植物激素Plant_hormones ppt课件
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高级植物生理学
Advanced plant physiology
植物激素
PLANT HORMONE
1
植物生长发育的调控不仅是一门基础生物科学，并且是广 泛用于农林、园艺等生产之中。
在植物生长发育过程中，在植物体内有多种有机物与无机 物，通过代谢作用供给细胞生长与分化所必须的基本物质。 植物激素则调控细胞生长与分化方向与进度。
2. 不同激素间的拮抗作用
不同激素间的拮抗作用，生长素与细胞分裂素对植物顶端优势有相 反的效应，生长素与乙烯对叶片脱落也有相反的作用，脱落酸对生长 素、赤霉素或细胞分裂素的生理作用也有分别的拮抗作用。
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3. 某种激素通过影响其它激素的合成、运输及代谢而改变 后者浓度。
生长素提高乙烯：较高浓度的生长素对植物体内乙烯合成有显著的促 进作用，生长素提高乙烯合成效率，乙烯抑制生长素在植物体内运输 并影响生长素的代谢。
小麦成熟阶段种子中内源细胞分裂素、赤霉素、生长素与脱落酸的 含量在其灌浆至成熟过程中相继出现高峰；当种子由休眠、后熟直至 萌芽阶段，其内源激素含量的变化趋势与上述过程相反。
生长过程中植物组织对不同激素的敏感性变化。例如：燕麦胚芽鞘 在生长初期对赤霉素最敏感，而在生长中期及后期对细胞分裂素及生 长素的敏感性增强。
3．免疫分析法 利用抗原与抗体的特异性反应来检测激素的一种
方法根据不同的已知浓度的抗原与抗原抗体沉淀量的关系式，便可计 算出样品中激素的含量。当前常用的两种激素定量技术。 放射免疫法：如用放射性抗原，则可通过测定放射性强度来定量。如 放射免疫测定法， 酶联免疫吸附检测法：采用酶标记的抗体来指示抗原抗体结合的微量 测定法。酶作用底物的呈色反应鉴定激素含量。
起初人们认为某一种植物生理作用具有专一性。例如生长素 促进细胞体积扩大；赤霉素促进茎伸长生长；细胞分裂素促 进细胞分裂；脱落酸促进休眠以及乙烯促进果实成熟等。后 来发现上述每一种生理现象的控制因素极为复杂，不是一种 激素起一种作用，是各种激素之间相互作用的综合表现。
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1. 不同激素间浓度和比例的影响
境下能在特殊部位大量产生。 激素运输特点:
植物激素运输主Fra Baidu bibliotek为微管系统，生长素在胚芽鞘及幼茎组 织的细胞间短距离运输, 有极性运输特点，而且与细胞的 伸长有关，其它激素无极性运输。
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二、植物激素的种类及相互之间的作用 目前公认的植物激素有五大类： 生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸。 植物体内存在油菜甾体类（BR）、多胺（PA）、茉莉酸 （MJ）、水杨酸（SA）、寡糖素等也具有近似激素的特性。 我国科学家发现玉米赤烯酮等
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2．物理和化学方法 植物激素的测定分析采用薄层层析、气相色
谱（gas chromatography，GC）、高效液相层析（high liquid performance chromatography，HPLC）、质谱分析（mass spectrography，MS）等，其原理大都是基于不同物质在不同介质 中的分配系数。测定生长素含量可以达到10-12g的水平。如GC测定 乙烯含量；气质联谱（GC-MS）分析赤霉素。
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三、植物激素的测定方法
激素在植物体内含量极低，性质又不稳定，加之细胞中其他化合物的 干扰，故测定方法必须十分灵敏和专一。通常先用合适的有机溶剂来 提取，既要避免许多干扰物质，又要防止激素破坏。其次采取各种萃 取或层析步骤，使激素得到部分提纯，然后用生物的、物理或化学方 法测定其含量。 1．生物测定法 是通过测定激素作用于植物或离体器官后，所产生 的生理生化效应的强度，从而推算出植物激素含量的方法。如小麦胚 芽鞘切段伸长法；根据赤霉素与α－淀粉酶活性原理，用半粒种子法； 萝卜子叶增重法测定细胞分裂素含量等。
GA与生长素：GA抑制生长素结合态的形成及氧化酶的活性，从而提 高生长素的浓度；赤霉素则能促进生长素的生物合成作用。
4. 不同激素的连锁性作用。
植物内源激素的含量往往伴随生长发育进程而有显著的变化，这种现 象揭示在不同生长发育阶段相应由不同激素起着特定作用。对整个生 长发育过程而言，各种激素起着连锁性的作用。
生长素与细胞分裂素共同控制烟草愈伤组织的生长与分化，这种作 用取决于生长素和细胞分裂素的各自浓度与适当的比例，表现出两种 激素相辅相成的作用。
