植物激素
植物激素的种类及作用机理
植物激素的种类及作用机理植物激素是植物生长发育和适应环境的重要调节因子,主要通过调控细胞生长、分化、分裂、衰老和死亡等生理过程,以及参与植物响应内外界环境刺激的信号传递和转导,促进植物生长发育与适应能力的提高。
植物激素的种类及作用机理是植物生理学和植物学研究的热点和难点问题,本文将从植物激素种类、作用机理和应用等方面系统阐述。
一、植物激素的种类植物激素是一类类似于动物激素的化合物,主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、激动素、乙烯和脱落酸等几类。
其中,生长素和赤霉素是植物中作用最广泛的两种激素。
1. 生长素生长素是植物中最早被发现和研究的一种激素,它主要控制细胞生长、分化和伸长,促进植物根、茎、叶、花和果实的发育。
生长素的作用机理主要是通过促进细胞壁活性、细胞液压力、细胞膜渗透性、细胞核DNA转录等途径调节细胞功能和生理代谢。
生长素还可以与其他植物激素相互作用,协同调控植物生长发育。
2. 赤霉素赤霉素是植物中另一种重要的激素,主要调节细胞分裂、分化、伸长和器官形成等过程,促进植物的发育和生殖。
赤霉素的作用机理主要是通过激活赤霉素受体、调控蛋白质磷酸化、转录因子活性等途径介导信号转导,促进植物生长发育和适应环境。
3. 细胞分裂素细胞分裂素是一类控制细胞分裂和分裂激素合成的激素,主要通过影响细胞周期、DNA复制、染色体分裂等分子机制控制细胞分裂。
细胞分裂素的作用机理主要是通过激活和抑制细胞周期相关的激酶、激酶底物等途径介导信号转导。
4. 脱落酸脱落酸是一种脂溶性激素,主要参与植物的落叶、雌蕊败育、种子成熟和休眠等过程。
脱落酸的作用机理主要是通过调控植物体内激素平衡、细胞壁分解、离子通道、转录因子、激酶底物等途径介导信号传递和转导。
5. 激动素激动素是一种低分子物质,主要调节植物营养代谢和生长发育等生理过程。
激动素的作用机理主要是通过调节植物光合作用、激素合成、细胞分裂、细胞膜电位等途径影响植物生理代谢。
植物激素(Plant_hormones)
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。
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 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。
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。
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。 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。
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;
植物的植物激素
植物的植物激素植物激素,在植物生长和发育中扮演着重要角色。
它们是植物内部的一类化学物质,能够调节植物的生长、开花、结果和适应环境等生理过程。
本文将探讨植物激素的分类、功能以及应用。
一、植物激素的分类植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸和植物内源荷尔蒙等。
每种激素都有特定的功能和作用机制。
例如,生长素促进茎和根的延伸生长;赤霉素参与调控脱落、萌发和抗逆性等;细胞分裂素能够刺激植物细胞分裂和组织增殖;乙烯则参与植物的果实成熟和凋谢等。
二、植物激素的功能1. 促进植物生长发育:植物激素能够促进茎茂盛、根生长和叶片扩大,调控植物体型的生长和发育。
2. 调节开花和果实成熟:植物激素能够控制植物的开花时间和花芽分化,同时还参与果实的发育和成熟过程。
3. 响应环境逆境:植物激素对外界环境的变化非常敏感,可以调节植物的抗病性、抗旱性和抗寒性。
4. 调控光合作用:植物激素还能够调节植物中的光合作用,影响植物对光能的吸收和利用。
植物激素在植物的生长和发育过程中发挥着重要的作用,有助于植物适应环境和健康生长。
三、植物激素的应用植物激素广泛应用于农业生产、花卉种植和园艺研究等领域。
以下是几个常见的应用实例:1. 促进作物生长:通过喷施植物激素,可以提高作物的生长速度和产量,并加快作物的生育期。
2. 调控果实成熟:植物激素能够延缓或加速果实的成熟过程,以满足市场需求和延长货架期。
3. 促进繁殖:植物激素可以用于刺激植物的萌发、生根和侧芽分化,促进植物的繁殖和育种工作。
4. 控制植物生理性疾病:植物激素可以作为一种植物保护剂,用于预防和治疗植物的生理性疾病,提高植物的抗病性。
总结:植物激素是植物生长和发育中不可或缺的因素,它们通过复杂的信号传递网络,调节植物的生理过程,以适应不同的环境条件和生长需求。
这些激素的分类和功能多种多样,并在农业生产和科学研究中得到广泛应用。
通过深入研究和理解植物激素的机制和调控网络,有助于开发植物新品种、改进农业生产和保护环境。
植物生理学植物激素
存在形式
游离态 —自由生长素
结合态-与IAA形成的羧基衍生物,吲哚乙酸衍生物。
(吲哚已酰葡萄糖、吲哚已酰天氡氨酸、吲哚已酰肌醇)
储藏形式 运输形式
束缚态-与细胞颗粒,受体蛋白,其它高分子化合物以 共价健复合。
4.合成部位、运输和氧化
主要合成部位与分布: 分生组织、正在生 长的幼嫩部分(茎 尖、芽、正在发育 的种子、幼叶) •运输 •被动运输:成熟叶子中 合成的IAA经由韧皮部 向上或向下被运输到其 他部位。无极性,为被 动运输形式。
苄基腺嘌呤 (BA)
2.代谢
合成-通过腺嘌呤合成的途径合成腺嘌呤, 侧链来自类萜途径中所产生的甲瓦龙酸。 乙酰辅酶 A 甲瓦龙酸 异戊烯基
3.合成部位和运输
主要合成部位:根部的根尖(随木质部蒸腾流上升)、嫩 梢。果实和种子里含量虽多,但并没有证明能合成。 运输为非极性的: 外施的CTK向周围运输不显著。
AUX 、CTKS、GAS 促进生长; ABA 抑制生长;乙烯 促进成熟和衰老。
生长调节物:
人工合成的具有类似植物激素生理活性的化合物。 如矮壮素、2.4-D、-萘乙酸等。
第一节 生长素类
1.发现 2.种类 3.代谢和存在形式 4.合成部位和运输 5.生理作用 6.作用机理
(4)针叶树开花:用于种子园。GA3/7+萘乙酸(100:1)
开花、结实。
第三节 细胞分裂素
