ETH和IAA不同生理功能
❶ 赤黴素 生長素 區別
赤黴素最突出的生理效應是促進莖的伸長和誘導長日植物在短日條件下抽薹開花。各種植物對赤黴素的敏感程度不同。遺傳上矮生的植物如矮生的玉米和豌豆對赤黴素最敏感,經赤黴素處理後株型與非矮生的相似;非矮生植物則只有輕微的反應。有些植物遺傳上矮生性的原因就是缺乏內源赤黴素(另一些則不然)。赤黴素在種子發芽中起調節作用。許多禾穀類植物例如大麥的種子中的澱粉,在發芽時迅速水解;如果把胚去掉,澱粉就不水解。用赤黴素處理無胚的種子,澱粉就又能水解,證明了赤黴素可以代替胚引起澱粉水解。赤黴素能代替紅光促進光敏感植物萵苣種子的發芽和代替胡蘿卜開花所需要的春化作用。赤黴素還能引起某些植物單性果實的形成。對某些植物,特別是無籽葡萄品種,在開花時用赤黴素處理,可促進無籽果實的發育。但對某些生理現象有時有抑製作用。
赤黴素應用於農業生產,在某些方面有較好效果。例如提高無籽葡萄產量,打破馬鈴薯休眠;在釀造啤酒時,用GA3來促進制備麥芽糖用的大麥種子的萌發;當晚稻遇陰雨低溫而抽穗遲緩時,用赤黴素處理能促進抽穗;或在雜交水稻制種中調節花期以使父母本花期相遇。
生長素在擴展的幼嫩葉片和頂端分生組織中合成,通過韌皮部的長距離運輸,自上而下地向基部積累。根部也能生產生長素,自下而上運輸。生長素有多方面的生理效應,這與其濃度有關。低濃度時可以促進生長,高濃度時則會抑制生長,甚至使植物死亡。
在細胞水平上,生長素可刺激形成層細胞分裂;刺激枝的細胞伸長、抑制根細胞生長;促進木質部、韌皮部細胞分化,促進插條發根、調節愈傷組織的形態建成。
在器官和整株水平上,生長素從幼苗到果實成熟都起作用。生長素控制幼苗中胚軸伸長的可逆性紅光抑制;當吲哚乙酸轉移至枝條下側即產生枝條的向地性;當吲哚乙酸轉移至枝條的背光側即產生枝條的向光性;吲哚乙酸造成頂端優勢;延緩葉片衰老;施於葉片的生長素抑制脫落,而施於離層近軸端的生長素促進脫落;生長素促進開花,誘導單性果實的發育,延遲果實成熟。
❷ 比較生長素和細胞分裂素赤黴素和脫落酸,乙烯和生長素之間生理作用中的相互關系。
【答案】:IaA促進細胞核的分裂,而CTK促進細胞值得分裂,二者共同作用,從賣掘坦而完成細胞核與質的分裂。GA與ABA的拮抗作用表現在許多方面,如生長、休眠等。
它們都來自甲瓦龍酸,且通過同樣的代謝途徑形成法呢基焦磷酸。在光敏色素作用下,長日照條件形成GA,段日照條件形成ABA。因此,夏季日照長,產生GA使植株散族繼續生長;而冬季來臨前日照短,則產生ABA而使中桐芽進入休眠。這就是植物春天開始萌芽生長,秋天開始落葉休眠的主要原因。
在組織培養中CTK/IAA不同的比值影響根芽的分化。當CTK/IAA的比例高時,愈傷組織就分化出芽;比例低時,有利於分化出根;當二者比例處於中間水平,愈傷組織只生長而不分化。較高濃度的IAA促進ACC合成酶的活性而促進ETH的生物合成;但ETH能促進IAA氧化酶的活性,從而抑制IAA的合成和極性運輸。因此,在ETH的作用下,IAA含量水平下降。從某種角度上說,植物的生長發育是通過IAA與ETH的相互作用來實現的。
❸ 植物生理學名詞解釋(7 8)
植物生理學名詞解釋(7
a.植物激素:植物體內合成,從產生部位運送到其它部位,對生長發育產生顯著作用的一類微量有機物。
b.植物生長調節劑:人工合成的具植物激素活性的一類有機物。
2、植物激素分
(1)生長素類:前體色氨酸→吲哚乙酸生長素。
作用機理:
a.快速反應:生長素可增加C.W的可塑性,使體積增大。
酸生長學說:生長素→H →ATPase→H 出胞→C.W外PH下降→活化酶→使圈狀多糖→水溶性糖,酸性環境H鍵斷裂→C.W多糖分子間結構交織點破裂、C.W變軟→ceu自身膨壓下降,引起ceu吸水、ceu體積增大。
b.慢速反應:生長素能促進蛋白質核酸的生物合成,增加新的細胞成分。
基因激活假說:生長素→以某種方式解離蛋白組蛋白DNA,釋放出活動的DNA,轉錄出mRNA,後翻譯成蛋白質,不斷補充新的C.W成分,引起細胞生長。
生理作用:a.促進細胞的伸長生長;b.促進器官和組織分化;c.促進形成無籽果實;d.促進性別分化;e.促進保持頂端優勢,保花座果。
(2)赤黴素類:前體甲瓦龍酸,又甲羥戊酸→遺傳演算法。
生理作用: a.促進莖的節間伸長;b.打破休眠;c.促進抽苔開花;d.誘導單性結實♂;e.影響性別分化;f.抑制不定根的生成。
(3)細胞分裂素類:前體甲瓦龍酸→對照:(細胞分裂素)。
生理作用: a.促進細胞的分裂與擴大,促進愈傷組織形成;b.促進側芽的發育,遲緩衰老;c.延緩葉片衰老;d.刺激塊莖形成;e.促進芽分化;f.可促進氣孔開放,打破需光種子的休眠。
(4)乙烯:前體met→(C2H2):ETH。
