激素和生长调节剂.pptx
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1、 第第 六六 章章植物激素和植物生长调节剂植物激素和植物生长调节剂 植植物物激激素素是是植植物物体体内内产产生生的的一一种种调调节节剂剂,它它在在低低浓浓度度时时调调节节植植物物的的生生理理过过程程,激激素素通通常常自自产产生的部位移动到作用的部位。生的部位移动到作用的部位。根据这一定义,植物激素有以下特点:根据这一定义,植物激素有以下特点:(1 1)内生性:是植物细胞正常代谢产生的;)内生性:是植物细胞正常代谢产生的;(2 2)可移动性:由产生的部位转移到作用部位;)可移动性:由产生的部位转移到作用部位;(3 3)低低浓浓度度的的调调节节功功能能:激激素素在在植植物物体体内内的的含含量量很很
2、低低,通通常常为为n 10-7 n 10-9/g FW,浓浓度度过过高反而推失去了正常的生理功能。高反而推失去了正常的生理功能。目目前前,大大家家公公认认的的植植物物激激素素有有五五类类:生生长长素素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。生生长长调调节节物物质质:是是在在植植物物中中发发现现的的一一些些能能调调节节植植物物生生长长发发育育的的物物质质,如如油油菜菜素素内内酯酯、多多胺胺、壳壳梭梭孢孢素素(FC)、月月光光花花素素等等,它它们们是是否否属属于于植植物物激素目前尚有争论。激素目前尚有争论。植物生长调节剂植物生长调节剂:(plant gro
3、wth regulators):人工合成的与天然植物激素结构相似并具有人工合成的与天然植物激素结构相似并具有同样生理作用的有机化合物。同样生理作用的有机化合物。植物生长物质植物生长物质(plant growth substances):植物激素、生长调节物质以及植物生长调节植物激素、生长调节物质以及植物生长调节剂统称为植物生长物质。剂统称为植物生长物质。第一节第一节 生长素类生长素类一、生长素一、生长素(auxins)的发现的发现二、生长素在植物体内的分布与运输二、生长素在植物体内的分布与运输 生长素在高等植物中分布广泛,根、茎、叶、生长素在高等植物中分布广泛,根、茎、叶、花、果实、种子等都有
4、,其含量甚微,一般为:花、果实、种子等都有,其含量甚微,一般为:10100ng/g FW。主要分布在生长旺盛的幼嫩部位。主要分布在生长旺盛的幼嫩部位。生长素在植物体内的运输有以下特点:生长素在植物体内的运输有以下特点:1、运输速度比扩散速度快、运输速度比扩散速度快10倍;倍;2、具有极性运输的特点,即生长素只能从植、具有极性运输的特点,即生长素只能从植物形态学的上端向下端运输,而不能逆转;物形态学的上端向下端运输,而不能逆转;3、生长素的运输需要代谢能量,是主动运输。、生长素的运输需要代谢能量,是主动运输。生长素相对浓度燕麦幼苗燕麦幼苗豌豆幼苗豌豆幼苗兵豆胚根兵豆胚根供应块供应块接受块接受块胚
5、芽鞘形态学上端向上胚芽鞘形态学上端向上胚芽鞘形态学上端向下胚芽鞘形态学上端向下生生 长长 素素 的的 极极 性性 运运 输输四、生长素的生物合成、降解、与钝化四、生长素的生物合成、降解、与钝化 1、合成的部位:、合成的部位:植物体内生长素含量高的幼嫩部位也是其合植物体内生长素含量高的幼嫩部位也是其合成部位,其中顶芽是主要的合成部位。成部位,其中顶芽是主要的合成部位。2、合成途径:、合成途径:生长素生物合成的前体物质是色氨酸,色生长素生物合成的前体物质是色氨酸,色氨酸可通过以下两条途径转化合成吲哚乙酸:氨酸可通过以下两条途径转化合成吲哚乙酸:(1)吲哚丙酮酸途径;)吲哚丙酮酸途径;(2)色氨途径
