第6章 植物生長物質(zhì)

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1、第四節(jié)第四節(jié) 細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素第一節(jié)第一節(jié) 植物生長物質(zhì)的概念用種類植物生長物質(zhì)的概念用種類第二節(jié)第二節(jié) 生長素生長素第三節(jié)第三節(jié) 赤霉素赤霉素第八節(jié)第八節(jié) 其它植物生長物質(zhì)其它植物生長物質(zhì)第七節(jié)第七節(jié) 植物激素間的相互關(guān)系植物激素間的相互關(guān)系 第五節(jié)第五節(jié) 脫落酸脫落酸第六節(jié)第六節(jié) 乙烯乙烯第一節(jié)第一節(jié) 植物生長物質(zhì)的概念用種類植物生長物質(zhì)的概念用種類 植物生長物質(zhì)植物生長物質(zhì)（plant growth substance）是指一些能夠調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)和控制控制植物生長發(fā)育的物質(zhì)。植物激素植物激素：在植物體內(nèi)合成，并從合成部位運(yùn)往作用部位，對植物生長發(fā)育起顯著調(diào)節(jié)作用的微量生理活性物質(zhì)。(天然的

2、、內(nèi)源的、天然的、內(nèi)源的、含量低、含量低、作用明顯作用明顯)植物生長調(diào)節(jié)劑植物生長調(diào)節(jié)劑：人工合成的、外源的、分子結(jié)構(gòu)多樣，其中一部分是模擬植 物激素的結(jié)構(gòu)而合成的。植物生植物生長物質(zhì)長物質(zhì)植物激素特點(diǎn)：植物激素特點(diǎn)：1)1)內(nèi)生的；內(nèi)生的；2)2)能從合成部位運(yùn)往作用部位；能從合成部位運(yùn)往作用部位；3)3)在極低濃度在極低濃度(1mol/kg)1mol/kg)下可調(diào)節(jié)植物的下可調(diào)節(jié)植物的生理過程。生理過程。植物生長調(diào)節(jié)劑：植物生長調(diào)節(jié)劑：是人工合成的有機(jī)物或被提取出來并施用是人工合成的有機(jī)物或被提取出來并施用于其它植物的天然植物激素。于其它植物的天然植物激素。萘乙酸(NAA)吲哚丁酸（IBA

3、）萘氧乙酸（NOA）2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）二氫玉米素植物生長調(diào)節(jié)劑植物生長調(diào)節(jié)劑種類：種類：生長促進(jìn)劑、生長抑制劑、生長延緩劑生長促進(jìn)劑、生長抑制劑、生長延緩劑。6-芐基腺膘呤（6-BA，BAP）矮壯素(CCC)三碘苯甲酸(TIBA)比久（B9）馬來酰肼（MH 青鮮素）整形素（形態(tài)素）烯效唑（S3307）乙烯利（CEPA）第三節(jié)第三節(jié) 生長素生長素 一、一、生長素的發(fā)現(xiàn)和化學(xué)結(jié)構(gòu)生長素的發(fā)現(xiàn)和化學(xué)結(jié)構(gòu) 二、生長素的代謝和運(yùn)輸二、生長素的代謝和運(yùn)輸 (一一)生長素的生物合成生長素的生物合成 (二二)生長素的氧化生長素的氧化 (三三)結(jié)合態(tài)結(jié)合態(tài)IAAIAA (四四)IAA)IAA的運(yùn)

4、輸?shù)倪\(yùn)輸 1.1.極性運(yùn)輸極性運(yùn)輸 2.2.非極性運(yùn)輸非極性運(yùn)輸 三、生長素類的生理作用三、生長素類的生理作用 四、生長素的作用機(jī)理四、生長素的作用機(jī)理二、生長素的代謝和運(yùn)輸二、生長素的代謝和運(yùn)輸(一一)生長素的生物合成生長素的生物合成 合成部位合成部位:旺盛分裂和生長的部位旺盛分裂和生長的部位(嫩葉、莖端及嫩葉、莖端及 生長的種子為主生長的種子為主)。合成途徑：合成途徑：吲哚丙酮酸途徑；色胺途徑；吲哚乙醇途徑；吲哚丙酮酸途徑；色胺途徑；吲哚乙醇途徑；吲哚乙腈途徑吲哚乙腈途徑(十字花科等十字花科等)。合成前體合成前體:色氨酸色氨酸。(三三)生長素在植物中的存在形式生長素在植物中的存在形式自由生