1.概况 40 年代, Skoog 等,用烟草茎成熟的髓组织组培时发现细 胞不能进行分裂,加入 IAA 之后,细胞只伸长、增大,不分 裂。认为另有一种促进细胞分裂的物质。 50年代,发现椰子乳等植物组织液能促使髓细胞发生分裂 。Miller首次从动物体液中分离出一种能促使细胞分裂的物质 -激动素,并且证实了其结构,是一种腺嘌呤衍生物。 60年代,先后从植物体中分离出许多类似的腺嘌呤的衍生 物,都能引起植物细胞的分裂,称为细胞分裂素类。目前已 发现20多种。 有玉米素( 1963年新西兰Letham,玉米)、玉米素核 苷(椰子乳)、二氢玉米素(羽扇豆)、异戊烯基腺苷(菠 菜、豌豆)、苄基腺嘌呤(人工合成的)
植物激素知识大全
植物激素知识大全一、五大植物激素比较二、植物生长与植物激素的关系(1)生长素与细胞分裂素:植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数目的增多,生长素能促进细胞伸长,体积增大,使植株生长;而细胞分裂素则是促进细胞分裂,使植株的细胞数目增多,从而促进植物生长。
(2)生长素与乙烯:生长素的浓度接近或等于生长最适浓度时,就开始诱导乙烯的形成,超过这一点时,乙烯的产量就明显增加,而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时,就会出现抑制生长的现象。
(3)脱落酸与细胞分裂素:脱落酸强烈地抑制生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
(4)脱落酸与赤霉素:脱落酸是在短日照下形成的,而赤霉素是在长日照下形成的。
因此,夏季日照长,产生赤霉素使植物继续生长,而冬季来临前日照变短,产生脱落酸,使芽进入休眠状态。
三、植物生长调节剂的应用1、概念:人工合成的对植物的生长素有调节作用的化学物质。
2、特点:(1)容易合成(2)原料广泛(3)效果稳定3、实例(1)剩用乙烯利催熟,如凤梨的有计划上市,香蕉、柿子、番茄等上市前的催熟。
(2)利用赤霉素溶液处理芦苇,增加纤维长度,如在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
(3)用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就可产生α一淀粉酶。
(4)青鲜素可以抑制发芽,延长马铃薯、大蒜、洋葱的贮藏期。
4、植物生长调节剂应用的两面性(1)农产品在生产过程中使用植物生长调节剂的例子很多,如马铃薯、莴苣使用赤霉素处理可打破休眠,促进萌发;芹菜、苋菜、菠菜等在采收前用一定浓度的赤霉素喷施可促进营养生长,增加产量;黄瓜、南瓜用一定浓度的乙烯利喷施可促进雌花分化。
(2)生产过程中使用植物生长调节剂可能会影响农产品的品质,如青鲜素可用于洋葱、大蒜、马铃薯块茎,延长休眠,抑制发芽,延长贮藏期,但青鲜素是致癌物质,对人体健康不利;另外如果水果远未达到成熟期,营养物质没有足够的积累,此时就盲目地用乙烯利催熟,必然改变水果的营养价值及风味。
植物激素
植物激素植物激素是植物体内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质。
也被成为植物天然激素或植物内源激素。
它们在植物体内部分器官合成后转移到其它植物器官,能影响生长和分化。
在个体发育中,不论是种子发芽、营养生长、繁殖器官形成以至整个成熟过程,主要由激素控制。
在种子休眠时,代谢活动大大降低,也是由激素控制的。
最早发现的激素是吲哚乙酸(IAA),这是一种生长素,它是研究最多的一种激素。
吲哚乙酸在植物体内普遍存在,是生理活性最强的生长素。
赤霉素(GA)属于双萜化合物。
其中GA3被发现得最早、研究得最广泛。
细胞分裂素(CTK)是一类腺嘌呤衍生物。
其中玉米素是从高等植物中分离得到的第一种天然细胞分裂素。
以上三种激素主要促进植物生长,而脱落酸和乙烯主要抑制植物生长。
脱落酸(ABA)是一种倍半萜衍生物。
乙烯是化学结构十分简单的不饱和烃。
在五大激素之外,油菜素被认为是第6类激素。
这是一类以甾醇为骨架的植物内源甾体类生理活性物质,又称芸薹素。
植物激素的作用机理是这样的。
植物体内的激素与细胞内某种称为激素受体的蛋白质结合后即表现出调节代谢的功能。
激素受体与激素有很强的专一性和亲和力。
有些受体存在与质膜上,与吲哚乙酸结合后改变质膜上质子泵活力,影响膜透性。
有些受体存在与细胞质和细胞核中,与激素结合后影响DNA、RNAH和蛋白质的合成,并对特殊酶的合成起调控作用。
激素间存在各种相互作用。
一是增效作用。
例如GA3与IAA共同使用可强烈促进形成层的细胞分裂。
对某些苹果品种,只有同时使用才能诱导无籽果实形成。
二是促进作用。
外源GA3能促进内源生长素的合成,因为施用的GA3可抑制组织内IAA氧化酶和过氧化物酶的活性,从而延缓IAA的分解。
高浓度的外源生长素促进乙烯的生成。
三是配合作用。
例如生长素可促进根原基的形成,细胞分裂素可诱导芽的产生。
进行植物细胞和组织培养时,培养基中必须有配合适当比例的生长素和细胞分裂素才能表现出细胞的全能性,即长根又长芽,成为完整植株。
植物激素对植物生长发育的调控作用
植物激素对植物生长发育的调控作用植物激素是植物内部产生的化学物质,以微量存在于植物体内,对植物的生长发育起到重要的调控作用。
本文将从不同植物激素的类型及其在植物生长发育中的作用等方面进行探讨。
一、植物激素的类型在植物体内,主要存在着以下几类植物激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸以及植物内源性多胺物质如多胺类植物肽、植物生物碱等。
这些植物激素在植物生长发育过程中以不同的方式起着调控作用。
二、植物激素的作用机制1. 生长素:生长素是植物体内最常见的一种植物激素。
它对植物生长发育具有多种作用,包括促进细胞伸长、增强侧枝的发育和调控光合作用。
生长素通过刺激细胞壁松弛酶的活性,使细胞壁松弛,从而促进细胞的伸长。
此外,生长素还能抑制侧枝的生长,使植物呈现出直立生长的形态。
2. 赤霉素:赤霉素主要影响植物的细胞分裂和延长。
它能促进细胞的分裂,从而促进植物器官的生长增长。
此外,赤霉素还能影响植物的开花、开苞和叶片的展开等生长过程。
3. 细胞分裂素:细胞分裂素是一类维生素样物质,对植物的根、茎、叶等各个部位都有很强的反应。
它能促进细胞的分裂,从而增加植物的组织和器官的体积。
细胞分裂素还能影响植物的营养物质的吸收和运输,对于促进植物的营养代谢也起到重要的作用。
4. 脱落酸:脱落酸在植物内部的浓度和分布对植物生长发育具有重要影响。
脱落酸能促进植物的伸长,增加细胞的数量和体积。
此外,脱落酸还能调节植物的芽分化和根系的生长等生理过程。