6、;)色氨途径;3、生长素的钝化:、生长素的钝化:生长素在植物体内呈自由型(也称游离态)生长素在植物体内呈自由型(也称游离态)和束缚型(结合态)两种存在形式,二者可相互和束缚型(结合态)两种存在形式,二者可相互转变。束缚型生长素是指生长素与葡萄糖、肌醇、转变。束缚型生长素是指生长素与葡萄糖、肌醇、天冬氨酸等结合形成无生理活性的形式。天冬氨酸等结合形成无生理活性的形式。束缚型生长素在植物体内的作用有:束缚型生长素在植物体内的作用有:(1)作为贮藏形式:如种子成熟时生长素转)作为贮藏形式:如种子成熟时生长素转变为束缚型贮藏起来,种子萌发时释放出来,供变为束缚型贮藏起来,种子萌发时释放出来,供发芽用;
7、发芽用;(2)作为运输形式;)作为运输形式;(3)作为解毒形式:自由生长素过多时会产)作为解毒形式:自由生长素过多时会产生毒害;生毒害;(4)防止氧化:自由型生长素易被氧化分解,)防止氧化:自由型生长素易被氧化分解,束缚生长素稳定,不易被氧化;束缚生长素稳定,不易被氧化;(5)调节自由生长素的含量;)调节自由生长素的含量;4、生长素的降解:、生长素的降解:(1)酶促降解:植物体内存在有)酶促降解:植物体内存在有IAA氧化酶氧化酶,该需要该需要Mn2+和一元酚作为辅因子。和一元酚作为辅因子。脱羧氧化:脱羧氧化:不脱羧氧化:不脱羧氧化:IAA氧化酶在植物体内的分布:氧化酶在植物体内的分布:人工合成
8、的生长素类调节剂不能被人工合成的生长素类调节剂不能被IAA氧化酶氧化酶分解,因此施加于植物后能较长时间保持功效。分解,因此施加于植物后能较长时间保持功效。(2)光氧化:体外的生长素在光下可被氧化,)光氧化:体外的生长素在光下可被氧化,产物也是吲哚醛和亚甲基羟吲哚。产物也是吲哚醛和亚甲基羟吲哚。五、生长素的生理作用五、生长素的生理作用 1、促进细胞的分裂与伸长:、促进细胞的分裂与伸长:生长素能生长素能增加细胞壁的可塑性增加细胞壁的可塑性,因而能促进,因而能促进细胞的伸长,促进植株的生长。细胞的伸长,促进植株的生长。IAA对植物生长的作用具有对植物生长的作用具有正、负二重性正、负二重性,即低浓度时
9、促进生长,中等浓度时抑制生长,高即低浓度时促进生长,中等浓度时抑制生长,高浓度时可杀死植物。浓度时可杀死植物。不同器官对生长素的敏感性不同:不同器官对生长素的敏感性不同:根根芽芽茎;茎;在给植物外施在给植物外施IAA时特别注意:时特别注意:器官、年器官、年龄、浓度龄、浓度。生长素和细胞分裂素共同作用促进细胞的生长素和细胞分裂素共同作用促进细胞的分裂,分裂,生长素促进核分裂生长素促进核分裂,而,而细胞分裂素主要细胞分裂素主要促进细胞质分裂。促进细胞质分裂。2、维持顶端优势;、维持顶端优势;顶芽抑制侧芽而优先生长的现象称为顶端优势顶芽抑制侧芽而优先生长的现象称为顶端优势(apical domina
10、nce)。其原因一般认为:顶芽是)。其原因一般认为:顶芽是产生生长素的中心,其合成的生长素通过极性运产生生长素的中心,其合成的生长素通过极性运输导致侧芽生长素浓度过高而抑制了侧芽的生长。输导致侧芽生长素浓度过高而抑制了侧芽的生长。3、促进根的分化形成:、促进根的分化形成:IAA/CTK 控制着愈伤组织的生长与分化,比控制着愈伤组织的生长与分化,比值适中,诱导愈伤组织生长,比值高诱导根的分值适中,诱导愈伤组织生长,比值高诱导根的分化,比值低诱导芽的分化。较高浓度的生长素能化,比值低诱导芽的分化。较高浓度的生长素能诱导茎段形成不定根(诱导扦插生根)。诱导茎段形成不定根(诱导扦插生根)。4、防止器官
11、脱落:、防止器官脱落:5、诱导无籽果实(单性结实):、诱导无籽果实(单性结实):6、促进菠萝开花:、促进菠萝开花:7、诱导雌花分化:、诱导雌花分化:高浓度的生长素具有与上述相反的生理作用,高浓度的生长素具有与上述相反的生理作用,即可以抑制生长、促进脱落等。高浓度的抑制作即可以抑制生长、促进脱落等。高浓度的抑制作用与用与乙烯的诱导形成乙烯的诱导形成有关。有关。生长素类的植物生长调节剂与生长素具有相生长素类的植物生长调节剂与生长素具有相同的生理作用,在生产中应用较多有以下几种:同的生理作用,在生产中应用较多有以下几种:2,4,5-三氯苯氧乙酸三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)2-甲基甲基-4-氯苯氧乙
