植物生理学ppt-ETH

CH2=CH2
• 最简单的烯烃，MW=28，是一种轻于空气的气体 • 显著特征是介导植物对环境胁迫的响应，并能促 进植物器官成熟与衰老。乙烯已广泛应用于香蕉 等水果在贮运期间的成熟调节。 • 散失过快，不便于大田应用。生产中广泛应用乙 烯释放剂(乙烯利、乙烯硅等)、吸收剂(KMnO4等)和作用 拮抗剂(1-甲基环丙烯(1-MCP), AgNO3、硫代硫酸银等) 。
I: ACC合酶(ACC synthase)的调节
催化SAM —ACC，限速酶 以磷酸吡哆醛为辅助因子 促进因素： 内部因子（成熟、衰老、激素等） 外部因子（逆境、伤害、病虫害等） 抑制剂（磷酸吡哆醛的抑制剂） AOA（氨基氧乙酸），AVG（氨基乙烯基甘氨酸） 激素影响： IAA，诱导ACC合酶基因表达，ETH上升数十倍， 高浓度IAA的效应常由促进乙烯生成而引起 ETH，自催化或自抑制 ACC合酶基因已提取，用于基因工程
MTR 5’-甲硫基核苷
5’-甲硫基腺苷MTA
• I： Met—SAM • II: SAM —ACC由ACC synthase催化 • III: ACC —ETH 由ACC oxidase (ETH-forming enzyme, EFE)催化 • IV： Met再生 经MTA(5'-甲硫基腺 苷)和MTR(5'-甲硫基核苷)生成Met
3 促进衰老和脱落
• 自然条件及低温、干旱等 逆境条件下，叶片内源 ETH含量升高，诱导衰老 进程，进而诱导叶片脱落
Ethylene promotes leaf senescence of Arabidopsis
Effect of ethylene action inhibitor on flower senescence
6-day-old etiolated pea seedlings of grown for 2 days in air supplemented with ethylene
Ethylene-signaling mutants have striking phenotypes
• 拟南芥ETR1 基因突变体 • ETR1基因编 码乙烯受体
Fruit ripening - try storing bananas with an apple
•外源ETH可提前诱导 果实的成熟过程 •果实成熟的调节多通 过调节ETH的手段进行： 贮藏、运输：抑制或推 迟成熟腐烂：抑制ETH 生成； 上市前：促进ETH合成
Effect of antisense-oxidase genes on ripening and spoilage of tomato fruits
control
+ ethylene
4 其他功能
• 诱导凤梨科植物开花：在菠萝生产中应用；
• 促进瓜类的雌花分化，用于黄瓜等生产； • 促进次生物质的分泌，用于橡胶树排胶； • 杀死水稻等花粉，已用于水稻杂交中的杀雄。
END
Etr1-1 transgene plant
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CK
一、ETH生物合成及其调节
The CH3-S group is recycled via the Yang cyale. If this did not happen there would not be enough sulphur to re-synthesis methionine and the process would come to a halt
II: ACC氧化酶(ACC oxidase )或乙烯形成 酶(ETH-forming enzyme, EFE)的调节
催化ACC —ETH 促进剂：ETH（自我催化） 抑制剂：Co2+, α-氨基异丁酸 EFE基因已得到克隆，用于基因工程
III: ETH作用的调节
一些物质不影响ETH生物合成，但抑制ETH 发挥生理效应：
• 在开始成熟时采摘，室温下贮藏3周 • 左：转反义EFE基因的果实，其乙烯生成量为正常量的 5％，果实可以完全成熟，但不会过度成熟和腐败 • 右：野生型的果实
Ethylene Control Products
乙烯吸收剂：KMnO4、CaCl2、硅藻土、沸石 乙烯拮抗剂：1-甲基环丙烯（1-MCP）
Neljubov(1901) 比较煤气中的不同成分对黄化豌 豆幼苗生长的影响，发现乙烯有最强的生物活性。
Cousins(1910)发现成熟的苹果对青香蕉的成熟有 促进效果。
Gane(1934)证实乙烯就是植物果实产生的天然成 分. 1960年代末期乙烯被确认为植物内源激素之一。
Dimitry Neljubov identified ethylene as the “active” component in illuminating gas and published his results in 1901
第五节 乙烯(ethylene, ETH)
Girardin(1864) 记 载:照明煤气灯漏出 的气体能促进植物 落叶，暗示某种气 体可影响植物老化。
Leaks from pipelines carrying illuminating gas resulted in premature senescence and abscission in nearby vegetation.
1-甲基环丙烯 (1-MCP)
Ag+(AgNO3, Ag(S2O3)23-); CO2(高浓度,5-10％)
一、ETH的生理功能 1 三重反应
• Neljubow(1901),黄化豌豆幼苗置于密闭容器，施以ETH • 茎伸长受抑（矮化）、横向生长增加（加粗）、茎的负向 重力性消失，发生横向生长（偏上性生长）
water
day 9
0.2mM STS (24 hr) - water
Promotion of adventitious root developed by ethylene
The growth cycle of a deepwater rice plant
Ethylene stimulates root hair formation
The Arabidopsis ETR1 protein has been identified as a receptor for ethylene
• ETR：Ethyleneresistant • 一旦结合乙烯， 该二聚体蛋白即 发生自动的磷酸 化作用，启动信 号转导过程
2 诱导果实成熟
• 很多植物（香蕉、 番茄、苹果等）果 实成熟前内源ETH 水平升高，诱导果 实向成熟（衰老） 转化。