5. 植物内源性多胺物质:植物内源性多胺物质包括多胺类植物肽和植物生物碱等,它们在植物生长发育中起到重要的调控作用。
多胺类植物肽能促进种子的萌发和幼苗的生长,同时还能影响植物的抗逆性。
植物生物碱则对植物的生长发育和代谢起到重要的调控作用。
三、植物激素在植物生长发育中的调控作用不同类型的植物激素在植物生长发育过程中起到了不同的作用。
它们之间相互作用,形成了植物体内多维度的调控网络。
1. 促进细胞分裂和伸长:植物激素如生长素、赤霉素和细胞分裂素等能够促进细胞的分裂和伸长,从而增加植物的组织和器官的体积。
植物激素PPT课件
目录
• 植物激素概述 • 生长素的生理作用 • 赤霉素的生理作用 • 细胞分裂素的生理作用 • 其他植物激素的生理作用 • 植物激素的应用前景
01
植物激素概述
植物激素的定义
植物激素
植物体内产生的,能从产生部位 运输到作用部位,对植物的生长 发育具有显著调节作用的微量有 机物。
05
其他植物激素的生理作用
脱落酸
促进叶片和果实的衰老和脱落
01
脱落酸能诱导叶片中的叶绿素降解,促进叶片衰老和脱落。同
时,脱落酸还能促进果实成熟和脱落。
调节植物生长和发育
02
脱落酸能够抑制植物的生长和发育,使植物表现出休眠和矮化
的状态。
提高植物抗逆性
03
在逆境条件下,脱落酸能够增强植物的抗逆性,如抗旱、抗寒、
调节花期
植物激素如开花素和脱落酸可调 节植物的花期,使植物在适宜的 季节开花,有利于繁殖和观赏。
诱导无性繁殖
某些植物激素如生长素和细胞分 裂素可以诱导植物进行无性繁殖, 如组织培养和快速繁殖,加速优
良品种的推广。
防治植物病虫害
1 2
抗病性增强
植物激素如水杨酸和茉莉酸可诱导植物产生抗病 性,增强对病原菌的抵抗力,减少病害的发生。
提高植物抗逆性
油菜素内酯能够提高植物的抗逆性,如抗旱、抗寒、抗盐等。
调节植物生长和发育
油菜素内酯能够调节植物的生长和发育,如促进根系的生长、花 芽分化等。
06
植物激素的应用前景
提高农作物产量和品质
促进光合作用
植物激素如生长素和细胞分裂素 可促进光合作用,提高光能利用
率,进而增加农作物产量。
延长保鲜期
抗虫性增强
植物激素
植物激素植物激素是植物自身产生的某些有机物质,并自产生部位移动到作用部位,在极低浓度下有明显的生理效应,它们在细胞分裂与伸长、组织与器官分化、开花与结果、成熟与衰老、休眠与萌发等方面分别或相互协调的调控植物的生长、发育与分化。
目前植物激素分为生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯五种类型。
生长素是由一种称作色氨酸的氨基酸生成。
生长素是至今发现的植物中唯一能够极性运输的激素, 即生长素只能从植物体的形态学上端向下运输。
生长素极性运输特异地调控植物器官发生、发育和向性反应等生理过程。
该激素对植株茎叶的伸长、根系的形成和果实的肥大产生促进作用。
同时, 还具有促进花粉在雌蕊上的附着以及无籽果实的成熟等方面起到积极作用。
生长素对植物生长的作用,与生长素的浓度、植物的种类以及植物的器官有关。
一般来说,低浓度可促进生长,高浓度会抑制生长甚至致植物死亡。
双子叶植物对生长素的敏感度比单子叶植物高;营养器官比生殖器官敏感;根比芽敏感,芽比茎敏感等。
因为生长素主要促进细胞伸长生长,所以在离体培养中生长素对于植物愈伤组织的诱导、胚状体的产生以及试管苗的快繁和生根都是必需的。
常用的生长素有:2, 4 一二硝基苯酚( 2, 4- D) 、吲哚丁酸( IBA) 、萘乙酸(NAA) 、吲哚乙酸( IAA) 。
赤霉素促进植物体的伸长生长;打破种子的休眠期,促进种子萌发;花芽形成,促进开花;促进两性花的雄花形成,单性结实;抑制植物的成熟与衰老;通过相关酶使植物细胞壁软化,与生长素协同作用,促进细胞伸长。
作为调控植物生长发育的重要激素之一,它的合成在时间和空间上都受到严格的控制。
赤霉素一方面能促进色氨酸合成IAA;另一方面能抑制吲哚乙酸氧化酶和过氧化物酶的活性,促进IAA 的合成,抑制其降解,提高IAA 的含量。
此外,赤霉素能影响维管蛋白基因表达,影响皮层维管的排列,促进细胞的伸长和扩大;赤霉素能延缓籽粒衰老,延长灌浆时间,有利于胚乳细胞的发育,从而促进籽粒灌浆充实。
植物激素的知识点总结
植物激素的知识点总结一、植物激素的种类植物激素主要分为以下几种类别,包括生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素、玉米素、激素、激素、多种激素、生长抑制素等。
1. 生长素(auxin)生长素是最早被发现的植物激素之一,它能够促进细胞的伸长和分裂,调节植物的向光性和地性,促进根的生长,抑制叶片和果实的脱落。
生长素的合成主要发生在植物的茎尖和未成熟的果实中,它们的运输主要依靠韧皮部向下和木质部向上的方向。
在植物体内,生长素主要起到促进细胞的伸长和分裂作用。
2. 赤霉素(gibberellins)赤霉素能够促进植物的伸长生长,促进种子萌发,促进植物的开花和结果。
它还能够调节植物的发育进程,影响植物的性状和形态。
赤霉素的合成主要发生在植物的茎尖和幼芽中,它们的运输主要依靠韧皮部向下和木质部向上的方向。
在植物体内,赤霉素主要起到促进细胞的伸长和分裂作用。
3. 脱落酸(abscisic acid)脱落酸能够促进植物的休眠和休眠,抑制种子萌发,促进植物的抗逆性和适应性。
它还能够调节植物的水分平衡、营养吸收和排泄。
脱落酸的合成主要发生在植物的根系和幼芽中,它们的运输主要依靠韧皮部向下和木质部向上的方向。
在植物体内,脱落酸主要起到抑制种子萌发和植物休眠的作用。
4. 细胞分裂素(cytokinins)细胞分裂素能够促进植物的细胞分裂和增殖,调节植物的生长和发育。
它还能够影响植物的种子发育和果实形成,促进植物的光合作用和新陈代谢。
细胞分裂素的合成主要发生在植物的根系和叶片中,它们的运输主要依靠韧皮部向下和木质部向上的方向。
在植物体内,细胞分裂素主要起到促进细胞分裂和增殖的作用。
5. 玉米素(ethylene)玉米素能够促进植物的果实成熟和脱落,促进植物的伤口愈合和抗逆性。
它还能够调节植物的生长和发育,影响植物的呼吸作用和生理进程。
玉米素的合成主要发生在植物的成熟果实和气孔中,它们的运输主要依靠韧皮部向下和木质部向上的方向。
六、植物激素
第六章植物激素——是由植物自身合成产生的一类有机物质,并自产生部位移动到作用部位,有显著生理效应的微量物质一、生长激素(IAA)——吲哚─3-乙酸;根、茎、叶、花及种子、胚芽鞘中都有。
在生长旺盛部位(Vigorous Position)积累较多。
1、合成部位:胚芽鞘、叶原基、营养芽、嫩叶和发育中的种子;2、合成途径:色氨酸途径:(缺Zn影响Trp的合成,进而影响IAA合成。