5、長素：自由生長素：易于被提取，具有生物活性，易于被提取，具有生物活性，為生長素的為生長素的作用形式作用形式。2 2、束縛生長素：、束縛生長素：常與一些小分子結(jié)合，不易于被提取，常與一些小分子結(jié)合，不易于被提取，無生物活性。其功能有：無生物活性。其功能有：貯存形式貯存形式:如如IAAIAA與與葡萄糖葡萄糖形成形成吲哚乙酰葡糖吲哚乙酰葡糖；B.B.運(yùn)輸形式：運(yùn)輸形式：如如IAAIAA與與肌醇肌醇形成形成吲哚乙酰肌醇吲哚乙酰肌醇 C.C.解毒作用：解毒作用：如如IAAIAA與與天冬氨酸天冬氨酸形成形成吲哚乙酰天冬氨酸吲哚乙酰天冬氨酸。D.D.防止氧化防止氧化 E.E.調(diào)節(jié)自由生長素含量調(diào)節(jié)自由生長素

6、含量(四)IAA的運(yùn)輸 1.1.極性運(yùn)輸極性運(yùn)輸:形態(tài)學(xué)上端的形態(tài)學(xué)上端的IAAIAA(游離態(tài)游離態(tài))只能運(yùn)向形態(tài)學(xué)下端只能運(yùn)向形態(tài)學(xué)下端。如胚芽鞘、幼莖及幼根中的如胚芽鞘、幼莖及幼根中的IAAIAA，運(yùn)輸距離短。，運(yùn)輸距離短。引起引起IAAIAA的梯度分布，導(dǎo)致極性發(fā)育現(xiàn)象的梯度分布，導(dǎo)致極性發(fā)育現(xiàn)象(向向 性、頂端優(yōu)勢和不定根形成等性、頂端優(yōu)勢和不定根形成等)。2.2.非極性運(yùn)輸：非極性運(yùn)輸：被動的，通過韌皮部的長距離運(yùn)輸。被動的，通過韌皮部的長距離運(yùn)輸。主要以主要以IAA-IAA-肌醇等結(jié)合態(tài)肌醇等結(jié)合態(tài)IAAIAA的形式運(yùn)輸，再由酶的形式運(yùn)輸，再由酶水解后釋放出游離態(tài)水解后釋放出游離態(tài)

7、IAAIAA。三、生長素類的生理作用1 1、促進(jìn)生長、促進(jìn)生長 低濃度IAA可誘導(dǎo)離體莖段伸長；高濃度IAA則抑制其生長。生長素對生長的作用有三個特點(diǎn)：生長素對生長的作用有三個特點(diǎn)：1 1）雙重作用生長素在較低濃度下促進(jìn)生長，高濃）雙重作用生長素在較低濃度下促進(jìn)生長，高濃度時則抑制生長。度時則抑制生長。2 2）不同器官對生長素的敏感程度不同）不同器官對生長素的敏感程度不同 根根對生長素最為敏感，其最適濃度大約為10-10mol/L，莖最不敏感莖最不敏感，其最適濃度高達(dá)210-5mol/L，而芽則處于根與莖之間，其最適濃度約為10-8mol/L。由于根對生長素十分敏感，所以濃度稍高就超最適濃度而

