植物生理学7

第7章植物激素和生长调节物质

·通过本章学习，主要了解五大植物激素在高等植物中的分布、运输、生物合成、主要生理功能和作用机理，植物生长调节

剂的重要作用，为利用生长调节剂调控植物生长发育，以提高作物产量质量提供理论基础。（一）基本内容

1.植物激素的发现

2.植物激素的代谢（生物合成、降解、钝化）

3.植物激素在植物体内的运输和分布

4.植物激素的生理作用

5.植物激素的作用机理

6.植物生长调节剂的种类及其在农业上的应用

（二）重点

1.五大植物激素主要的生理作用（注意它们之间的区别和联系）

2.五大激素的作用机理

3.五大激素合成途径（不记过程）及前体物质，乙烯生物合成的调节

4.生长调节剂在农业上的主要应用

植物激素根据国际植物学会会议规定：

植物激素是在植物体内的某一部分合成，并可转移到其它部分，在那里以很低的浓度引起生理反应的有机物。

植物激素特点：

①内生的，它们是植物细胞正常代谢产生的。

②能移动，由产生的部位转移到作用部位。

③极低的浓度(一般<1 μmol·L－1) 对生理过程起调节作用。

目前，大家公认的植物激素有6 类，即：

生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸、油菜素内酯

生长调节物质：

人们在植物中发现的另外一些能调节植物生长发育的物质，如多胺、壳梭孢素(FC)、月光花素等，它们是否属于植物

激素目前尚有争论。

天然抑制物质：

植物体内含有的一些天然的抑制物质，如酚类化合物，它们对植物生长发青起着抑制作用。

植物生长调节剂(plant growth regulators)

人们研究并合成的与天然植物激素具有同样生理作用的有机化合物。

它们通常在极低浓度下，促进或抑制植物的生长发育，或使生长发育发生质的变化。

目前这类物质在农林生产中乙得到广泛应用。

植物生长物质(plant growth substances)

植物激素、生长调节物质、抑制物质、植物生长调节剂

第一节生长素类

一、生长素的发现

·1880年达尔文(Charles Darwin)，胚芽鞘向光性试验发现在单方向的光照下，某种影响会从胚芽鞘顶端传递到下部，引

起向光弯曲。

·1926年，温特(Went)试验证明了某种未知的化合物能从顶端被运送到下部并引起胚芽鞘弯曲生长。

这证明了单方向光下向光弯曲生长是由某种物质引起的。

Went证明燕麦胚芽鞘顶端，存在生长素的试验方法。

·生长素类

吲哚乙酸(indole acetic acid,简称IAA)

4 -氯吲哚乙酸(4-chloroindoleacetic acid, 简写成4 -chloro IAA)

苯乙酸(Phenylacetic acid, 简写成PAA)

吲哚丁酸(indole butyric acid, 简写成IBA)

二、IAA的生物合成和降解

IAA的生物合成：

色氨酸途径

非色氨酸途径，由吲哚(indole)直接转化而来。

·色氨酸途径：

必须经过吲哚乙醛。

·催化色氨酸转变成IAA的酶系

存在幼嫩组织如芽原基、幼叶和幼果中，活性很高，IAA浓度也相对较高，这表明IAA可能是在这些组织中合成的。 ·缺锌阻碍了吲哚和丝氨酸合成为色氨酸，锌可能是色氨酸合成酶的辅酶。

·植物体内IAA还可由吲哚乙腈(indole acetonitrile)合成而来。

吲哚乙腈也由色氨酸转化而来，在腈水解酶的作用下吲哚乙腈转变为IAA。

主要存在于十字花科植物中。

·植物体内生长素水平的调节控制

1. 通过调节IAA的合成速率来控制植物体中IAA的数量。

2. 通过与其它化合物结合，形成无生长素活性的络合物.。

3. IAA的降解。

4. IAA在细胞中的区域化(如在液泡)以及运输，调节着细胞液中游离IAA的水平。

·束缚型生长素和自由生长素

1. 通过与其它化合物结合形成无生长素活性的络合物的生长素称之为束缚型生长素。

例如与天冬氨酸肌醇糖蛋白质结合等。

它们是IAA的贮藏形式，植物需要时，通过酶水解这些衍生物释放出有活性的IAA.

2. 游离状态的有活性的生长素称之为自由生长素。

·IAA的降解

一是通过IAA氧化酶催化氧化和脱羧，可能产生多种氧化产物。通常主要是3-甲基氧吲哚。

IAA氧化酶是一种含铁的血红色素蛋白质。

其活性需要Mn2+和酚两个辅基。

酚一般是单元酚，例如香豆酸、阿魏酸等。

二是芳香环的C-2和C-3被氧化。

三、生长素在植物体中的运输

第一，移动速度很慢，在根和茎中约1cm·h-1。

第二，极性运输(polar transport)，即生长素只能从植物体的形态学上端向下运输，而不能倒转过来；

第三，生长素的运输需要代谢能量，可以逆浓度陡度进行。所以是主动运输。

·抗生长素2，3，5-三碘苯甲酸(TIBA) 也阻碍生长素的运输，但不影响能量代谢。

四、生长素的生理作用

(一)对生长的促进和抑制作用

IAA对植物器官的伸长具有正负两种效果。与使用浓度、细胞年龄和器官的敏感性有关。

(二)对根生长和不定根形成的作用

生长素在特别低的浓度下(10-7～10-13mol·L－1)，可以促进根切段或多种植物整个根系的伸长

根细胞所含内源生长素通常能够或几乎能够满足正常生长的需要。

在施用外源生长素类物质时，通过细胞分裂和分化，对早期根的产生和发育有促进作用，而对根的伸长有抑制效果。

在施用外源生长素类物质时，可促进茎上不定根的产生。

诱导生根的效果：

IBA > NAA > IAA

(三)对侧芽发育的抑制

(四)阻止器官脱落

(五)促进菠萝开花

(六)促进黄瓜雌花的形成