)3、运输:极性运输(胚芽鞘合成的IAA只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输,而不能倒过来运输——向基运输。
)需要代谢能量,能逆浓度梯度。
4、IAA的钝化和氧化:生长素的束缚型(功能:(1) 平衡体内IAA水平,起解毒作用。
(2) 抗氧化作用。
);在IAA氧化酶和过氧化物酶的作用下,IAA氧化分解。
紫外线激活IAA 氧化酶活性。
5、生理效应:1)促进或抑制器官的伸长——促进伸长的最适浓度:茎>芽>根;器官对IAA的敏感性:根>芽>茎。
促进伸长作用特点:1. 低浓度促进、高浓度抑制;2. 不同器官对IAA敏感性不同。
2)促进细胞分裂和器官建成——插枝生根3)促进单性结实和果实发育4)维护顶端优势,抑制侧芽生长5)防止或促进器官脱落6)诱导雌花分化,促进菠萝开花二、赤霉素(GA)水稻恶苗病;GA的基本结构是赤霉烷(gibberellane) ——双萜GA普遍存在于高等植物、蕨类、藻类、真菌、细菌。
含量最高部位是植株生长旺盛部位。
1、合成部位:根伸长区(3-4mm)、营养芽、幼叶、未成熟的种子、萌发的胚等幼嫩组织。
2、合成途径:GGPP——贝壳杉烯——GA12——各种GA;3、运输:GA是双向运输4、生理效应:1)促进茎的伸长和细胞分裂——促进全株长高,尤其是能使矮生突变型或生理矮生植株的茎伸长。
GA主要缩短细胞分裂间期, 促进DNA复制。
GA促进IAA合成水平的提高(合成增加,氧化减少,束缚水解)。
应用:晚稻提前抽穗,杂交制种。
高三植物激素知识点
高三植物激素知识点植物激素是一类由植物自身合成的化学物质,可以调控植物的生长和发育。
它们在植物体内起着重要的作用,影响植物的形态生成、生理代谢和生殖发育等方面。
本文将介绍高三生物课程中涉及的植物激素的主要类型和其作用。
一、植物激素的分类1. 生长素(IAA):生长素是最早被发现并研究的植物激素,它广泛存在于植物体内,能够促进细胞的伸长和分裂,影响植物的营养运输和生长方向。
2. 赤霉素(GA):赤霉素促进植物的营养物质的合成和运输,促进花粉管的伸长和根系的生长。
3. 细胞分裂素(cytokinins):细胞分裂素调节植物的细胞分裂和分化,促进组织的生长和再生。
4. 脱落酸(ABA):脱落酸参与植物的抗逆应答,抑制种子发芽和幼苗的生长,调节植物的休眠和防御机制。
5. 乙烯(ethylene):乙烯有促进果实成熟和呼吸的作用,可以调节植物的落叶和干旱防御。
6. 顶端生长素(apical dominance factors):顶端生长素抑制侧芽和侧根的生长,维持植物的主干生长。
二、植物激素的作用机制1. 激素与受体结合:植物细胞上存在着与激素能结合的受体,当激素与受体结合后,会触发一系列信号传导路径的激活。
2. 信号传导路径:激素结合受体后,会通过细胞内的信号传导路径传递信息,触发细胞内的相应反应。
3. 基因调控:激素作用的最终效应通常是通过调控基因表达来实现的,植物通过调控特定的基因来实现对激素的响应。
三、植物激素的应用1. 促进植物生长:植物生长素能够促进植物的根系和茎的生长,可以应用于农业生产中,提高作物产量和品质。
2. 抗逆应答:脱落酸和乙烯可以调节植物的抗逆应答机制,在干旱、盐碱等恶劣环境条件下提高植物的存活能力。
3. 控制果实成熟和脱落:乙烯能够促进果实的成熟和脱落,在农业生产中可以控制果实的采收时间和储存过程。
四、植物激素的研究方法1. 生物测定法:通过观察植物在不同植物激素浓度下的生长情况,比较植物的形态和生理指标的变化,来推断不同激素对植物的作用效应。
植物激素的作用与调节
植物激素的作用与调节植物激素,也被称为植物内生生长物质,是一类由植物细胞合成并在植物内部传递的化学物质。
它们在植物生长和发育的各个阶段发挥着重要的作用。
植物激素可以通过调节细胞分化、细胞分裂、组织扩张以及植物对环境的响应,来调节植物的生长、开花、果实成熟等生理过程。
本文将重点探讨植物激素的分类、作用机制以及在植物生长调节中的应用。
一、植物激素的分类根据化学性质和作用机制,植物激素可以分为五大类:生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素和顶端优势类似物。
接下来,将对每一类激素进行详细介绍。
1. 生长素生长素是最早被发现的一类激素,它主要通过调节细胞伸长来影响植物的生长。
生长素可促进细胞壁的膨胀,从而使细胞伸长。
此外,生长素还能调节植物的分化和倾性生长。
2. 赤霉素赤霉素在植物生长调节中起着重要的作用。
它能够促进植物细胞的分裂和伸长,同时也参与了植物生长的节律控制、开花、果实成熟等过程。
3. 脱落酸脱落酸主要参与调节植物的休眠、落叶和落果等生理过程。
它在植物离体培养以及果实成熟过程中有着重要的作用。
4. 细胞分裂素细胞分裂素能够促进植物的细胞分裂和伸长,并调控植物根、茎、叶的发育。
此外,细胞分裂素还能促进植物愈伤组织的形成。
5. 顶端优势类似物顶端优势类似物主要包括吲哚乙酸和脱落酸酯类,它们具有植物生长素的活性,能够抑制植物生长顶端的生长,从而促进分支的生长和发展。
二、植物激素的作用机制植物激素的作用机制非常复杂,涉及到多种信号传导途径。
在植物中,激素信号的传递主要通过激素受体介导的转录因子激活和抑制、离子通道的调节以及细胞内信号传递途径的启动来实现。
例如,在生长素的作用中,生长素结合蛋白质受体后,信号被传导到细胞核,激活转录因子,从而调节基因的表达。
这些基因编码的蛋白质可以影响细胞壁的合成和降解,从而调控细胞伸长。
除了转录因子的调节外,激素还能通过调节离子通道的活性来改变细胞内的离子浓度,从而影响细胞的生理状态。
植物激素对生长的影响
植物激素对生长的影响植物激素,又称植物生长素,是一类在极微量下对植物生长发育起调节作用的内源性物质。
植物激素通过调控植物的生长、发育和生理过程,影响植物的形态结构和功能表现。
不同类型的植物激素在植物体内起着不同的作用,相互之间又存在复杂的相互作用关系。
本文将探讨植物激素对植物生长的影响,以及不同类型植物激素在植物生长中的作用机制。
一、赤霉素(GA)对植物生长的影响赤霉素是一种重要的植物生长素,对植物的生长发育具有促进作用。
赤霉素能够促进植物的幼苗生长,增加茎长和叶片面积,促进植物的光合作用。
在种子萌发过程中,赤霉素也能够促进种子的萌发和幼苗的生长。
此外,赤霉素还能够促进植物的开花和结果,提高植物的产量。
赤霉素通过促进细胞的伸长和分裂,调节植物的生长发育过程。
二、生长素(IAA)对植物生长的影响生长素是一种重要的植物生长素,对植物的生长发育具有重要作用。