8、起抑制作用。3）生長素對離體器官的生長具有明顯的促進(jìn)作用，而對整株植株效果不太好。2 2、促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化、促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化 如組織培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中加入生長素時才能促進(jìn)細(xì)胞分裂，形成愈傷組織，要使愈傷組織進(jìn)一步分化形成芽或根，則除IAA外，還需加入細(xì)胞分裂素。當(dāng)當(dāng)IAA/CTKIAA/CTK比值高時促進(jìn)比值高時促進(jìn)根的分化，根的分化，IAA/CTKIAA/CTK比值低時誘導(dǎo)芽的分化。比值低時誘導(dǎo)芽的分化。3 3促進(jìn)插條生根。促進(jìn)插條生根。對于果樹，茶樹，林木及花卉等進(jìn)行扦插繁殖的種類，其插條經(jīng)一定濃度IAA處理后可促進(jìn)根的形成，有提高成活率的作用。4 4促進(jìn)頂端優(yōu)勢。促進(jìn)頂端優(yōu)勢。生長素莖

9、尖合成后向下作極性運(yùn)輸，生長素被運(yùn)送到側(cè)枝(或側(cè)芽)，而側(cè)枝(或側(cè)芽)對生長素比較敏感，超過10-8mol.L-1濃度時，就會受抑制，使生長緩慢或不生長。而頂端的生而頂端的生長要快于下部，這種植株頂端生長比下部快，長要快于下部，這種植株頂端生長比下部快，頂端生長占優(yōu)勢的現(xiàn)象稱為頂端生長占優(yōu)勢的現(xiàn)象稱為頂端優(yōu)勢頂端優(yōu)勢。概念？概念？5 5促進(jìn)果實(shí)發(fā)育促進(jìn)果實(shí)發(fā)育 外施AUXs可以誘導(dǎo)少數(shù)植物的單性結(jié)實(shí)，起到?；ū９饔谩４龠M(jìn)瓜類促進(jìn)瓜類(黃瓜、南瓜毛等黃瓜、南瓜毛等)多開雌花。多開雌花。正在發(fā)育的種子中正在發(fā)育的種子中AUXsAUXs的含量很高，子房的含量很高，子房受精后受精后IAAIAA含量大

10、增。含量大增。6 6、增加庫的競爭能力、增加庫的競爭能力 IAAIAA促進(jìn)光合產(chǎn)物向發(fā)育中果實(shí)的運(yùn)輸。促進(jìn)光合產(chǎn)物向發(fā)育中果實(shí)的運(yùn)輸。五、人工合成的類生長素及其應(yīng)用五、人工合成的類生長素及其應(yīng)用 人工化學(xué)合成類似生長素的化合物按分子結(jié)構(gòu)可分按分子結(jié)構(gòu)可分為三類：為三類：吲哚類化合物:吲哚丙酸（吲哚丙酸（IPA）和吲哚丁酸（）和吲哚丁酸（IBA）苯氧酸類化合物:2、4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2，4D）萘類化合物。類生長素的應(yīng)用：類生長素的應(yīng)用：1 1促進(jìn)插條生根促進(jìn)插條生根。2.2.防止器官脫落。防止器官脫落。特別是用于防止果蔬子房、果實(shí)的脫落，并由此形成無籽果實(shí)。3.3.促進(jìn)菠蘿開花。促進(jìn)

11、菠蘿開花。如如NAA、2，4D處理生長處理生長14個月后的菠蘿，個月后的菠蘿，經(jīng)經(jīng)2個月后即可開花。個月后即可開花。4.4.除草。除草。如2，4D,2，4-D丁酯，2甲4氯，2，4，5T等，防除雙子葉雜草，此外MENA還有防止馬鈴薯發(fā)芽，NAA還可用以疏花疏果?；ū９茸饔谩Ｒ?、一、赤霉素的發(fā)現(xiàn)和化學(xué)結(jié)構(gòu)赤霉素的發(fā)現(xiàn)和化學(xué)結(jié)構(gòu) 二、赤霉素類的代謝和運(yùn)輸二、赤霉素類的代謝和運(yùn)輸 (一一)赤霉素的生物合成赤霉素的生物合成 (二二)赤霉素的結(jié)合物和運(yùn)輸赤霉素的結(jié)合物和運(yùn)輸 三、赤霉素的生理作用三、赤霉素的生理作用 四、赤霉素的作用機(jī)理四、赤霉素的作用機(jī)理第三節(jié)第三節(jié) 赤霉素類赤霉素類二、赤霉素類的代