生理作用:
a.三重反應:抑制芽的伸長生長,促進上胚軸橫向加粗,使上胚軸失去負向地性;
b.促進果實成熟;c.促進器官的脫落與衰老;d.促進開花。
(5)脫落酸:前體,甲瓦龍酸→ABA。
生理作用:a.抑制生長;b.促進脫落和休眠;c.加速衰老;d.促進氣孔關閉;e.提高植物的抗逆性。
3、 a.生長素與遺傳演算法:
增效作用:遺傳演算法加速生長素合成或抑制其分解,或使IAA由結合態變為自由態從而使IAA處於較高含量水平。
生長素/遺傳演算法 值高:形成層向木質部分化,值低:形成層向韌皮部分化。
b.生長素與細胞分裂素:
生理效應:細胞分裂素加強生長素的極性運輸。
拮抗作用:細胞分裂素打破了頂端優勢,IAA抑制芽,保持頂端優勢。
細胞分裂素/細胞分裂素 值高:愈傷組織分化為根,值低;愈傷組織分化為芽,中間水平;只膨大,大分化。
c.細胞分裂素與遺傳演算法: 影響植株的性別分化。
細胞分裂素/遺傳演算法 值高:形成♀;值低:形成♂。
4、 a.生長素:促進RNA和蛋白質合成——抑制花朵脫落,側枝生長,塊根形成,葉片衰老。
b.遺傳演算法 :促進RNA和蛋白質合成——抑製成熟,側芽休眠,衰老,塊莖形成。
c.細胞分裂素:促進核酸和蛋白質合成——抑制不定根形成,側根形成,葉片衰老。
d.ETH:促進RNA和蛋白質合成——抑制植物開花,生長素的轉運,莖和根的伸長生長。
e.ABA:抑制核酸和蛋白質合成——抑制種子發芽,細胞分裂素運輸,植株生長。
植物生理學名詞解釋(8
2、光受體(參與光形態建成的):1
❹ 奈乙酸和吲哚丁酸區別及吲哚乙酸和吲哚丁酸之間的區別
奈乙酸和吲哚丁酸之間的區別:
1、作用機理不同
吲哚丁酸重點側於生側根也就是不定根,奈乙酸重點側重於生主根。
2、理化性質不同
吲哚丁酸溶於丙酮、乙醚和乙醇等有機溶劑,難溶於水;奈乙酸純品為白色無味結晶,可溶於熱水。化學性質穩定,遇鹼可生成相應的鹽。
吲哚乙酸和吲哚丁酸之間的區別:
1、來源不同
吲哚丁酸是植物內源激素,來源是植物體內,可以在植燃如物體內合成;吲哚乙酸是人工合成的物質,和IAA近似,不存在於植晌攜物體內。
2、理化性質不同
吲哚乙酸純品是無色葉狀晶體或結晶性粉末。易溶於無水乙醇、醋酸乙酯、二氯乙烷,可溶於乙醚和丙酮,不溶於苯、甲苯、汽油及氯仿。
吲哚丁酸溶於丙酮、乙醚和乙醇等有機溶劑,難溶於水。
(4)ETH和IAA不同生理功能擴展閱讀:
一、植物激素的作用
植物激素是植物細胞接受到特定環境信號誘導產生的化學物質,在低濃度時可調節植物生理反應。
不同的植物激素在細胞分裂與伸長、組織與器官分化、成熟與衰老、休眠與萌發以及離體組織培養等方面,分別或相互協調地調控植物的生長發育與分化。
二、植物激素的分類
植物激素大體分為:生長素(auxin)、赤黴素(GA)、細胞分裂素(CTK)、脫落酸(abscisicacid,ABA)、乙烯(ethylene,ETH)和油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)。
它們都是簡單的小分子有機化合物,宴段伏但它們的生理效應卻非常復雜。例
參考資料來源:
網路-植物激素
網路-吲哚乙酸
網路-吲哚丁酸
網路-萘乙酸
❺ 水果果皮增厚的植物生長調節劑有哪些
一、促進或延遲芽的萌發
果樹生產上,人們可以根據需要,選擇合適的生長調節劑,如使用赤黴素(GA)可以打破某些樹種的種子或芽體的休眠,促進萌芽,縮短對種子的處理時間,由此提前萌芽時間和提高發芽率。使用萘乙酸甲酯等生長調節劑也可以延長芽體的休眠時間,從而抑制或推遲芽的萌發,可以應用於果樹種子或接穗的貯存。
二、促進果樹的生根
果樹生產上,用適當濃度的吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)等生長素類的植物調節劑處理接穗或苗木,可以促進果樹的生根,增加根的數量。生產上主要應用於刺激插條生根,促進移植後的植株生根和用於壓條生根。由此提高枝條扦插、幼苗移栽、嫁接和壓條的成活率。促進果樹的生根,吲哚乙酸效果比較好,但是價格比較貴,生產上多使用萘乙酸。
三、調節營養生長
果樹生產上,用生長延緩劑如多效唑(PP333)、矮壯素(CCC)等可以延緩或抑制新梢生長,導致植物體表現出生理性矮化,而不損傷植物的頂端分生組織,也不影響植物的發育過程。有效的控制樹體過旺的營養生長,使節間縮短,莖稈粗壯,葉色濃綠,葉片加厚,側枝增多,根系生長發達。可以用於矮化樹體,也可用於調整樹形。近年來,隨著果樹設施栽培的興起,利用抑制營養生長的生長調節劑來使樹體矮化顯得尤為重要。
應用細胞分裂素類生長調節劑如6-苄基氨基嘌呤(6-BA)可促進側芽萌發並形成副梢,也可以促進已經停止生長的枝條重新生長,從而可以控制果樹的頂端優勢,調節果樹的營養生長,調整樹形,以達到矮化和豐產的效果。