生长素能够促进植物的细胞分裂和伸长,调节植物的形态结构。
生长素还能够促进植物的根系生长和侧根的形成,增加植物的吸收面积。
在植物的光合作用中,生长素也能够促进叶绿素的合成,提高植物的光合效率。
生长素通过调节植物的生长极性和细胞分裂活性,影响植物的生长发育过程。
三、细胞分裂素(Cytokinin)对植物生长的影响细胞分裂素是一类重要的植物生长素,对植物的生长发育具有调节作用。
细胞分裂素能够促进植物的细胞分裂和分化,增加植物的细胞数量和组织量。
细胞分裂素还能够延缓植物的衰老过程,保持植物的生长活力。
在植物的根系生长中,细胞分裂素也能够促进根系的生长和发育。
细胞分裂素通过调节植物的细胞分裂速率和细胞分化方向,影响植物的生长发育过程。
四、赤霉素和生长素的相互作用赤霉素和生长素是两种重要的植物生长素,在植物的生长发育过程中相互作用。
赤霉素能够促进植物的细胞伸长和茎长,而生长素则能够促进植物的细胞分裂和根系生长。
赤霉素和生长素之间存在着平衡关系,二者的比例和作用方式会影响植物的生长发育。
植物激素
一、生长素(IAA)生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,英文简称IAA,国际通用是吲哚乙酸(IAA)。
4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。
因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。
生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长。
还能够促进果实的发育和扦插的枝条生根。
但趋于衰老的组织生长素是不起作用的。
作用特点:1、顶端优势;2、细胞核分裂、细胞纵向伸长;3、叶片增大;4、插枝发根;5、愈伤组织;6、抑制块根;7、气孔开放;8、延长休眠。
二、赤霉素(GA3)别名:920。
1938年日本薮田贞治郎和住木谕介从赤霉菌培养基的滤液中分离出这种活性物质,并鉴定了它的化学结构。
命名为赤霉酸(GA3)。
到1983年已分离和鉴定出60多种类似赤霉酸的物质。
一般分为自由态及结合态两类,统称赤霉素,分别被命名为GA1、GA2。
不同的赤霉素生物活性不同,赤霉酸(GA3)的活性最高。
赤霉素最突出的作用是加速细胞的伸长(赤霉素可以提高植物体内生长素的含量,而生长素直接调节细胞的伸长),对细胞的分裂也有促进作用,它可以促进细胞的扩大(但不引起细胞壁的酸化)。
作用特点:1、促进麦芽糖的转化(诱导α—淀粉酶形成);2、促进营养生长(对根的生长无促进作用,但显著促进茎叶的生长);3、防止器官脱落和打破休眠等。
三、细胞分裂素(CTK)细胞分裂素(CTK)是一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长的植物激素。
1955年美国斯库格(Skoog)等在研究植物组织培养时,发现了一种促进细胞分裂的物质,被命名为激动素。
它的化学名称为6-糠基氨基嘌呤。
激动素在植物体中并不存在。
之后在植物中分离出了十几种具有激动素生理活性的物质。
现把凡具有激动素相同生理活性的物质,不管是天然的还是人工合成的,统称为细胞分裂素。
它们的基本结构是有一个6-氨基嘌呤环。
植物体内天然的细胞分裂素有玉米素、二氢玉米素、异戊烯腺嘌呤、玉米素核苷、异戊烯腺苷等。
植物激素介绍
植物激素是植物体内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质。
也被成为植物天然激素或植物内源激素。
植物激素有五类,即生长素(Auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)和乙烯(ethyne,ETH)。
它们都是些简单的小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。
例如从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别的决定、休眠和脱落等。
所以,植物激素对植物的生长发育有重要的调节控制作用。
植物激素的化学结构已为人所知,有的已可以人工合成,如吲哚乙酸;有的还不能人工合成,如赤霉素。
目前市场上售出的赤霉素试剂是从赤霉菌的培养过滤物中制取的。
这些外加于植物的吲哚乙酸和赤霉素,与植物体自身产生的吲哚乙酸和赤霉素在来源上有所不同,所以作为植物生长调节剂,也有称为外源植物激素。
最近新确认的植物激素有,茉莉酸(酯)等等植物体内产生的植物激素有赤霉素、激动素、脱落酸等。
现已能人工合成某些类似植物激素作用的物质如2,4-D(2,4-二氯苯酚代乙酚)等。
植物自身产生的、运往其他部位后能调节植物生长发育的微量有机物质。
人工合成的具有植物激素活性的物质称为生长调节剂。
已知的植物激素主要有以下5类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
生长素 C.D.达尔文在1880年研究植物向性运动时,只有各种激素的协调配合,发现植物幼嫩的尖端受单侧光照射后产生的一种影响,能传到茎的伸长区引起弯曲。
1928年荷兰F.W.温特从燕麦胚芽鞘尖端分离出一种具生理活性的物质,称为生长素,它正是引起胚芽鞘伸长的物质。
1934年荷兰F.克格尔等从人尿得到生长素的结晶,经鉴定为吲哚乙酸。
促进>橡胶树漆树等排出乳汁。
在植物中,则吲哚乙酸通过酶促反应从色氨酸合成。
十字花科植物中合成吲哚乙酸的前体为吲哚乙腈,西葫芦中有相当多的吲哚乙醇,也可转变为吲哚乙酸。
已合成的生长素又可被植物体内的酶或外界的光所分解,因而处于不断的合成与分解之中。
高中生物植物激素知识点总结
高中生物植物激素知识点总结一、植物激素的概念植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
二、五大类植物激素1. 生长素-合成部位:主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
-分布:大多集中在生长旺盛的部位。
-生理作用:具有两重性,既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。
不同器官对生长素的敏感程度不同,根>芽>茎。
-实例:顶端优势(顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象),是因为顶芽产生的生长素向下运输,积累在侧芽部位,使侧芽生长受到抑制。