12、謝和運(yùn)輸赤霉素類的代謝和運(yùn)輸木質(zhì)部韌皮部1 1合成合成生物合成前體：生物合成前體：甲羥戊酸（甲瓦龍酸）甲羥戊酸（甲瓦龍酸）MVAMVA植物體內(nèi)合成部位：植物體內(nèi)合成部位：頂端幼嫩部分，如根尖和莖尖頂端幼嫩部分，如根尖和莖尖 生長中的種子和果實(shí)生長中的種子和果實(shí)2 2運(yùn)輸運(yùn)輸無極性無極性通過木質(zhì)部和韌皮部運(yùn)輸通過木質(zhì)部和韌皮部運(yùn)輸三、赤霉素的生理作用GAGA促進(jìn)生長的特點(diǎn)：促進(jìn)生長的特點(diǎn)：1)1)促進(jìn)整株植物生長促進(jìn)整株植物生長,離體器官作用不大離體器官作用不大.2)2)促進(jìn)促進(jìn)節(jié)間的伸長節(jié)間的伸長,不不 是促進(jìn)節(jié)數(shù)的增加。是促進(jìn)節(jié)數(shù)的增加。3)3)無高濃度的抑制無高濃度的抑制 1 1、促進(jìn)莖的

13、伸長生長、促進(jìn)莖的伸長生長GAs對矮生豌豆苗莖干伸長進(jìn)程的影響2 2促進(jìn)種子萌發(fā)、打破休眠促進(jìn)種子萌發(fā)、打破休眠 誘導(dǎo)淀粉酶(糊粉層細(xì)胞)產(chǎn)生，促進(jìn)種子萌發(fā)，打破馬鈴薯的休眠。GAs在種子萌發(fā)中的主要作用是動員貯藏物質(zhì)。3 3促進(jìn)開花、結(jié)實(shí)促進(jìn)開花、結(jié)實(shí) GAsGAs促進(jìn)瓜類雄花發(fā)育；促進(jìn)瓜類雄花發(fā)育；GAsGAs促進(jìn)促進(jìn)多種長日照植物或需低溫植物在不適宜的環(huán)境下開花，但對短日照及日中性植物一般沒有效果。4 4防止脫落、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)防止脫落、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí) GA能阻止花果離層的形成，從而防止了花果脫落，在棉花生產(chǎn)上可用于防止棉鈴的脫落，提高棉花產(chǎn)量。也可用于葡萄和枇杷，既減少脫落又能形成無籽果實(shí)

14、。GAGA可使內(nèi)源可使內(nèi)源IAAIAA的水平增高而促進(jìn)的水平增高而促進(jìn) 生長。原因：生長。原因：1、GA降低了IAA氧化酶的活性；2、GA促進(jìn)蛋白酶的活性，使蛋白質(zhì)水解，從而IAA的合成前體(色氨酸)增多。3、GA還促進(jìn)束縛型的IAA釋放出游離的IAA。GAGA是通過影是通過影響體內(nèi)響體內(nèi)IAAIAA的含量，而的含量，而IAAIAA則是直則是直接調(diào)節(jié)著植接調(diào)節(jié)著植物的生長。物的生長。GAGA調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)IAAIAA水平水平 1.GA 1.GA可促進(jìn)整株植物生長，尤其是對矮生可促進(jìn)整株植物生長，尤其是對矮生 突變品種的效果特別明顯。突變品種的效果特別明顯。2.GA2.GA一般促進(jìn)節(jié)間的伸長，不是促進(jìn)