四、調節花芽分化和開花時期
在桃等多個樹種中使用多效唑(PP333)、乙烯利等生長調節劑可以明顯的抑制樹體過旺的營養生長,促進花芽的形成和分化,提高花芽分化數量,促進成花,從而使果樹提前結果和提高坐果率。在果樹的花形成的各個時期使用赤黴素(GA)可以有效地減少花芽形成的數量或抑制花芽的分化,達到疏花的目的,節省大量勞動力,克服果樹結果的大小年問題,平衡產量。
植物生長調節劑還可以調節花的性別分化,在板栗等果樹的雌花分化期施用適當濃度的GA3,可以顯著提高雌花的分化率,降低雄花和雌花的比值。若使用適當濃度的乙烯利,則會提高雄花的分化率,提高雄花和雌花的比值。農業生產上可以根據實際需要,調節果樹的花的性別,從而調節果樹的坐果率,提高果樹的經濟效益。
植物生長調節劑可用於調節果樹的開花時期,使果實提前或推遲開花,從而使果期提前或者防止早春開花的果樹被凍壞。
五、調節果樹的坐果率
在果樹的花前或花期噴施赤黴素(GA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)、比久等植物生長調節劑,可以提高多種果樹的坐果率。在果實采前一定的時間施用適宜濃度的萘乙酸(NAA)可防止仁果類、核果類、棗等多種果樹的采前落果,提高果樹的產量。
植物生長調節劑可以提高坐果率,也可以用於疏果,生產上常用萘乙酸(NAA)、乙烯利等作為疏果劑,疏除過多的果實,克服果樹結果的大小年問題,平衡產量,提高經濟效益。
六、提高果實的品質
果樹生產上,經常會使用植物生長調節劑來提高果實的品質。在幼果期使用GA3或細胞分裂素類物質,促進果實個頭增大或拉長果實。
在果樹開花到果實成熟的不同時期施用不同的植物生長調節劑可以提高多種果實的果形指數、著色指數、營養物質的含量,使果形美觀,營養豐富,提高果實的商品價值。
❻ 什麼是近軸效應
近軸端效應又稱濃度梯度學說, 該學說認為器官脫落被貫穿
離區的生長素梯度所控制, 而不是取決於離區生長素的絕對含量, 遠軸端
生長素含量高出近軸端越多越抑制脫落, 梯度方向相反則促進脫落, 近軸
端應用IAA促進脫落, 遠軸端應用IAA則抑制脫落, 此效應在離體試驗上被
許多研究者所證實。Suzuki等[7]發現在整體條件下該效應也成立, 他們發
現遮陰處理的Hiratanenashi柿的柿果脫落前,果實與萼片間的內源IAA含量
差異增大, 遮陰樹上的果實的萼片與果肉中的IAA濃度之比比非遮陰樹上的
大4倍(對於蜜盤處離區, 萼片是近軸端器官,果實為遠軸端器官), 50mg/L
NAA塗果頂可減少落果, 而塗萼片則促進落果。
至於近軸端效應的機理爭論不一, 最近Morris[8] 以棉花幼苗子葉外
植體為材表明莖尖(近軸端器官, IAA含量高)存在促進了外植體的葉柄脫落,
去掉莖尖延緩脫落, 去莖尖後在莖上切口用IAA或 ACC處理又促進了脫落,
近軸端IAA對脫落效應是間接的, 因為用IAA處理外植體下胚軸基部, 由於
IAA的向基極性運輸, 沒有IAA運至葉柄所在的節上但仍促進脫落, 近軸端
IAA促進脫落的機理是IAA激活ACC合成酶, 合成的ACC 在組織中可以上下快
速移動, 向上移動比向下移動更易, ACC運至離區轉變為乙烯(ETH) 促進了
脫落。
近軸端效應也可能與IAA的極性運輸能力有關。 最近有研究表明蘋果
果實脫落與否不僅取決於果實內的IAA含量, 而更大程度上受控於IAA 從果
實極性運出的能力[9], 近軸端高濃度的IAA可能利於IAA的極性運出, 從而
抑制器官的脫落。
生長素對脫落的濃度效應是指同樣將生長素應用於遠軸端, 較低濃度
的生長素促進脫落, 而較高濃度則抑制脫落, 大多數研究者認為產生這種
效應的原因是低濃度生長素促進了ETH的合成, 高濃度生長素雖也促進了
ETH合成, 但同時提高了離區中的生長素含量從而降低了離區組織對ETH 的
敏感性, 使ETH的作用不能發揮。
生長素對脫落的時間效應是指在切取外植體後不同時間用同一濃度的
生長素同一方式施用在同一外植體的遠軸端上, 卻得到促進和抑制脫落兩
種不同的效應。這種現象可以用兩階段學說來解釋[4]。
❼ 植物生長激素極其詳細作用 有無濃度、細胞成熟情況、器官種類不同而有所差別 謝謝~
1.植物激素: 在植物體內合成,從產生部位運到作用部位,微量濃度就能對植物的生長
發育產生顯著生理作用的活性有機物。
2.乙烯對植物生長的典型效應是:抑制莖的伸長生長;促進橫向加粗;莖失去負向重
力性,上胚軸向水平方向生長。這就是乙烯所特有的「三重反應」(triple response)。
3.偏上生長,是指器官的上部生長速度快於下部的現象。乙烯對莖與葉柄都有偏上生