2. 赤霉素-合成部位:主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。
-生理作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育。
3. 细胞分裂素-合成部位:主要是根尖。
-生理作用:促进细胞分裂。
4. 脱落酸-合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。
-生理作用:抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落。
5. 乙烯-合成部位:植物体各个部位。
-生理作用:促进果实成熟。
三、植物激素间的相互作用1. 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节。
-例如,生长素和赤霉素都能促进细胞伸长;脱落酸和乙烯都能促进果实成熟。
-生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,而乙烯含量的升高,反过来又抑制生长素的作用。
2. 植物生长调节剂-概念:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
-优点:容易合成、原料广泛、效果稳定等。
-应用:如用乙烯利催熟果实;用赤霉素处理芦苇可使其纤维长度增加等。
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生长素的合成
生长素主要在植物的幼嫩组织中合成 ,特别是叶原基、嫩叶和发育中的种 子。合成原料主要是色氨酸,参与合 成的酶是吲哚乙酸合成酶。
生长素的分布
生长素在植物体内的分布广泛,但相 对集中在生长旺盛的部分,如胚芽鞘 、芽和根顶端的分生组织、形成层和 发育中的种子等。
生长素的生理作用
促进生长
生长素最显著的生理作用是促进植物 生长,表现为促进细胞伸长和扩大, 从而使植物体整体生长加快。
药用应用
03
在药用植物中,可以使用脱落酸来促进药用成分的合成和积累
,提高药材的药效。
06
其他植物激素
油菜素内酯
总结词
油菜素内酯是一种植物激素,具有调节植物生长和发育的作用。
详细描述
油菜素内酯是由油菜素内酯合成酶催化合成的一类植物激素,主要参与植物的生长发育调节。它能促进细胞伸长 和分裂,增加叶绿素含量,提高光合作用效率,从而促进植物生长和发育。此外,油菜素内酯还能提高植物的抗 逆性,如抗旱、抗寒、抗病等。
细胞分裂素可用于促进植物生长,提高产量和品 质。
园艺
细胞分裂素可用于花卉、树木等园艺植物的繁殖 和生长调节。
药用植物
细胞分裂素可用于药用植物的快速繁殖和生长调 节。
05
脱落酸
脱落酸的合成与分布
合成
脱落酸主要在植物叶片中的气孔、茎和果实等部位合成。合成过程中需要经过一 系列酶的催化反应,包括甲羟戊酸途径和类异戊二烯途径等。
赤霉素的生理作用
01
02
03
04
促进细胞伸长
赤霉素最显著的生理作用是促 进植物细胞伸长,从而使植物
增高。
促进种子萌发
植物激素知识大全
植物激素知识大全一、五大植物激素比较二、植物生长与植物激素的关系(1)生长素与细胞分裂素:植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数目的增多,生长素能促进细胞伸长,体积增大,使植株生长;而细胞分裂素则是促进细胞分裂,使植株的细胞数目增多,从而促进植物生长。
(2)生长素与乙烯:生长素的浓度接近或等于生长最适浓度时,就开始诱导乙烯的形成,超过这一点时,乙烯的产量就明显增加,而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时,就会出现抑制生长的现象。
(3)脱落酸与细胞分裂素:脱落酸强烈地抑制生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
(4)脱落酸与赤霉素:脱落酸是在短日照下形成的,而赤霉素是在长日照下形成的。
因此,夏季日照长,产生赤霉素使植物继续生长,而冬季来临前日照变短,产生脱落酸,使芽进入休眠状态。
三、植物生长调节剂的应用1、概念:人工合成的对植物的生长素有调节作用的化学物质。
2、特点:(1)容易合成(2)原料广泛(3)效果稳定3、实例(1)剩用乙烯利催熟,如凤梨的有计划上市,香蕉、柿子、番茄等上市前的催熟。
(2)利用赤霉素溶液处理芦苇,增加纤维长度,如在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
(3)用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就可产生α一淀粉酶。
(4)青鲜素可以抑制发芽,延长马铃薯、大蒜、洋葱的贮藏期。
4、植物生长调节剂应用的两面性(1)农产品在生产过程中使用植物生长调节剂的例子很多,如马铃薯、莴苣使用赤霉素处理可打破休眠,促进萌发;芹菜、苋菜、菠菜等在采收前用一定浓度的赤霉素喷施可促进营养生长,增加产量;黄瓜、南瓜用一定浓度的乙烯利喷施可促进雌花分化。
(2)生产过程中使用植物生长调节剂可能会影响农产品的品质,如青鲜素可用于洋葱、大蒜、马铃薯块茎,延长休眠,抑制发芽,延长贮藏期,但青鲜素是致癌物质,对人体健康不利;另外如果水果远未达到成熟期,营养物质没有足够的积累,此时就盲目地用乙烯利催熟,必然改变水果的营养价值及风味。
高中生物植物激素的概念
高中生物植物激素的概念植物激素概念:1. 什么是植物激素:植物激素是一类特殊生物化学物质,其生物功能主要包括调节植物的生长、发育以及对外界的反应等。
它们是由植物细胞颗粒形成的,可以在苛立植物发育过程中施加添加剂等激发植物应答,改变植物生长发育、对内外环境做出反应等。
2. 植物激素的种类:植物激素可以大致分为五类,分别是细胞分裂激素、生长素、减数分裂激素、激素胺和离子惰性激素等。
(1)细胞分裂激素:细胞分裂激素是植物生长和发育中根本激素,主要作用是促进细胞分裂。
细胞分裂激素对植物而言尤为重要,它可以调节细胞增殖和传统,共同维持芽梢、根系、叶和茎各部位的快速发育。
(2)生长素:生长素是植物发育和生长中非常重要的一类激素,它可以促进植物的各种生长过程,如根的生长、芽的旋转和叶的开展等。
在植物的发育过程中,距离生长素中的化学成分会出现不同的变化,从而影响植物的发育和生长进程。
(3)减数分裂激素:减数分裂激素是植物发育和生长的第一类激素,它的主要作用是促进细胞的减数分裂现象,可以促使植物的幼苗快速发育并生长,从而获得更多的光合物质。