植物激素相互控制雌雄异花及雌雄异株花植物的性别分化，乙烯与 赤霉素的浓度比值高低有利于黄瓜雌花分化，相反的情况则有利于雄 花的分化。在雌雄异株的大麻及菠菜实验中，花性别分化取决于细胞 分裂素与赤霉素浓度的比值。
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四、植物激素的研究方法
过去研究激素的生理作用及作用机理，多采用外源激素及对内源激素 水平的检测。观察对植物生长发育影响。这种方法为人们认识激素的 功能积累了大量的知识。但却存在很大的局限性，例如受到吸收、运 转和内外因素的干扰。在细胞中的有效浓度，有很大的差异。
分子生物学和遗传学的手段在研究植物激素领域中的应用和发展，大 大地促进了人们对激素作用的认识。 通过在自然界筛选或化学诱变，得到了适合于不同研究目的的突变体 （mutant）和营养缺陷型（auxotroph），激素合成基因突变体。 通过基因工程的方法，成功地从农杆菌和假单孢菌中克隆出生长素和 细胞分裂素地代谢基因，获得了转基因植物（transgenic plant）， 使人们有可能改变植物内源激素水平，特别是生长素和细胞分裂素地 浓度和分布，重新检查各种生理现象。
对植物体内激素的合成、代谢、运输与分布进行有效的遗 传调控、化学调控和环境调控。从而提高农作物的产量与 品质。
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一、植物激素的定义
植物激素（ Plant hormones）是植物体内天然存在的一系列有机化合 物，其含量非常低，调控植物生命活动的整个进程。 人工合成的化合物具有内源激素相似的生理活性或能影响内源激素合成、 运输、代谢或生理作用。这些人工合成的化合物一般称为植物生长调节 剂（Plant growth regulators），植物激素与植物生长调节剂统称为 植物生长物质（Plant growth substance）。
激素特点： ①产生于植物体内特定部位，是植物正常生长发育过程中或特殊环境下 的代谢产物； ②能够从合成部位运输到作用部位； ③不是营养物质，低浓度产生各种特殊的调控作用（生长、抑制）。
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激素合成部位: IAA在分生组织及种子内合成； GA主要在生长的种子中合成； CTK主要在根尖合成； ABA和乙烯虽能在不同器官合成，但在成熟、衰老和胁迫环
Advanced plant physiology
植物激素
PLANT HORMONE
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植物生长发育的调控不仅是一门基础生物科学，并且是广 泛用于农林、园艺等生产之中。
在植物生长发育过程中，在植物体内有多种有机物与无机 物，通过代谢作用供给细胞生长与分化所必须的基本物质。 植物激素则调控细胞生长与分化方向与进度。
2. 不同激素间的拮抗作用
不同激素间的拮抗作用，生长素与细胞分裂素对植物顶端优势有相 反的效应，生长素与乙烯对叶片脱落也有相反的作用，脱落酸对生长 素、赤霉素或细胞分裂素的生理作用也有分别的拮抗作用。
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3. 某种激素通过影响其它激素的合成、运输及代谢而改变 后者浓度。
生长素提高乙烯：较高浓度的生长素对植物体内乙烯合成有显著的促 进作用，生长素提高乙烯合成效率，乙烯抑制生长素在植物体内运输 并影响生长素的代谢。
小麦成熟阶段种子中内源细胞分裂素、赤霉素、生长素与脱落酸的 含量在其灌浆至成熟过程中相继出现高峰；当种子由休眠、后熟直至 萌芽阶段，其内源激素含量的变化趋势与上述过程相反。
生长过程中植物组织对不同激素的敏感性变化。例如：燕麦胚芽鞘 在生长初期对赤霉素最敏感，而在生长中期及后期对细胞分裂素及生 长素的敏感性增强。
3．免疫分析法 利用抗原与抗体的特异性反应来检测激素的一种
方法根据不同的已知浓度的抗原与抗原抗体沉淀量的关系式，便可计 算出样品中激素的含量。当前常用的两种激素定量技术。 放射免疫法：如用放射性抗原，则可通过测定放射性强度来定量。如 放射免疫测定法， 酶联免疫吸附检测法：采用酶标记的抗体来指示抗原抗体结合的微量 测定法。酶作用底物的呈色反应鉴定激素含量。
起初人们认为某一种植物生理作用具有专一性。例如生长素 促进细胞体积扩大；赤霉素促进茎伸长生长；细胞分裂素促 进细胞分裂；脱落酸促进休眠以及乙烯促进果实成熟等。后 来发现上述每一种生理现象的控制因素极为复杂，不是一种 激素起一种作用，是各种激素之间相互作用的综合表现。
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1. 不同激素间浓度和比例的影响
境下能在特殊部位大量产生。 激素运输特点:
