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植物生长物质, 五大植物激素主要生理作用(注意它们之间的区别和联系) 生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子α—淀粉酶的诱导 …
植物生长物质
生长素类
生长素的发现和化学结构
Charles Darwin父子通过金丝雀yi草,导致了生长素的最早发现
生长素的化学本质:生长素的化学结构为:
吲哚乙酸简称IAA
生长素在植物体内的分布、运输与存在形式
IAA的运输
极性运输:形态学上端的IAA(游离态)只能运向形态学下端
非极性运输:被动的,通过韧皮部的长距离运输(主要以IAA肌醇等结合态IAA的形式运输,再由酶水解后释放游离态的IAA)
一种是结合态或束缚型的IAA,暂无生理活性(结合态的IAA往往在贮藏器官中较多)
结合态生长素的作用:
3、解毒作用
4、防止氧化
2、运输形式
5、调节自由生长素含量
1、贮藏形式
一种是游离态的或称自由型的IAA,具有生理活性。
生长旺盛的部分如茎尖、根尖的分生组织、胚芽鞘、嫩叶、受精的子房和未成熟的种子等部分中生长素的含量愈高
植物的各种器官如根、茎、叶、花、果实、种子以及胚芽鞘等都含有生长素
生长缓慢或衰老的组织和器宫中则含量很少。
生长素的生物合成与降解
生长素的生物合成
色氨酸是植物体内合成生长素前体物质
色胺途径
吲哚乙腈途径(十字花科植物中)
色氨酸途径
生长素的降解(IAA降解)
酶氧化:IAA氧化E,POD (Mn2+和一元酚为辅助因子)
光氧化:核黄素催化
生长素的生理作用与作用机理
(一)生理作用
促进离体茎段的伸长低诱导茎段伸长,高浓度抑制
促进根的伸长和发育:极低(10-8)促进伸长,高抑制;较高的AUXs促进侧根发生,不定根的形成。
生长素类与维管系统的分化:低浓度促进韧皮部的分化,木质部分化需要高浓度的IAA。
生长素类与植物的向性:
根的向重力性受IAA与钙的双重控制,钙影响IAA的运输和分布。
茎的负向重力性也可能受IAA的调控
植物的向光性 Cholodny-Went假说认为:单侧光刺激AUXs自顶端向背光面侧向运输,导致背光面的AUXs浓度高于向光面,因而背光面的生长较快,导致顶端发生向弯曲。
生长素类与顶端优势
与花和果实的发育:单性结实:指不经受精作用而子房膨大形成无籽果实的现象。
与源库关系的调节:IAA促进光合产物向发育中的果实中运输
促进细胞分裂与分化
IAA/CTK比值高分化出根;比值低分化出芽
IAA/GA比值低分化出韧皮部;比值高分化出木质部
(二)人工合成的生长素类在生产上的应用
3、促进单性结实
4、促进菠萝开花
2、阻止器官脱落
5、促进雌花形成
1、促进插枝生根
(三)植物激素作用的模式:激素在分子水平上的作用分为三个阶段:激素信号的感受、信号的转导、最终的反应
激素受体:能与激素特异结合并导致生理反应的物质
结合蛋白的特征:与激素的结合具有专一性、高亲和性、饱和性和可逆性。
生长素的作用机理 ※:IAA通过增加壁的伸展性来刺激细胞的伸长生长
1、酸生长理论(解释快反应)
2、基因激活假说
赤霉素类
一、赤霉素类( GAS )的发现和化学结构
(一) GAS的发现:基本结构:赤霉烷环
(二)赤霉素的化学结构与活性
二、赤霉素的分布及其在体内的运输
赤霉素普遍存在于高等植物的各种器官
赤霉素在植物体内没有极性运输现象
根尖合成的GA沿导管向上运输,嫩叶产生的GA沿筛管向下运输
结合态GAs主要是贮藏形式
三、赤霉素的生物合成与降解
(一)生物合成
部位:生长中的种子和果实、幼茎顶端和根部。细胞中合成部位是微粒体、内质网和细胞质可溶部分等。
(二)GAS的结合物和运输
结合态GAS主要是贮藏形式。GA的葡萄糖苷或葡萄糖酯。(GA在植物体内的运输无极性。根尖合成的GA沿导管向上运输,嫩叶产生的GA沿筛管向下运输。)
四、赤霉素类的生理作用和应用
生理作用
1、促进茎的伸长
2、诱导禾谷类种子α-淀粉E合成
3、诱导某些植开花—代替低温或长日照
4、促进葫芦科植物多开雄花
5、促进单性结实
应用
1、促进麦芽糖化— 啤酒生产
2、促进茎叶生长—大麻、花卉、抽苔等 (对根伸长无作用)
3、防止花、果脱落
4、打破休眠—马铃薯
5、促进单性结实 —葡萄
6、促进雄花的分化
植物生长物质( plant growth substances)指调节植物生长发育的生理活性物质,包括植物激素和植物生长调节剂。
植物激素:植物体内合成的、能移动的、对生长发育起显著作用的微量有机物。
植物激素特征
(2)能移动的 — 从产生部位到作用部位
(3)低浓度(1μmol/L以下)有调节作用
(1)内生的—植物体内合成的
植物激素的种类—五大类:生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类 、脱落酸 、乙烯
植物生长调节剂:人工合成的具有植物激素生理活性的化合物。
生长促进剂、生长抑制剂和生长延缓剂。
可运性
调节性
合成性
五大植物激素主要生理作用(注意它们之间的区别和联系)
生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子α—淀粉酶的诱导
五大激素合成途径(不记过程)及前体物质
尖端输出的生长物质的量与胚芽鞘的弯曲程度正相关
氧化降解是不可逆地从活性库中清除已完成效应的IAA的有效途径。老化和不再生长的组织内的IAA氧化酶的活力要高于细嫩和生长旺盛的组织。
受体蛋白识别激素 有活性的“激素-受体复合物” 信号转导与放大 生理反应