長的作用,從而造成了莖橫生和葉下垂。
4.除乙烯外,其他四種植物在植物組織內以兩種形式存在:游離型(作用形式)和束
縛型(儲運形式、解毒、調節游離型含量)。植物激素的降解途徑有:酶促降解和光氧化降
解。運輸途徑:生長素(韌皮部運輸、極性運輸);赤黴素(無極性,根尖→導管↑,嫩葉→
篩管↓);細胞分裂素(主:根尖→木質部↑→地上部,少數:葉片→韌皮部);脫落酸(無極
性,木質部、韌皮部)。註:乙烯的運輸是被動的擴散過程,但一般在合成部位起作用,不
被轉運,而其前體ACC 在植物體內可被運輸。
5.五大類植物激素的作用:
生長素:促進生長(雙重作用:對物質運輸的影響。不同器官對生長素的敏感性不同;對離體器官和整株植物效應有別);促進插條不定根的形成;對養分的調運作用;誘導維管束分化;維持頂端優勢;誘導雌花分化(但效果不如乙烯)單性結實;促進光合產物的運輸;葉片的擴大和氣孔的開放;抑制花朵脫落。
赤黴素:促進莖的伸長生長;誘導開花;打破休眠;促進雄花分化;GA 還可加強IAA對養分的動員效應,促進某些植物坐果和延緩葉片衰老
細胞分裂素:促進芽的分化{[CTK]/[IAA]的比值高時,愈傷組織形成芽;[CTK]/[IAA]的比值低時,愈傷組織形成根)後來居上,芽高根低};促進細胞分裂;調節地上部和根細胞分裂;抑制根生長(偏上性生長);促進細胞擴大;促進側芽發育,消除頂端優勢;打破種子休眠;延緩葉片衰老;促進某些植物坐果和延緩葉片衰老。
脫落酸:脫落酸與種子發育;促進休眠;胎萌現象;促進氣孔關閉;乾旱條件下提高根導水率,促進根生長,抑制地上部生長;提高植物抗逆性;促進葉片衰老。
乙烯:改變生長習性(「三重反應」,偏上生長);促進果實成熟;促進根毛生長,打破某些植物種子和芽休眠;促進鳳梨科開花;促進水生植物地下部伸長生長;加速葉片衰老;促進脫落。
植物激素相互作用:
IAA 與GA:有增效作用。促進伸長生長,GA/IAA 比值高時,促進韌皮部分化,GA/IAA比值低時,促進木質部分化。
IAA 與CTK:增效作用: CTK 加強IAA 的極性運輸,加強IAA 效應。
對抗作用: CTK促進側芽生長,破壞頂端優勢;IAA 抑制側芽生長,保持頂端優勢。
IAA 與ETH:IAA 促進ETH 的生物合成,ETH 降低IAA 的含量水平(抑制IAA 的生物合成;提高IAA 氧化酶的活性,加速IAA 的破壞;阻礙IAA 的極性運輸)。
GA 與ABA :都是由異戊二烯單位構成的,相同的前體物質(甲瓦龍酸),對抗:GA打破休眠,促進萌發;ABA 促進休眠,抑制萌發。ABA 使GA 自由型→束縛型。
❽ 何種激素能燈籠椒果實快速膨大
植物生長激素 植物激素 概念:植物體內合成的,並能從產生之處運送到別處,對植物生長發育產生顯著作用的有機化學物質。 植物激素種類:目前得到普遍公認的有生長素類、赤黴素類、細胞分裂素類、脫落酸和乙烯五大類。除此之外,還有芸薹素、月光素和多胺素等也具有生長物質活性。 植物激素特點: 1、內生的。它是植物生活動過程中的正常代謝產物。也稱為內源激素。 2、能移動的。即從產生部位或合成器官經運輸到靶器官起作用。 3、非營養物質。它在體內含量低,但對代謝過程起極大的調節作用。微克級 一、生長素 (一)發現 生長素是發現最早的植物激素。 1872年波蘭的西斯勒克發現水平根彎麴生長是受重力影響,感應部位在根尖,因而推測根尖向根基傳導刺激性物質。 1880年英國達爾文父子進行了胚芽鞘向光性試驗,證實單側光影響胚芽鞘尖產生刺激並傳遞。 1928年荷蘭人溫特證明胚芽鞘確有物質傳遞,並首先在鞘尖上分離了與生長有關的物質。 1934年荷蘭人郭葛分離純粹的激素,經鑒定為吲哚乙酸,簡稱IAA (二)分布和運輸 生長素在植物體內分布廣,但主要分布在生長旺盛和幼嫩的部位。如:莖尖、根尖、受精子房等。 運輸存在極性運輸(只能從形態學上端向下端運輸而不能反向運輸)和非極性運輸現象。在莖部是通過韌皮部,胚芽鞘是薄壁細胞,葉片中則是在葉脈。 (三)生理作用 1、促進植物生長 生長素能促進營養器官的伸長,在適宜濃度下對芽、莖、根細胞的伸長有明顯的促進作用。不同器官適宜的激素濃度不一樣,濃度增大反而會起抑製作用。一般莖端最高,芽次之,根最低。 2、生長素還能促進細胞分裂、果實發育和單性結實、保持頂端優勢、愈傷組織的產生,子房膨大和無子果實,插枝生根、器官脫落等有關。 二、赤黴素 (一)發現 1926年日本黑澤英一在研究引起水稻植株徒長的惡苗病時發現的。惡苗病是一種由名為赤黴菌的分泌物引起的水稻苗徒長且葉片發黃,易倒伏,赤黴素因此而得名。 1938年日本藪田貞次提取之,為赤霉酸GA 3。 1959年鑒定出化學結構。 到目前為止,各種植物中均發現有赤黴素存在。