植物激素运输主Fra Baidu bibliotek为微管系统，生长素在胚芽鞘及幼茎组 织的细胞间短距离运输, 有极性运输特点，而且与细胞的 伸长有关，其它激素无极性运输。
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二、植物激素的种类及相互之间的作用 目前公认的植物激素有五大类： 生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸。 植物体内存在油菜甾体类（BR）、多胺（PA）、茉莉酸 （MJ）、水杨酸（SA）、寡糖素等也具有近似激素的特性。 我国科学家发现玉米赤烯酮等
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2．物理和化学方法 植物激素的测定分析采用薄层层析、气相色
谱（gas chromatography，GC）、高效液相层析（high liquid performance chromatography，HPLC）、质谱分析（mass spectrography，MS）等，其原理大都是基于不同物质在不同介质 中的分配系数。测定生长素含量可以达到10-12g的水平。如GC测定 乙烯含量；气质联谱（GC-MS）分析赤霉素。
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三、植物激素的测定方法
激素在植物体内含量极低，性质又不稳定，加之细胞中其他化合物的 干扰，故测定方法必须十分灵敏和专一。通常先用合适的有机溶剂来 提取，既要避免许多干扰物质，又要防止激素破坏。其次采取各种萃 取或层析步骤，使激素得到部分提纯，然后用生物的、物理或化学方 法测定其含量。 1．生物测定法 是通过测定激素作用于植物或离体器官后，所产生 的生理生化效应的强度，从而推算出植物激素含量的方法。如小麦胚 芽鞘切段伸长法；根据赤霉素与α－淀粉酶活性原理，用半粒种子法； 萝卜子叶增重法测定细胞分裂素含量等。
GA与生长素：GA抑制生长素结合态的形成及氧化酶的活性，从而提 高生长素的浓度；赤霉素则能促进生长素的生物合成作用。
4. 不同激素的连锁性作用。
植物内源激素的含量往往伴随生长发育进程而有显著的变化，这种现 象揭示在不同生长发育阶段相应由不同激素起着特定作用。对整个生 长发育过程而言，各种激素起着连锁性的作用。
生长素与细胞分裂素共同控制烟草愈伤组织的生长与分化，这种作 用取决于生长素和细胞分裂素的各自浓度与适当的比例，表现出两种 激素相辅相成的作用。
植物激素相互控制雌雄异花及雌雄异株花植物的性别分化，乙烯与 赤霉素的浓度比值高低有利于黄瓜雌花分化，相反的情况则有利于雄 花的分化。在雌雄异株的大麻及菠菜实验中，花性别分化取决于细胞 分裂素与赤霉素浓度的比值。
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四、植物激素的研究方法
过去研究激素的生理作用及作用机理，多采用外源激素及对内源激素 水平的检测。观察对植物生长发育影响。这种方法为人们认识激素的 功能积累了大量的知识。但却存在很大的局限性，例如受到吸收、运 转和内外因素的干扰。在细胞中的有效浓度，有很大的差异。
分子生物学和遗传学的手段在研究植物激素领域中的应用和发展，大 大地促进了人们对激素作用的认识。 通过在自然界筛选或化学诱变，得到了适合于不同研究目的的突变体 （mutant）和营养缺陷型（auxotroph），激素合成基因突变体。 通过基因工程的方法，成功地从农杆菌和假单孢菌中克隆出生长素和 细胞分裂素地代谢基因，获得了转基因植物（transgenic plant）， 使人们有可能改变植物内源激素水平，特别是生长素和细胞分裂素地 浓度和分布，重新检查各种生理现象。
对植物体内激素的合成、代谢、运输与分布进行有效的遗 传调控、化学调控和环境调控。从而提高农作物的产量与 品质。
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一、植物激素的定义
植物激素（ Plant hormones）是植物体内天然存在的一系列有机化合 物，其含量非常低，调控植物生命活动的整个进程。 人工合成的化合物具有内源激素相似的生理活性或能影响内源激素合成、 运输、代谢或生理作用。这些人工合成的化合物一般称为植物生长调节 剂（Plant growth regulators），植物激素与植物生长调节剂统称为 植物生长物质（Plant growth substance）。
激素特点： ①产生于植物体内特定部位，是植物正常生长发育过程中或特殊环境下 的代谢产物； ②能够从合成部位运输到作用部位； ③不是营养物质，低浓度产生各种特殊的调控作用（生长、抑制）。
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激素合成部位: IAA在分生组织及种子内合成； GA主要在生长的种子中合成； CTK主要在根尖合成； ABA和乙烯虽能在不同器官合成，但在成熟、衰老和胁迫环