植物學課件第七章_植物生長物質(已修改)
2025-02-02 19:46 本頁面
【正文】 第七章 植物生長物質 plant growth substances 植物生長物質的概念和研究方法 ㈠ 植物生長物質的概念及其種類 ? 植物生長物質 (plant growth substances)是指調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的微量化學物質。包括： 植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。 ? 植物激素 (plant hormones， phytohormones)是指在植物體內(nèi)合成的、通常從合成部位運往作用部位、對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量小分子有機質。 ? 植物生長調(diào)節(jié)劑 (plant growth regulators)是指一些具有植物激素活性的人工合成的物質。 ? 6大類植物激素 Auxin GAs CTK ABA ETH BRs ? 其它植物生長物質 SA JA PA等 ㈡ 研究植物生長物質的方法 生物測定法 通過測定激素作用于植株或離體器官后所產(chǎn)生的生理生化效應的強度，從而推算植物激素含量的方法。 物理和化學方法 TLC GC HPLC MS 免疫分析法 RIA ELISA 生長素類（ auxin） 生長素的發(fā)現(xiàn)和種類 導致生長素發(fā)現(xiàn)的向光性實驗 ? 1934年，荷蘭的科戈 ()等人分離和純化了吲哚乙酸 (indole3acetic acid, IAA)， C10H9O2N，分子量為 。從此， IAA就成了生長素的代號。 ? 除 IAA外，植物體內(nèi)還有其他生長素類物質，如PAA、 4ClIAA 、 IBA。 C H 2 C O O Hphenylactic acid（ PAA） 具有生長素活性的生長物質 (A)和抗生長素類物質 (B) 生長素的代謝 （一）生長素的分布與運輸 ⑴ 分布： ? 植物體內(nèi)生長素的含量很低，一般每克鮮重為 10～ 100ng。 ? 各種器官中都有生長素的分布，但較集中在生長旺盛的部位，如正在生長的莖尖和根尖。 黃化燕麥幼苗中生長素的分布 ⑵ 運輸 生長素在植物體內(nèi)的運輸具有極性，即生長素只能從植物的形態(tài)學上端向下端運輸，而不能向相反的方向運輸，這稱為生長素的極性運輸 (polar transport)。 生長素極性運輸?shù)慕?jīng)典試驗 供體－受體瓊脂塊方法（ donorreceiver agar block method） 生長素極性運輸?shù)奶攸c ? 運輸速度為 1cm/hr，快于韌皮部運輸，慢于單純擴散 ? 是耗能需氧過程 ? 采取“細胞－細胞壁空間－細胞”的形式 ? 生長素的極性運輸對分子結構具有選擇性 極性運輸機理 (化學滲透極性擴散假說） 生長素極性運輸抑制劑 (二 ) 生長素的代謝 ⑴ 生長素的生物合成 色氨酸依賴途徑 ? 合成部位 植物的莖端分生組織、禾本科植物的芽鞘尖端、胚和正在擴展的葉等。 用離體根的組織培養(yǎng)證明根尖也能合成 IAA。 ⑴ 生長素的結合與降解 束縛型生長素 (bound auxin) 與細胞內(nèi)的糖、氨基酸等結合的那部分 IAA。 是生長素的貯藏或鈍化形式，約占組織中生長素總量的50%～ 90%，無生理活性，無極性運輸。 游離型生長素 (free auxin) 沒有與其他分子以共價鍵結合的易從植物中提取的 IAA。 ? 生長素的降解 酶氧化降解 IAA的酶促氧化包括釋放 CO2和消耗等摩爾的 O2 ，催化降解的酶是吲哚乙酸氧化酶 (IAA oxidase）。 光氧化降解 在強光下體外的吲哚乙酸在核黃素催化下，可被光氧化。 IAA的光氧化產(chǎn)物和酶氧化產(chǎn)物相同，都為亞甲基氧代吲哚 (及其衍生物 )和吲哚醛。 ⑶ 生長素代謝的調(diào)節(jié) 生長素的生理效應 ? 生長素的生理作用十分廣泛，包括對細胞分裂、伸長和分化，營養(yǎng)器官和生殖器官的生長、成熟和衰老的調(diào)控等。 ㈠ 促進生長 ? 生長素對生長的作用有三個特點： ⑴ 雙重作用 ⑵ 不同器官對生長素的敏感性不同 ⑶ 對離體器官和整株植物效應有別 (二 ) 促進插條不定根的形成 （三）對養(yǎng)分的調(diào)運作用 （四） 生長素的其它效應 ? 促進微管束分化 ? 引起頂端優(yōu)勢 ? 促進雌花分化 ? 促進光合產(chǎn)物運輸 ? 促進葉片的擴大和氣孔的開放 ? 促進形成層細胞向木質部細胞分化 ? 抑制花朵脫落、葉片老化和塊根形成 生長素抑制了菜豆植物株中腋芽的生長 IAAinduced xylem regeneration around the wound in cucumber stem tissue. 生長素的作用機理 ? 生長素最明顯的生理效應是促進細胞的伸長生長。 ? 用生長素處理莖切段后，不僅細胞伸長了，而且細胞壁有新物質的合成，原生質的量也增加了。 Time course for auxininduced growth of Avena (oat) coleoptile sections. （一）酸生長理論 雷利和克萊蘭 (Rayle and Cleland)于 1970年提出了生長素的酸生長理論 (acid growth theory) ： 1. 生長素與受體結合后，能活化質膜上的 H+ATP酶。 2. 活化后的 H+ATP酶水解 ATP將細胞內(nèi)的 H+泵到細胞壁中，導致細胞壁基質溶液的 pH下降。 3. 酸化后，細
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