根據報道,從低等到高等植物中已分離的赤黴素百餘種,做過化學結構鑒定的已有 50餘種。命名是根據發現前後常以GA1,GA2,GA 3..... 來命名的。 微克級 (二)合成部位和運輸 赤黴素普遍存在於高等植物體內,赤黴素活性最高的部位是植株生長最旺盛的部位。營養芽、幼葉、正在發育的種子和胚胎等含量高,合成也最活躍。成熟或衰老的部位則含量低。 赤黴素在植物體內沒有極性運輸,體內合成後可做雙向運輸,向下運輸通過韌皮部,向上運輸通過木質部隨蒸騰流上升。 (三)生理作用 1、促進細胞分裂和莖的伸長 這是赤黴素最顯著的生理效應,尤其對矮生突變品種的效果特別顯著。原因是矮生品種如玉米和豌豆系單基因突變使植物缺少赤黴素的產生能力。對以葉莖為收獲目的的植物象芹菜、萵苣、韭菜、薴麻茶葉等應用後可以提前收獲並增加產量。且無高濃度抑制問題。(與IAA明顯不同) 2、促進抽薹開花 日照長短和溫度高低是影響一些植物能否開花的制約因子(見12章成化生理)。如芹菜要求低溫和長日照兩個因子均滿足才能抽薹、開花,通過GA3處理,便可誘導開花,替代了植物需要的低溫和長日照。對於花芽已分化的植物,GA具有顯著的促進作用(針葉樹種)。 3、打破休眠 GA能有效的打破許多延存器官(種子、塊莖)的休眠,促進萌發。如當年收獲的馬鈴薯芽眼處於休眠狀態,0.1~1PPM的赤黴素浸泡10~15分鍾,即可打破休眠,一年兩季栽培。 4、促進雄花分化和提高結實率 對雌雄同株異花植物,使用GA後雄花比例增加,如黃瓜。還可提高梨蘋果的座果率,20~50PPM赤黴素噴施可防止棉花脫落。 5、促進單性結實 如用200~500PPM的赤黴素水溶液噴灑開花一周後的果穗,便可形成無子葡萄,無核率達60~90%。 三、細胞分裂素 (一)發現 細胞分裂素是一類具有促進細胞分裂等生理功能的植物生長物質的總稱。 1962~1964 Lethem首次從受精後11~16天的甜玉米灌漿初期的子粒中分離出天然的細胞分裂素,命名為玉米素並鑒定了化學結構。到目前為止已鑒定出幾十種。 (二)運輸和代謝 細胞分裂素普遍存在於旺盛生長的、正在進行分裂的組織或器官、未成熟種子、萌發種子和正在生長的果實。 合成部位為根系。生物合成了解甚少。 運輸無極性,可隨木質部蒸騰流向上輸送。 (三)生理作用 1、促進細胞分裂 細胞分裂過程包括細胞核分裂和細胞質分裂兩方面,通常認為生長素主要促進核的有絲分裂,細胞分裂素促進細胞質的分裂。故缺乏細胞分裂素時易形成多核細胞。 2、促進芽的分化 植物組織培養試驗發現CTK/IAA比例可對愈傷組織根芽分化起到調控作用。高比值有利於芽的分化,反之則有利於根的形成。比值適當愈傷組織保持生長而不分化。 3、促進細胞擴大 用CTK處理四季豆黃花葉的圓片或菜豆、蘿卜的子葉可見細胞明顯地擴大。 4、促進側芽發育,解除頂端優勢 CTK作用於腋芽可促進維管束分化有利於營養物質的運輸,從而促進腋芽的發育。 5、延緩葉片衰老 離體葉片上如塗抹CTK則塗抹部位可在較長時間內保持鮮綠,因而CTK具有延緩葉片衰老的作用。CTK移動性差,塗抹後可從周圍吸取營養,以保持其新鮮度,而使周圍組織迅速衰老。因此CTK若處理水果和鮮花則有保鮮保綠的作用。還有解除需光種子的休眠等作用。 四 脫落酸 一、脫落酸的發現 (一)脫落酸的發現 脫落酸(abscisic acid,ABA)是指能引起芽休眠、葉子脫落和抑制生長等生理作用的植物激素。它是人們在研究植物體內與休眠、脫落和種子萌發等生理過程有關的生長抑制物質時發現的。 1961年劉(W.C.liu)等在研究棉花幼鈴的脫落時,從成熟的干棉殼中分離純化出了促進脫落的物質,並命名這種物質為脫落素(後來阿迪柯特將其稱為脫落素Ⅰ)。1963年大熊和彥和阿迪柯特(K.Ohkuma and F.T.Addicott)等從225kg 4~7天齡的鮮棉鈴中分離純化出了9mg具有高度活性的促進脫落的物質,命名為脫落素Ⅱ(abscisinⅡ)。 在阿迪柯特領導的小組研究棉鈴脫落的同時,英國的韋爾林和康福思)領導的小組正在進行著木本植物休眠的研究。幾乎就在脫落素Ⅱ發現的同時,伊格爾斯(C.F.Eagles)和韋爾林從樺樹葉中提取出了一種能抑制生長並誘導旺盛生長的枝條進入休眠的物質,他們將其命名為休眠素(dormin)。1965年康福思等從28kg秋天的干槭樹葉中得到了260μg的休眠素純結晶,通過與脫落素Ⅱ的分子量、紅外光譜和熔點等的比較鑒定,確定休眠素和脫落素Ⅱ是同一物質。1967年在渥太華召開的第六屆國際生長物質會議上,這種生長調節物質正式被定名為脫落酸。 (二)ABA的結構特點 ABA是以異戊二烯為基本單位的倍半萜羧酸,化學名稱為5-(1′-羥基 2′,6′,6′-三甲基-4′-氧代-2′-環己烯-1′-基)-3-甲基-2-順-4-反-戊二烯酸〔5-(1′-hydroxy-2′,6′,6′-trimethyl-4′-oxo-2′-cyclohexen-1′-yl)-3-methyl-2-cis -4-trans-pentadienoic acid〕,分子式為C15H20O4,分子量為264.3。ABA環1′位上為不對稱碳原子,故有兩種旋光異構體。植物體內的天然形式主要為右旋ABA即(+)-ABA,又寫作(S)-ABA。 (三) ABA的分布與運輸 脫落酸存在於全部維管植物中,包括被子植物、裸子植物和蕨類植物。苔類和藻類植物中含有一種化學性質與脫落酸相近的生長抑制劑,稱為半月苔酸(lunlaric acid),此外,在某些苔蘚和藻類中也發現存在有ABA。 高等植物各器官和組織中都有脫落酸,其中以將要脫落或進入休眠的器官和組織中較多,在逆境條件下ABA含量會迅速增多。水生植物的ABA含量很低,一般為3~5μg·kg-1;陸生植物含量高些,溫帶谷類作物通常含50~500μg·kg-1 ,鱷梨的中果皮與團花種子含量高達10mg·kg-1與11.7mg·kg-1。 脫落酸運輸不具有極性。在菜豆葉柄切段中,14C-脫落酸向基運輸的速度是向頂運輸速度的2倍~3倍。脫落酸主要以游離型的形式運輸,也有部分以脫落酸糖苷的形式運輸。脫落酸在植物體的運輸速度很快,在莖或葉柄中的運輸速率大約是20mm·h-1。 二、脫落酸的生理效應 (一) 促進休眠 外用ABA時,可使旺盛生長的枝條停止生長而進入休眠,這是它最初也被稱為"休眠素"的原因。在秋天的短日條件下,葉中甲瓦龍酸合成GA的量減少,而合成的ABA量不斷增加,使芽進入休眠狀態以便越冬。種子休眠與種子中存在脫落酸有關,如桃、薔薇的休眠種子的外種皮中存在脫落酸,所以只有通過層積處理,脫落酸水平降低後,種子才能正常發芽。 (二) 促進氣孔關閉 ABA可引起氣孔關閉,降低蒸騰,這是ABA最重要的生理效應之一。科尼什(K.Cornish,1986)發現水分脅迫下葉片保衛細胞中的ABA含量是正常水分條件下含量的18倍。ABA促使氣孔關閉的原因是它使保衛細胞中的K+外滲,從而使保衛細胞的水勢高於周圍細胞的水勢而失水。ABA還能促進根系的吸水與溢泌速率,增加其向地上部的供水量,因此ABA是植物體內調節蒸騰的激素,也可作為抗蒸騰劑使用。 (三) 抑制生長 ABA能抑制整株植物或離體器官的生長,也能抑制種子的萌發。ABA的抑制效應比植物體內的另一類天然抑制劑--酚要高千倍。酚類物質是通過毒害發揮其抑制效應的,是不可逆的,而ABA的抑制效應則是可逆的,一旦去除ABA,枝條的生長或種子的萌發又會立即開始。 (四)促進脫落 ABA是在研究棉花幼鈴脫落時發現的。ABA促進器官脫落主要是促進了離層的形成。將ABA塗抹於去除葉片的棉花外植體葉柄切口上,幾天後葉柄就開始脫落,此效應十分明顯,已被用於脫落酸的生物檢定。 (五)增加抗逆性 一般來說,乾旱、寒冷、高溫、鹽漬和水澇等逆境都能使植物體內ABA迅速增加,同時抗逆性增強。如ABA可顯著降低高溫對葉綠體超微結構的破壞,增加葉綠體的熱穩定性;ABA可誘導某些酶的重新合成而增加植物的抗冷性、抗澇性和抗鹽性。因此,ABA被稱為應激激素或脅迫激素(stress hormone)。 五 乙烯 一、乙烯的發現 早在上個世紀中葉(1864)就有關於燃氣街燈漏氣會促進附近的樹落葉的報道,但到本世紀初(1901)俄國的植物學家奈劉波(Neljubow)才首先證實是照明氣中的乙烯在起作用,他還發現乙烯能引起黃化豌豆苗的三重反應。第一個發現植物材料能產生一種氣體並對鄰近植物材料的生長產生影響的人是卡曾斯,他發現橘子產生的氣體能催熟同船混裝的香蕉。 雖然1930年以前人們就已認識到乙烯對植物具有多方面的影響,但直到1934年甘恩(Gane)才獲得植物組織確實能產生乙烯的化學證據。 1959年,由於氣相色譜的應用,伯格(S.P.Burg)等測出了未成熟果實中有極少量的乙烯產生,隨著果實的成熟,產生的乙烯量不斷增加。此後幾年,在乙烯的生物化學和生理學研究方面取得了許多成果,並證明高等植物的各個部位都能產生乙烯,還發現乙烯對許多生理過程、包括從種子萌發到衰老的整個過程都起重要的調節作用。1965年在柏格的提議下,乙烯才被公認為是植物的天然激素。 乙烯(ethylene,ET,ETH)是一種不飽和烴,其化學結構為CH2=CH2,是各種植物激素中分子結構最簡單的一種。乙烯在常溫下是氣體,分子量為28,輕於空氣。乙烯在極低濃度(0.01~0.1μl·L-1)時就對植物產生生理效應。種子植物、蕨類、苔蘚、真菌和細菌都可產生乙烯。 二、乙烯在植物體內的分布及運輸 乙烯在植物體內易於移動,並遵循虎克擴散定律。