高粱开花授粉的特点是什么?
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发布时间：2022-05-01 07:49
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时间：2022-06-26 08:09
高粱为两性花，每朵花里有1枚雌蕊和3枚雄蕊。高粱开花时，由于两枚浆片膨胀的压力很快就使内外颖壳张开，这时柱头和花药同时伸出颖壳以外，花药裂开并散布花粉，伸到颖壳以外的柱头就可以接受本株的花粉自交，也可接受其他植株的花粉而异交，因此高粱是典型常异交作物（图9-11）。由于品种不同或者是柱头与花药一起伸出来，或者是其中一个先伸出来，接着另一个再伸出来。当花药从开启的颖壳伸出来时，它们旋转并展开，而花丝很快伸长，花药向下变成悬垂状。有时，当这些花药开始倾斜时就开裂了，多数是它们在裂开前，保持吊垂状态一个短时间，然后开裂散粉。极个别品种在颖壳张开之前花药先行破裂散粉，进行自交。开花结束后，颖壳复而闭合，花药及柱头或部分或全部留在颖外。从颖壳张开开始到闭合完成的时间有不少报道。印度的观察结果是45min左右。Stephens和Quinby（1934）在美国得克萨斯州观察矮菲特瑞塔品种为2h，幅度为0.5～4.0h。在中国，不同研究者观察的结果不一样。孙凤舞（1957）记载要20min；赵渭清记载小黄壳需5h；杨赞林（1957）在安徽观察的结果，从内外颖张开到完全闭合，长者达2～3h，短者需30～45min；贵州农学院（1959）研究发现，每朵花开放时间短的为60min，长的可达300min。总之，一般在高温条件下开花时间短，低温则长；湿度大，开花时间长，低温多湿开花时间更长；反之，高温干燥则开花时间短。花药开裂的时间和程度也受天气条件的影响，阴冷潮湿的早晨，尽管颖壳已张开花药已伸出，但花药不会立即开裂。
图9-11小花开放过程
1.将开放2.初开放3.完全开放4.已开放
由于高粱为常异交作物，开花后可于颖外进行授粉，天然异交率较高；5%左右通常是公认的数字（Ball，1910；Graham，1916；Karper和Conner，1919；Sieglinger，1921；Patel和Patel，1928），最高可达50%。杂交授粉的比率受风向、风力和穗形的影响，散穗比紧穗更易杂交，穗上部1/4发生的杂交多于下部3/4的2～4倍（Maunder和Sharp，1963）。吉林省农业科学院观察，紧穗品种老母猪不抬头的异交率为3.03%，散穗品种喜鹊白的异交率为5.62%。张桂香等（2001）研究了不同穗型、穗形和颖壳包被度高粱品种异交率（表9-1）的结果表明，紧穗品种的异交率低于散穗品种；颖壳包被度大的品种异交率低于包被度小的品种；阴天低温、开花时间长时异交率高于晴天高温、开花时间短的。徐天锡（1934）在北京记载的高粱天然异交率为3.9%；孙仲逸（1934）在南京观察的为2.9%。
开花前1d，花粉粒尚未成熟，直到开花前1h花粉才成熟，并具有萌发力。刚开花的花粉粒生活力最强，萌发率最高，花粉管伸长速度最快。花粉通常存活3～6h，而柱头有受精力可达到开花后1周，然而最佳授粉期在开花后72h期间内。
高粱花粉粒落到雌蕊柱头上立即发芽。首先花粉内壁从萌发孔突出伸长，形成花粉管，原生质也随之进入其内。花粉管继续生长，通过柱头的腺性表皮细胞进入柱头的一个侧枝，继续向下经花柱进入子房壁，再通过分离的珠心细胞进入胚囊。在这个时期，珠孔里层细胞已长得很大。尽管有许多花粉管可能进入子房腔里，但是只有1或2个穿入珠孔的花粉管能够射出其精子。一般花粉粒落到柱头上后大约2h就可与卵细胞受精。而李扬汉（1979）认为授粉6～12h后开始受精。
表9-1部分高粱基因型农艺性状及异交率（张桂香等，2001）。
高粱的受精过程同一般禾谷类作物一样，也是所谓“双受精”。即一个精子与两个极核受精，另一个精子与卵细胞结合受精。极核受精与卵细胞受精同时发生。两个极核在受精前或者已经发生融合，或者一个极核与精子结合后再与另一个极核发生融合，形成胚乳母细胞。卵细胞受精后产生的合子，大约有4h的静止期。而极核受精后的胚乳母细胞静止期较短，因此其*较受精卵为早。通过精卵结合形成双倍染色体数目的合子（2n），恢复了该物种原有的染色体数目，使物种得以延续。
在加纳，有一个高粱在正常条件下不开花，以品种Nunaba作为代表。Bowden和Neve（1953）报道，该品种在开花期颖壳不能张开。在东非的条件下，Nunaba表现完全的闭花受精，既看不到颖壳张开，也见不到花药和柱头的任何标志，但结实是正常的。Ayyangar和Ponnaiya（1939）也报道高粱的闭花受精现象。
