植物激素及其信号传导(最终)

生长素是最早发现的植物激素，是植物生长 过程中重要的调节信号，包括吲哚乙酸、吲 哚丁酸、苯乙酸等多种化合物，主要在生长 旺盛的组织部位发挥作用。在细胞水平上， 生长素影响细胞的伸长、分裂和分化；在个 体水平上，其能诱导根尖、茎尖及愈伤组织 的分化，调节茎尖的向光性和根的向地性， 同时参与维管组织的发育、根毛发育和花的 形成等。目前发现的生长素早期应答基因主 要包括GH3、Aux/IAA和SAUR三类，是生长 素诱导的原初表达基因。
关键词：植物激素、细胞的信号传递、酶、 受体、基因的表达
汇报提纲
1.植物激素的概念及类型、作用 2. 生长素和赤霉素的生物合成、代谢及其 信号传导过程及其在生产的应用 3.其它生物激素的简介 4. 概括总结。
植物激素的概念及类型、作用
1.概念 植物内源激素是指在植物体内合成的微量有 机物质，通常在植物体内部分器官合成后运 往作用部位，参与调控不同生长或胁迫进程， 包括胚胎形成、种子萌发、形态建成、果实 成熟和器官衰老等。植物中典型的五类激素 包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸 和乙烯，前三种对植物生长有促进作用，后 两种有抑制作用。

极性运输 (Polar Transport) 生长素主要是在植物的顶端分生组织 中合成的，然后被运输到植物体的各个部 分。生长素在植物体内的运输是单方向的， 只能从植物体形态学上端向形态学下端运 输，在有单一方向的刺激(单侧光照)时生长 素向背光一侧运输，其运输方式为主动运 输（需要载体和ATP）。
一、生长素
1.生长素的性质 物理化学性质 吲哚乙酸的纯品为白色结晶，难溶于水。易溶 于乙醇、乙醚等有机溶剂。在光下易被氧化而变为红色，生理活 性也降低。植物体内的吲哚乙酸有呈自由状态的，也有呈结合 （被束缚）状态的。后者多是酯的或肽的复合物。植物体内自由 态吲哚乙酸的含量很低，每千克鲜重约为1～100微克，因存在 部位及组织种类而异，生长旺盛的组织或器官如生长点、花粉中 的含量较多。
2Leabharlann Baidu生长素的合成
3.生长素的代谢
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，对细胞分裂没有影响。植物 感受光刺激的部位是在茎的尖端，但弯曲的部位 是在尖端的下面一段，这是因为尖端的下面一段 细胞正在生长伸长，是对生长素最敏感的时期， 所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组 织生长素是不起作用的。
植物不同的器官对生长素最适浓度的要求是不同 的。在生产上常常用生长素的类似物(如萘乙酸、 2，4-D等)来调节植物的生长。如生产豆芽菜时 就是用适宜茎生长的浓度来处理豆芽，结果根和 芽都受到抑制，而下胚轴发育成的茎很发达。 植物茎生长的顶端优势是由植物对生长素的运输 特点和生长素生理作用的两重性两个因素决定的， 植物茎的顶芽是产生生长素最活跃的部位，但顶 芽处产生的生长素浓度通过主动运输而不断地运 到茎中，所以顶芽本身的生长素浓度是不高的， 而在幼茎中的浓度则较高，最适宜于茎的生长， 对芽却有抑制作用。越靠近顶芽的位置生长素浓 度越高，对侧芽的抑制作用就越强，这就是许多 高大植物的树形成宝塔形的原因。
2.类型及作用 生长素是最早发现的植物激素，参与调控植 物几乎所有的生长发育进程，包括胚胎发育、 器官形成、顶端优势、组织再生以及各种趋 向性生长。 赤霉素的作用主要是促进植物的节间伸长， 解除种子、块茎、芽的休眠，促进发芽和抑 制衰老。 细胞分裂素主要促进细胞分裂，细胞体扩大， 使芽分化，解除顶端优势，促进侧芽生长， 抑制衰老等，对种子和芽有打破休眠、促使 萌发的作用。
脱落酸是另一类重要的植物激素，参与调控植物许多发 育进程，包括种子发育、种子休眠、种子发芽、幼苗生 长、气孔闭合等。脱落酸还参与植物对生物和非生物胁 迫的应答，比如干旱、盐和低温胁迫，以及病原体侵染 等。 乙烯是一类气体植物激素，能促进果实成熟，促使落叶 和衰老，抑制器官伸长等。通过调控细胞伸长、分裂和 分化进而调节植物生长发育的多个方面，包括种子萌发、 芽生长、茎伸长、根发育、 花粉管生长和花粉发育、 开花时间，甚至参与玉米花的性别决定。 油菜素(又称芸薹素)被称为第六类激素，是1970年美国 农学家Michell等从油菜花粉中提取获得的一种显著促进 豆苗生长的物质，具有促进细胞分裂和伸长的双重作用。 新增的植物激素还有茉莉酸、多胺和水杨酸等。
植物激素及其信号传导
创新实验学院 生工基地121
常思远 黄东阳 范睿深 彭松林 冯天华 纪恩
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组长：范睿深 资料搜集：黄东阳，常思远 资料整理：彭松林，冯天华，纪恩 后期整理及ppt制作：范睿深
摘要：植物激素以及其信号的传导的原理。 以及其发现，发展，目前遇到的问题，未 来的发展。
但也不是所有的植物都具有强烈的顶端优势，有 些灌木类植物顶芽发育了一段时间后就开始退化， 甚至萎缩，失去原有的顶端优势，所以灌木的树 形是不成宝塔形的。由于高浓度的生长素具有抑 制植物生长的作用，所以生产上也可用高浓度的 生长素的类似物作除草剂，特别是对双子叶杂草 很有效。
4.生长素的信号传导 GH3基因编码生长素结合酶，分子质量约65～70kDa，GH3蛋白 具有吲哚乙酸氨基酸化的合成酶功能，它通过减少游离生长素的 水平对生长素起到反馈调节的作用。GH3能与植物生长素反应因 子相互作用，拟南芥GH3基因受到ARF8转录因子的正调控作用， 能够诱导AtGH3.6、AtGH3.5和AtGH3.17基因的表达，当过量表 达ARF8基因时生长素响应减弱。拟南芥的GH3.6基因在arf7突变 体内表达水平下调，在arf7和arf19双突变体内下调更多。在水稻 中，小分子RNA，miRl67是ARF8的靶向基因，在水稻悬浮培养 细胞中导入miRl67后，细胞中ARF8和OsGH3-2的表达量都显著 降低，推测OsGH3-2基因在水稻细胞中参与作用的信号途径是 auxin miRl67-ARF8-OsGH3-2。植物GH3基因参与光信号转导 途径，AtGH3a/GH3.5的过量表达突变体wes1-D和基因敲除突变 体wes1经红光照射后胚轴长度分别变短和变长。此外，GH3基 因还参与了非生物胁迫反应，wes1-D拟南芥突变体对生物和非 生物胁迫抗性增强，一些胁迫诱导反应基因及病原相关基因都上 调表达，因此，GH3基因被认为能够调控植物的生长发育以适应 外界变化。