.根：功能：是水稻植株吸收、合成、分泌、运输代谢物质和支持地上部的重要器官。大小：每平方米耕层土壤中，根长合计约可超过1000米，其表面积至少在3平方米以上。分布：水稻根系主要分布在010cm土层中（占80）。,三、内容说明,分类：一类是种子根，另一类是不定根。种子根只有一条，是种子萌发时由胚根直接发育而成，在幼苗期起扎根和吸收的作用。不定根，自芽鞘节、不完全叶节和茎基部各节上，由下而上依次发生。以不定根上发生支根，叫一次支根，第一
10、次支根上再长出的许多细小的根，叫第二次支根。,1.胚轴根2.种根3.不定根一次支根 二次支根,如在第一完全叶抽出的过程中，芽鞘节可有5条不定根长出来，这些根短壮粗白，形似鸡爪，故称“鸡爪根”。,芽鞘节上发生的不定根s为种子根，a、a、b、b、c为不定根,从结构上看，根由表皮、皮层、中柱构成。在幼根中，皮层系多层由内向外，由小至大，呈辐射状排列的皮层细胞所构成。在老根中，由于根的老化，表皮消失，外皮层木栓化，成为保护组织，而皮层中薄壁细胞分化形成裂生通气组织。通气组织和茎、叶中类似的组织相连通，是地上部向根输送氧气的途径，故水稻能在有水层的条件下生长。,图3 水稻根的构造（横截面）水稻幼根 水稻
11、老根 1.根毛 2.表皮 3.外皮层 4.皮层 5.内皮层 6.中柱,2.茎：水稻的茎由节和节间组成。茎秆中空、细长，茎高60-200cm，一般有10-18节。分蘖节：多数茎节密集于茎秆基部不伸长，这些不伸长的数个节统称为分蘖节。地上有4-6个伸长节。每个节上都有一个腋芽，但通常只有接近地表的中下部茎节腋芽能生成分枝，形成分蘖。茎秆最上位的节叫穗颈节。,1.叶鞘 2.分蘖节 3.茎节,节间的横断面是圆形或短椭圆形，表面有平行纵沟。上部节间长度较长，以最上部的节间最长。穗颈节间基部与地面的距离，常作为衡量水稻长相及受光态势良好与否的重要标志。地面节间的粗度与颖花数的多少呈正相关。最上部第一节间的
12、长度多与穗重呈正相关。,水稻茎秆节间横切面1.大维管束；2.通气腔；3.薄壁组织；4.机械组织；5.髓腔；6.小维管束；7.表皮,3.叶叶片排列：在茎秆上以相反方向交互排列生长。芽鞘、不完全叶 和完全叶完全叶：由叶片、叶鞘、叶枕、叶耳、叶舌。叶鞘和叶片的交界处为一环状的关节，称为叶枕，叶枕内面生有叶舌，其作用是密封叶鞘尖端，防止雨水侵入叶鞘。叶舌两侧着生一对叶耳，保护叶鞘不和茎秆分离。,：,叶片长度，以第一片完全叶为最短，由下而上逐次加长，至顶端往下第三叶最长，此后又缩短。但叶鞘不受影响，一直至剑叶为止，都是随着位置的上移而增加。叶片分表皮、叶肉和叶脉三个部分，表皮上有气孔。叶脉又称维管束，是
13、输送养分的通道。叶脉间有若干泡状细胞，当水分不足时，会因膨压降低而收缩，以致引起叶片的纵卷。叶肉中含有很多叶绿素，是进行光合作用的主要场所。,4.穗：为圆锥花序。水稻茎的最顶端节间，为穗颈节间，稻穗就着生在穗节上。节上着生枝梗，称为第一次枝梗，第一次枝梗上再分出小枝，称为第二次枝梗。在第一次枝梗和第二次枝梗上分生出小穗梗，小穗即着生在小穗梗的顶端.,稻穗的形态 1.顶叶鞘，2.穗颈，3.穗颈节 4.退化一次枝梗，5.穗节距 6.穗轴，7.一次枝梗 8.退化二次枝梗，9.二次枝梗 10.穗节，11.退化颖花 12.顶叶，13.退化生长点,稻花的构造 开花时稻花外形；开花时稻花内观（除去内外稃）；
14、稻花的各部分；花式,每个小穗有三朵小花，但只有上部一朵能开花结实，下部两朵退化，成为二枚护颖。结实小花包括内、外颖各一枚，内有雄蕊六枚，雌蕊一枚和浆片两枚。,1、2.颖片，3、4.退化花外稃，5.外稃 6.内稃，7.鳞片，8.子房，9.柱头 10.花丝，11.花药,5.果实水稻的种子由谷壳和糙米（颖果）组成。糙米由颖果皮、胚乳和胚组成，约占稻谷重量的80%，在胚的一面为腹部，其对面为背部。,腹部有腹白，腹白常为不透明的白斑，白斑如在米粒中心部分，就称为“心白”。粳稻腹白较少，籼稻中的早籼稻腹白较多，在生长过程中如气温低、雨量大以及肥料不足易于形成腹白。,1.籼稻与粳稻的主要区别 栽培稻可分为两
15、个亚种：籼亚种和粳亚种，在植株形态特征和生理特性上的主要差异如下表：,（二）水稻类型识别,表1 籼稻与粳稻的主要区别,2.黏稻与糯稻的区别 根据米粒中胚乳淀粉结构型的不同和米质的差异，可将栽培稻分为糯性稻与黏稻。,四、方法与步骤,1取籼、粳亚种植株，比较观察形态特征 比较籼、粳亚种的根、茎、叶、穗、谷粒等部分，考查谷粒长度、宽度时，可随机取种子10粒，量长度和宽度，计算谷粒的长宽比。2测定籼、粳谷粒的石炭酸着色反应 取籼、粳品种若干个，各品种取试样两份，每份取谷粒或米粒100粒，在30水中浸6小时，把水倒出，再置于1%石炭酸液中染色12小时，然后将石炭酸倒出，用清水洗种子，再放置在吸水纸上过24小时，观察染色情况。3测定黏、糯稻米的I-KI染色反应 取籼稻、粳型黏稻和糯稻种子，在米粒横断面上滴I-KI溶液一滴，观察着色情况。,1绘稻穗模式图，注明穗颈节、穗轴、第一枝梗、第二枝梗、小穗梗、小穗；2将观察鉴别籼稻、粳稻亚种的结果填入下表。,五、作 业,3将观察鉴别黏、糯稻的结果填入下表,作业,1、将所观察到的稻穗形成时期的特征绘图，并加以说明。2、观察幼穗的形态，并识别发育时期，将发育时期以及叶龄余数记录到下表中。,