此外,乙烯還可穿過被電擊死了的莖段。這些都證明乙烯的運輸是被動的擴散過程,但其生物合成過程一定要在具有完整膜結構的活細胞中才能進行。 一般情況下,乙烯就在合成部位起作用。乙烯的前體ACC可溶於水溶液,因而推測ACC可能是乙烯在植物體內遠距離運輸的形式。 三、乙烯的生理效應 1、改變生長習性 乙烯對植物生長的典型效應是:抑制莖的伸長生長、促進莖或根的橫向增粗及莖的橫向生長(即使莖失去負向重力性),這就是乙烯所特有的"三重反應"乙烯促使莖橫向生長是由於它引起偏上生長所造成的。所謂偏上生長,是指器官的上部生長速度快於下部的現象。乙烯對莖與葉柄都有偏上生長的作用,從而造成了莖橫生和葉下垂。 2、促進成熟 催熟是乙烯最主要和最顯著的效應,因此乙烯也稱為催熟激素。乙烯對果實成熟、棉鈴開裂、水稻的灌漿與成熟都有顯著的效果。在實際生活中我們知道,一旦箱里出現了一隻爛蘋果,如不立即除去,它會很快使整個一箱蘋果都爛掉。這是由於腐爛蘋果產生的乙烯比正常蘋果的多,觸發了附近的蘋果也大量產生乙烯,使箱內乙烯的濃度在較短時間內劇增,誘導呼吸躍變,加快蘋果完熟和貯藏物質消耗的緣故。又如柿子,即使在樹上已成熟,但仍很澀口,不能食用,只有經過後熟過程後才能食用。由於乙烯是氣體,易擴散,故散放的柿子後熟過程很慢,放置十天半月後仍難食用。若將容器密閉(如用塑料袋封裝),果實產生的乙烯就不會擴散掉,再加上自身催化作用,後熟過程加快,一般5天後就可食用了。 3、促進脫落 乙烯是控制葉片脫落的主要激素。這是因為乙烯能促進細胞壁降解酶--纖維素酶的合辦成並且控制纖維素酶由原生質體釋放到細胞壁中,從而促進細胞衰老和細胞壁的分解,引起離區近莖側的細胞膨脹,從而迫使葉片、花或果實機械地脫離。 4、促進開花和雌花分化 乙烯可促進菠蘿和其它一些植物開花,還可改變花的性別,促進黃瓜雌花分化,並使雌、雄異花同株的雌花著生節位下降。乙烯在這方面的效應與IAA相似,而與GA相反,現在知道IAA增加雌花分化就是由於IAA誘導產生乙烯的結果。 5、乙烯的其它效應 乙烯還可誘導插枝不定根的形成,促進根的生長和分化,打破種子和芽的休眠,誘導次生物質(如橡膠樹的乳膠)的分泌等。
❾ 植物器官脫落與植物激素有何關系
1.生長素類
生長素類既可以抑制脫落,也可以促進脫落,它對器官脫落的效應與生長素使用的濃度、時間和施用部位有關。
將生長素施在離區近軸端(離區靠近莖的一面),則促進脫落;施於遠軸端(離區靠近葉片的一側),則抑制脫落。這表明脫落與離區兩側的生長素含量密切相關。
阿迪柯特(Addicott)等(1955)提出了生長素梯度學說來解釋生長素與脫落的關系。該學說認為器官脫落為離區兩側生長素濃度梯度所控制,當遠軸端的生長素含量高於近軸端時,則抑制或延緩脫落;反之,當遠軸端生長素含量低於近軸端時,會加速脫落。
2.乙烯
乙烯是與脫落有關的重要激素。內源乙烯水平與脫落率呈正相關。
奧斯本(Osborne,1978)提出雙子葉植物的離區內存在特殊的乙烯響應靶細胞,乙烯可刺激靶細胞分裂,促進離層中纖維素酶等水解酶的產生,從而使中膠層和基質結構疏鬆,導致脫落。
乙烯的效應依賴於組織對它的敏感性,即隨植物種類以及器官和離區的發育程度不同而敏感性差異很大,當離層細胞處於敏感狀態時,低濃度乙烯即能促進纖維素酶及其他水解酶的合成及轉運,導致葉片脫落。
3.脫落酸
ABA促進脫落的原因是ABA抑制了葉柄內IAA的傳導,促進了分解細胞壁的酶類的分泌,並刺激乙烯的合成,增加組織對乙烯的敏感性。但ABA促進脫落的效應低於乙烯。
戴維斯(Davis)等(1972)首先注意到棉鈴中ABA含量與其脫落曲線一致,且幼果易落品系含有較多的ABA。在生長的葉片中脫落酸含量極低,只有在衰老的葉片中才含有大量的脫落酸。秋天短日照促進ABA合成,所以能導致季節性落葉。
4.赤黴素和細胞分裂素
這兩種激素對脫落也有影響,不過都不是直接的。如在棉花、番茄、蘋果和柑橘等植物上施用赤黴素能延緩其脫落。
蔡可等(1979)發現GA3防止棉花幼鈴脫落的效果最佳。但赤黴素也能加速外植體的脫落。在玫瑰和香石竹中,CTK能延緩衰老脫落,這可能是因為CTK能通過調節乙烯合成,降低組織對乙烯的敏感性而產生影響。
各種激素的作用不是彼此孤立的,器官的脫落也並非受某一種激素的單獨控制,而是多種激素相互協調、平衡作用的結果。
❿ 請教植物激素之間的拮抗問題
答:需要考慮!因為在植物生長發育過程中,任何一種生理反應都不是單一激素作用的結果,而是各種激素相互作用的結果,各種激素間的相互作用是很復雜的,有時表現為增效作用,有時表現為拮抗作用。你的試劑中赤黴素受體拮抗劑,可以使赤黴素/生長素比例降低,生長 素水平相對升高,則促進生根;可以使細胞分裂素/赤黴素比例升高,細胞分裂素相對升高.