15、節(jié)數(shù)一般促進(jìn)節(jié)間的伸長，不是促進(jìn)節(jié)數(shù) 增加。增加。3.GA3.GA對生長的促進(jìn)作用不存在超最適濃度對生長的促進(jìn)作用不存在超最適濃度 的抑制作用。的抑制作用。4.4.不同植物種和品種對不同植物種和品種對GAGA的反應(yīng)也有很大的反應(yīng)也有很大 的差異的差異。GAGA促進(jìn)生長具有以下特點(diǎn)促進(jìn)生長具有以下特點(diǎn)：Company LOGO 第四節(jié)第四節(jié) 細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素（CTKCTK）細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素（cytokinincytokinin）是一類促進(jìn)是一類促進(jìn)細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)芽的形成并促進(jìn)其生長誘導(dǎo)芽的形成并促進(jìn)其生長的的植物激素植物激素。二、細(xì)胞分裂素類的代謝和運(yùn)輸二、細(xì)胞分裂素類的代謝和運(yùn)

16、輸(一一)細(xì)胞分裂素類的生物合成細(xì)胞分裂素類的生物合成 合成部位：合成部位：根尖及生長中的種子和果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的微粒體。的微粒體。合成前體物質(zhì)：合成前體物質(zhì)：甲瓦龍酸甲瓦龍酸四、細(xì)胞分裂素的生理作用四、細(xì)胞分裂素的生理作用1促進(jìn)細(xì)胞分裂與擴(kuò)大促進(jìn)細(xì)胞分裂與擴(kuò)大vA.促進(jìn)質(zhì)分裂促進(jìn)質(zhì)分裂vB.促進(jìn)葉片擴(kuò)大促進(jìn)葉片擴(kuò)大2促進(jìn)芽分化促進(jìn)芽分化3延遲葉片衰老延遲葉片衰老4促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育5促進(jìn)雌花分化促進(jìn)雌花分化6打破種子休眠打破種子休眠第五節(jié)第五節(jié) 脫落酸脫落酸脫落酸脫落酸(abscisic acid(abscisic acid，ABA)ABA)是指能引起是指能引起芽休眠、葉子脫落芽休眠、葉子脫

17、落和和抑制抑制生長生長等生理作用的植物激素。等生理作用的植物激素。ABAABA為白色結(jié)為白色結(jié)晶，不溶于水，晶，不溶于水，易溶于弱堿溶易溶于弱堿溶液及丙酮、乙液及丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑醇等有機(jī)溶劑中中。二、ABA的代謝和運(yùn)輸 （一）生物合成 合成部位：根、莖、葉、果實(shí)、種子。由細(xì)胞質(zhì)中合成運(yùn)輸至葉綠體基質(zhì)保存（葉綠體基質(zhì)中PH8，ABA上羧基以離子態(tài)存在，無法跨膜流出，積累）。合成前體：甲瓦龍酸（MVA）合成途徑：直接途徑由MVA合成而來 間接途徑由葉黃素裂解而來分布：成熟、衰老或休眠組織分布：成熟、衰老或休眠組織第六節(jié)第六節(jié) 乙烯乙烯 乙烯乙烯(Eth)(Eth)是植物激素中分子結(jié)是植物激素中

18、分子結(jié)構(gòu)最簡單的一種激素，在正常生理條構(gòu)最簡單的一種激素，在正常生理條件下呈氣態(tài)。件下呈氣態(tài)。三、乙烯的生理效應(yīng)三、乙烯的生理效應(yīng)1、改變生長習(xí)性2、催熟果實(shí)3、促進(jìn)脫落4、促進(jìn)開花和增多雌花5、乙烯的其它效應(yīng) 在植物激素中，誘導(dǎo)黃瓜分化雌花的有（）和（），誘導(dǎo)分化雄花的有（）；促進(jìn)休眠的是（），打破休眠的是（）；維持頂端優(yōu)勢的是（），打破頂端優(yōu)勢的是（）；促進(jìn)插條生根的是（）；IAA ETHGAIAACTKABAIAAGA促進(jìn)器官脫落的是（）和（）；促進(jìn)果實(shí)成熟的是（）；延緩植物衰老的是（）；促進(jìn)氣孔關(guān)閉的是（）；誘導(dǎo)-淀粉E形成的是（）；促進(jìn)細(xì)胞分裂的是（）。GAABA ETHETHCTKABACTK