(4)激素胺:激素胺是植物发育和生长过程中特殊激素,主要作用是促进植物发育和生长,但是其作用机理仍不清楚。
同时,激素胺也可以调节植物开花和果实形成。
(5)离子惰性激素:离子惰性激素是一类重要的植物激素,它们具有在植物发育过程中施加促进和引导作用,对植物的繁殖、生长和吸收光照物质等有重要的作用。
3. 植物激素作用:(1)促进植物成长及发育:植物激素能够促进植物发育和生长,以及植物的各种生活活动,如繁殖发育、光合作用和气孔开启等。
(2)影响植物的性状:植物激素的作用主要表现在影响植物的性状,如体型、根系、叶片、花朵和果实等,由此可以确定植物的发育状况。
(3)调节植物的生理活动:植物激素的另一项功能是调节植物的生理活动,如维护植物胚层的分裂、调节光合作用、抵抗光照应激、抵抗病虫害、保护植物木质部分等。
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生长素生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,包括吲哚乙酸(IAA)、4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸等。
1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究;后来达尔文父子对?草胚芽鞘向光性进行了研究。
1928年温特首次分离出这种引起胚芽鞘弯曲的化学信使物质,命名为生长素。
1934年,凯格等确定它为吲哚乙酸,因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。
生长素在扩展的幼嫩叶片和顶端分生组织中合成,通过韧皮部的长距离运输,自上而下地向基部积累。
植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物而形成的。
其主要途径是通过吲哚乙醛。
吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化脱氨成为吲哚丙酮酸后脱羧而成,也可以由色氨酸先脱羧成为色胺后氧化脱氨而形成。
然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。
另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸。
在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性,如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸,与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇,与葡萄糖结合成葡萄糖苷,与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。
结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50~90%,可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式,它们经水解可以产生游离吲哚乙酸。
植物组织中普遍存在的吲哚乙酸氧化酶可将吲哚乙酸氧化分解。
生长素有多方面的生理效应,这与其浓度有关。
低浓度时可以促进生长,高浓度时则会抑制生长,甚至使植物死亡,这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。
生长素的生理效应表现在两个层次上。
在细胞水平上,生长素可刺激形成层细胞分裂;刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长;促进木质部、韧皮部细胞分化,促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。
在器官和整株水平上,生长素从幼苗到果实成熟都起作用。
生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制;当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性;当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性;吲哚乙酸造成顶端优势;延缓叶片衰老;施于叶片的生长素抑制脱落,而施于离层近轴端的生长素促进脱落;生长素促进开花,诱导单性果实的发育,延迟果实成熟。
近年来提出激素受体的概念。
激素受体是一个大分子细胞组分,能与相应的激素特异地结合,尔后发动一系列反应。
吲哚乙酸与受体的复合物有两方面的效应:一是作用于膜蛋白,影响介质酸化、离子泵运输和紧张度变化,属于快反应(〈10分钟〉;二是作用于核酸,引起细胞壁变化和蛋白质合成,属于慢反应()10分钟)。
介质酸化是细胞生长的重要条件。
吲哚乙酸能活化质膜上ATP(腺苷三磷酸)酶,刺激氢离子流出细胞,降低介质pH值,于是有关的酶被活化,水解细胞壁的多糖,使细胞壁软化而细胞得以扩伸。
施用吲哚乙酸后导致特定信使核糖核酸(mRNA)序列的出现,从而改变了蛋白质的合成。
吲哚乙酸处理还改变了细胞壁的弹性,使细胞生长得以进行。
赤霉素赤霉素是一类属于双萜类化合物的植物激素。
1926年日本病理学家黑泽在水稻恶苗病的研究中发现水稻植株发生徒长是由赤霉菌的分泌物所引起的。
1935年日本薮田从水稻赤霉菌中分离出一种活性制品,并得到结晶,定名为赤霉素(GA)。
第一种被分离鉴定的赤霉素称为赤霉酸(GA3),现已从高等植物和微生物中分离出70余种赤霉素。
因为赤霉素都含有羧基,故呈酸性。
内源赤霉素以游离和结合型两种形态存在,可以互相转化。
赤霉素pH值3~4的溶液中最稳定,pH值过高或过低都会使赤霉素变成无生理活性的伪赤霉素或赤霉烯酸。
赤霉素的前体是贝壳杉烯。
某些生长延缓剂,如阿莫-1618和矮壮素等能抑制贝壳杉烯的形成,福斯方-D能抑制贝壳杉烯转变为赤霉素。
赤霉素在植物体内的形成部位一般是嫩叶、芽、幼根以及未成熟的种子等幼嫩组织。
不同的赤霉素存在于各种植物不同的器官内。
幼叶和嫩枝顶端形成的赤霉素通过韧皮部输出,根中生成的赤霉素通过木质部向上运输。
赤霉素中生理活性最强、研究最多的是GA3,它能显著地促进植物茎、叶生长,特别是对遗传型和生理型的矮生植物有明显的促进作用;能代替某些种子萌发所需要的光照和低温条件,从而促进发芽;可使长日照植物在短日照条件下开花,缩短生活周期;能诱导开花,增加瓜类的雄花数,诱导单性结实,提高坐果率,促进果实生长,延缓果实衰老。