在植物的生長發育過程中,除了需要水分和營養物質的供應,還要受到一些生理活性物質的調節和控制。這些調節和控制植物生長發育的物質,稱為植物生長物質。植物生長物質包括兩大類:一是植物體自身代謝過程中產生的,稱為植物激素。二是人工合成的,具有植物激素活性的有機物,稱為植物生長調節劑。
一、植物激素
植物激素有四個重要特性:內源性,它是植物生命活動中細胞內部的產物,並廣泛存在於植物界。調控性,可通過自身生命活動調節和控制植物生長發育。移動性,可從植物的合成位點運輸到作用位點。顯效性,在植物體內含量甚微,多以微克計算,但可起到明顯增效的作用。國際公認的植物激素有五大類:生長素、赤黴素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯。
1.生長素
生長素的特性:生長素即吲哚乙酸,簡稱IAA(圖12-1)。因生長素在植物體內易被破壞,生產上一般不用吲哚乙酸來處理植物,而多改返消採用與其類似的生長調節劑如吲哚丁酸、萘乙酸等處理植物。
生長素的作用:促進植物的伸長生長、促進插枝生根、誘導單性結實 控制雌雄性別。生長素最基本的生理作用是促進生長,但是與生長素的濃度、植物的種類與器官、細胞的年齡等因素有關。生長素濃度較低時可促進生長,較高濃度時則抑制生長。雙子葉植物一般比單子葉植物敏感。根比芽敏感,芽比莖敏感,幼嫩細胞比成熟細胞敏感。
2.赤黴素
赤黴素的特性:赤黴素簡稱GA(圖12-2)。配成溶液易失效,適於在低溫乾燥條件下以粉末形式保存。
赤黴素的生理作用:促進莖和葉的生長、誘導抽苔開花、促進性別分化、打破休眠、防止脫落、誘導單性結實,促進無籽果實的形成。
3.細胞分裂素
細胞分裂素的特性:細胞分裂素簡稱CTK(圖12-3)。主要包括激動素、玉米素等。性質較穩定。
細胞分裂素的生理作用:促進細胞擴大生長、誘導芽的分化、防止衰老、促進腋芽生長。
4.脫落酸
脫落酸的特性:脫落酸核知簡稱ABA(圖12-4)。是植物體內存在的一種強有力的天然抑制劑,含量極微,活性很高,作用巨世局大。
脫落酸的生理作用:抑制植物生長、促進脫落、促進休眠、調節氣孔關閉。
5.乙 烯
乙烯的特性:乙烯簡稱ETH(圖12-5)。是一種促進組織器官成熟的氣態激素。由於乙烯是氣體,使用比較困難,所以一般都用它的類似物乙烯利代替。
乙烯的生理作用:加速果實成熟、促進脫落衰老、調節植物生長、促進開花。
在植物生長發育過程中,任何一種生理反應都不是單一激素作用的結果,而是各種激素相互作用的結果,各種激素間的相互作用是很復雜的,有時表現為增效作用,有時表現為拮抗作用。了解各種激素對植物的生理作用、激素間的相互作用,以及和環境間的關系,在農業生產上具有非常重要的意義。
二、植物生長調節劑
隨著植物激素的研究和發展,人們合成了許多具有激素活性的物質,以便更有效地控制植物的生長發育,這就是目前普遍應用的植物生長調節劑。
1.生長促進劑
萘乙酸(NAA):扦插生根,控制枝條生長,疏花疏果,防止采前落果,促進菠蘿開花,組培中廣泛用於生根(圖12-6)。
吲哚丁酸(IBA ):果樹上主要用於促進扦插生根,引起的不定根多而細長,組培中用於生根,吲哚乙酸適應范圍廣泛而且安全,是目前最主要的調節劑(圖12-7)。
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D):高濃度時可作為除草劑,低濃度時可防止番茄落花落果並誘導無籽果實的形成,組培中濃度適當時可誘導外植體脫分化(圖12-8)。
萘氧乙酸(NOA):促進扦插生根,防止采前果實脫落(圖12-9)。
6-苄基腺膘呤(6-BA,BAP):學名綠丹。可顯著增加葡萄果粒和果柄的固著力,減少果粒脫落,可促進蘋果側芽萌發,增大分枝角度,在組培中應用較為廣泛(圖12-10)。
二氫玉米素:促進細胞分裂,促進植物生長(圖12-11)。
2.生長延續劑和生長抑制劑
乙烯利(CEPA):乙烯利是目前生產上應用最廣泛的調節劑,發揮作用的最適溫度是20℃-30℃。促進果實成熟,抑制營養生長,促進花芽形成,誘導雌花形成和雄花不育,促進橡膠乳汁分泌,延遲花期,提早休眠,提高抗寒性(圖12-12)。
矮壯素(CCC):抑制營養生長,使植物莖稈加粗,葉色加深,葉片加厚加寬,能夠更好地進行光合作用,並抗倒伏,促進花芽形成,增加座果(圖12-13)。
三碘苯甲酸(TIBA):一種阻礙生長素運輸的物質。消除頂端優勢,促進腋芽生長,分枝增多,植株矮化(圖12-14)。
比久(B9):抑制頂端優勢,刺激果樹新梢生長,利於花芽形成,減少採前落果,促進果實著色。比久在農業生產上應用比較廣泛,但有試驗表明,其對人和牲畜均有毒副作用,致癌性強烈,所以在農業生產中要禁止使用(圖12-15)。
多效唑(PP333):延緩植株營養生長,促進生殖生長(圖12-16)。
馬來醯肼(MH 青鮮素):抑制莖的伸長,防止洋蔥、馬鈴薯、大蒜等在貯藏期間發芽,抑制煙草腋芽生長(圖12-17)。但馬來醯肼可能致癌和使動物染色體畸變,對食用植物最好以不用為宜。
整形素(形態素):抑制莖的伸長生長和種子萌發,能促使葡萄、番茄等作物產生無籽果實(圖12-18)。
烯效唑(S3307 ):生理作用同多效唑,但比多效唑強2-4倍,是目前應用較多的一種植物生長調節劑(圖12-19)。
植物激素和植物生長調節劑在農業生產上應用非常廣泛。為了便於使用,現將它們的效應和應用列於附表,供大家參考。