12、酸氯苯氧乙酸第二节第二节 赤霉素类(赤霉素类(GA)一、一、GA的发现:的发现:1926年,日本人黑择英一研究水稻年,日本人黑择英一研究水稻“恶苗病恶苗病”时发现了时发现了GA。1959年英、美研究小组确定其年英、美研究小组确定其化学结构。同时从多种植物中分离到了化学结构。同时从多种植物中分离到了GA,确,确定为植物激素。定为植物激素。GA是一大类物质,目前已从高等植物和真是一大类物质,目前已从高等植物和真菌分离到了菌分离到了108种,按其发现的先后编号为种,按其发现的先后编号为GA1、GA2、GA3。赤霉烷环赤霉烷环四种高活性的四种高活性的GA 二、二、GA 的分布与运输的分布与运输 1、分
13、布、分布:在植物体中分布广泛,果实、种:在植物体中分布广泛,果实、种子、幼芽、幼叶中都有子、幼芽、幼叶中都有GA存在。但含量甚微,存在。但含量甚微,一般仅为一般仅为11000ng g-1FW。主要分布在生长旺。主要分布在生长旺盛的幼嫩部位,其中幼果、未成熟种子中含量较盛的幼嫩部位,其中幼果、未成熟种子中含量较高。这些部位也正是高。这些部位也正是GA合成的部位。合成的部位。2、运输、运输:无极性运输现象,主要随有机物经:无极性运输现象,主要随有机物经韧皮部上下运输。根部合成的韧皮部上下运输。根部合成的GA可随蒸腾液流可随蒸腾液流向上运输。向上运输。3、存在形式:、存在形式:自由型和束缚型(与糖结
14、合,无活性),二自由型和束缚型(与糖结合,无活性),二者可相互转变。如种子成熟时转变为束缚型,种者可相互转变。如种子成熟时转变为束缚型,种子萌发时经水解变为自由型。子萌发时经水解变为自由型。GA结构复杂,人工合成困难,目前主要是通结构复杂,人工合成困难,目前主要是通过赤霉菌液体发酵来提取结晶。过赤霉菌液体发酵来提取结晶。三、三、GA 的生物合成的生物合成 GA生物合成的原料是乙酰生物合成的原料是乙酰CoA,通过甲瓦,通过甲瓦龙酸途径合成:龙酸途径合成:3 乙酰乙酰CoA甲瓦龙酸甲瓦龙酸异戊烯基焦磷酸异戊烯基焦磷酸双尨牛儿烯基焦磷酸双尨牛儿烯基焦磷酸贝壳杉烯贝壳杉烯GA GA在植物体内合成后降解
15、很慢,较易转化在植物体内合成后降解很慢,较易转化成束缚型贮藏起来。成束缚型贮藏起来。四、四、GA 的生理作用的生理作用 1、促进植物的生长:、促进植物的生长:GA最突出的生理效应是促进茎叶的伸长生长。最突出的生理效应是促进茎叶的伸长生长。特别是对于矮生植物,特别是对于矮生植物,GA 能能克服遗传型矮生性状克服遗传型矮生性状,使其恢复高生长。使其恢复高生长。2、打破休眠,促进萌发:、打破休眠,促进萌发:GA可代替低温、长日照打破种子和芽的休眠。可代替低温、长日照打破种子和芽的休眠。用用GA3(0.1ppm,10 min)处理马铃薯块茎,可打破休处理马铃薯块茎,可打破休眠;很难萌发的树木种子用眠;
16、很难萌发的树木种子用GA处理可促进萌发处理可促进萌发.3、促进抽苔开花:、促进抽苔开花:GA 可代替春性可代替春性LDP开花所需的长日,也能开花所需的长日,也能代替冬性作物或两年生植物开花所需的低温(春代替冬性作物或两年生植物开花所需的低温(春化作用),促进当年抽苔开花。化作用),促进当年抽苔开花。4、诱导单性结实:、诱导单性结实:GA 可诱导梨、葡萄、杏、草莓等形成无籽可诱导梨、葡萄、杏、草莓等形成无籽果实。用果实。用200500ppmGA处理葡萄(开花后一周)处理葡萄(开花后一周)可形成无核葡萄;可形成无核葡萄;200ppmGA处理果穗,可使无处理果穗,可使无核果实显著增大。核果实显著增大
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