除此之外,GA3还可用于防止果皮腐烂;在棉花盛花期喷洒能减少蕾铃脱落;马铃薯浸种可打破休眠;大麦浸种可提高麦芽糖产量等等。
赤霉素很多生理效应与它调节植物组织内的核酸和蛋白质有关,它不仅能激活种子中的多种水解酶,还能促进新酶合成。
研究最多的是GA3诱导大麦粒中α-淀粉酶生成的显著作用。
另外还诱导蛋白酶、β-1,3-葡萄糖苷酶、核糖核酸酶的合成。
赤霉素刺激茎伸长与核酸代谢有关,它首先作用于脱氧核糖核酸(DNA),使DNA活化,然后转录成信使核糖核酸(mRNA),从mRNA翻译成特定的蛋白质。
细胞分裂素细胞分裂素是一类具有腺嘌呤环结构的植物激素。
其共同特点是在腺嘌呤环的第6位置上有特定的取代物。
它们的生理功能突出地表现在促进细胞分裂和诱导芽形成。
1948年美国斯科格和中国崔?在烟草组织培养中发现腺嘌呤能诱导烟草髓组织分化出芽。
1955年米勒等以酵母脱氧核糖核酸的降解物和鲱精子的脱氧核糖核酸中分离纯化得到促进细胞分裂的物质,定名为激动素(KT),其化学结构为6-呋喃甲基腺嘌呤,又称糠基腺嘌呤。
1963年莱瑟姆从受精11~16天的玉米嫩籽中分离出第一种存在于高等植物中的天然细胞分裂素,定名为玉米素(Z)。
目前已从高等植物中得到20几种腺嘌呤衍生物。
如二氢玉米素、玉米素核苷(ZR)和异戊烯基腺嘌呤。
近代人工合成了多种类似物质,如6-苄基腺嘌呤(BA)、四氢吡喃苄基腺嘌呤(PBA)等。
它们通称为细胞分裂素(CTK)。
根部分生组织(根尖)合成细胞分裂素最活跃,通过木质部的长距离运输从根到茎。
幼叶、芽、幼果和正在发育的种子中也能形成细胞分裂素,玉米素最早就是从未成熟的玉米籽中获得的。
细胞分裂素可通过转移核糖核酸(tRNA)的裂解产生,也可以由甲羟戊酸盐和腺嘌呤为前体合成。
细胞分裂素有多种生理效应。
一为细胞分裂。
细胞分裂有两个过程,一个是核分裂过程,另一个是胞质分裂过程,细胞分裂素促进胞质分裂。
缺乏细胞分裂素则细胞不能正常分裂形成多核细胞。
二是诱导芽形成。
有些离体叶经激动素处理后主脉基部和叶缘都能产生芽。
三是防衰老。
用激动素处理后的离体叶片可以逆转处理区域内的蛋白质和叶绿素降解过程。
四是克服顶端优势。
将激动素施于受茎顶端极性运输的生长素抑制的侧芽上,可使侧芽萌发生长。
细胞分裂素可抑制侧根和不定根的形成。
细胞分裂素可使遗传上雄性葡萄品种变为雌雄同花植株。
细胞分裂素与生长素以适当比例配合使用能促使组织分化出芽和根,长成完整植株。
脱落酸脱落酸是一种具有倍半萜结构的植物激素。
1963年美国艾迪科特等从棉铃中提纯了一种物质能显著促进棉苗外植体叶柄脱落,称为脱落素II。
英国韦尔林等也从短日照条件下的槭树叶片提纯一种物质,能控制落叶树木的休眠,称为休眠素。
1965年证实,脱落素II和休眠素为同一种物质,统一命名为脱落酸。
脱落酸在衰老的叶片组织、成熟的果实、种子及茎、根部等许多部位形成。
水分亏缺可以促进脱落酸形成。
脱落酸在植物体内才再分配速度很快,在韧皮部和木质部液流中存在。
合成脱落酸的前体是甲瓦龙酸,在它生成法尼基焦磷酸后有两条去路。
一是真菌中常见的C15直接途径。
一是高等植物中的C40间接途径。
后者先形成类胡萝卜素(紫黄质),经光或生物氧化而裂解为C15的黄氧化素,再转化为脱落酸。
脱落酸可由氧化作用和结合作用被代谢。
脱落酸可以刺激乙烯的产生,催促果实成熟,它抑制脱氧核糖核酸和蛋白质的合成。
脱落酸的生理功能有以下几种:1. 抑制与促进生长。
外施脱落酸浓度大时抑制茎、下胚轴、根、胚芽鞘或叶片的生长。
浓度低时却促进离体黄瓜子叶生根与下胚轴伸长,加速浮萍的繁殖,刺激单性结实种子发育。
2. 维持芽与种子休眠。
休眠与体内赤霉素与脱落酸的平衡有关。
3. 促进果实与叶的脱落。
4. 促进气孔关闭。
脱落酸可使气孔快速关闭,对植物又无毒害,是一种很好的抗蒸腾剂。
检验脱落酸浓度的一种生物试法即是将离体叶片表皮漂浮于各种浓度脱落酸溶液表面,在一定范围内,其气孔开闭程度与脱落酸浓度呈反比。
5. 影响开花。
在长日照条件下,脱落酸可使草莓和黑莓顶芽休眠,促进开花。
6. 影响性分化。
赤霉素能使大麻的雌株形成雄花,此效应可被脱落酸逆转,但脱落酸不能使雄株形成雌花。
乙烯乙烯是一种气态激素。
19世纪中叶,人们已发现泄露的照明气能影响植物的生长发育。
1901年俄国学者尼留波夫证实照明气中乙烯的作用,发现植物对乙烯的“三重反应”。
20~30年代已查明乙烯对植物的广泛效应,并作为水果催熟剂。
1934年美国波依斯汤姆逊研究所克拉克等提出乙烯是成熟激素的概念。
50年代末,伯格等把气相层析技术引入乙烯研究中,精确测定追踪组织中极微量的乙烯及其变化。
60年代末,乙烯被公认为一种植物内源激素。
1964年利伯曼提出乙烯来自蛋氨酸。
1979年亚当斯和杨发现1-氨基环丙烷基羧酸(ACC)是乙烯生成的前体,并确定乙烯合成途径为:蛋氨酸→腺苷蛋氨酸(SAM)→ACC→乙烯。
催化SAM形成ACC的ACC合成酶是乙烯合成的主要限速因素。
氨基乙氧基乙烯甘氨酸(A VG)、氨氧乙酸(AOA)等物质能有效抑制这一反应。
几乎所有高等植物的组织都能产生微量乙烯。
干旱、水涝、极端温度、化学伤害、和机械损伤都能刺激植物体内乙烯增加,称为“逆境乙烯”,会加速器官衰老、脱落。
萌发的种子、果实等器官成熟、衰老和脱落时组织中乙烯含量很高。
高浓度生长素促进乙烯生成。
乙烯抑制生长素的合成与运输。
抑制黄化豌豆幼苗伸长生长,促进增粗和改变向地性(三重反应)以及叶片产生偏上性反应是乙烯专一的生物效应,常作为生物鉴定方法。
发动和促进果实、花冠、叶片等植物器官和组织的成熟、衰老、凋萎和脱落是乙烯最主要的生理作用。
在果实成熟时,乙烯使核糖核酸合成能力增加,促进蛋白质的合成。
此外可促进过氧化物酶、磷酸脂酶等许多酶的活化,故有催熟作用。
在离层形成时,乙烯促进离层区蛋白质的合成,提高离层区纤维素酶的活性,从而加速离层的形成,引起器官脱落。
乙烯促进开花,诱导雌花形成;打破某些种子的休眠;抑制幼苗顶端钩开放;抑制根生长;诱导不定根和根毛形成;促进皮孔增生;增加植物的排泄作用。
油菜素油菜素,又称芸薹素。
这是一类以甾醇为骨架的植物内源甾体类生理活性物质。
1970年美国农学家米契尔等从油菜花粉中提取获得一种显著促进豆苗生长的物质,定名为油菜素。
英国的曼达伐等于1978年将油菜素精制后得到具有高活性的结晶物,其化学结构属于甾醇内酯,故命名为油菜素内酯(BR)。
其后又从另一些植物中提纯了十几种具有生物活性的油菜素甾体类物质,其中油菜素内酯的生理活性最强,被认为是一种新的植物激素。