eth植物学
㈠ 怎样认识植物生长调节剂
导语:现在,一说到芒果人们就会说是用植物激素催熟的,提到西瓜,很多人就会想到是植物激素催熟的、打针的……其实,在农业上使用的植物激素通常叫做植物生长调节剂。农业生产中合理使用植物生长调节剂也是正常的,我们应该谴责的是滥用植物生长调节剂。
现在,一说到芒果人们就会说是用植物激素催熟的,提到西瓜,很多人就会想到是植物激素催熟的、打针的……其实,在农业上使用的植物激素通常叫做植物生长调节剂。植物生长调节剂究竟是否有害?用植物生长调节剂处理后的果实是否营养价值更低呢?我们请中国农业大学农学与生物技术学院康玉凡教授帮助我们解答。
植物生长调节剂也是农药吗?是如何分类的?
植物生长调节剂是指对植物的生长、发育起调节作用的农药,通常是指通过化工合成和微生物发酵的方式得到的分子结构和生理效应与植物激素(植物体内天然存在的一类化合物)类似的有机物质,包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。植物生长调节剂具有催熟、保鲜、脱叶、防落、抑制或促进生长等效应,其作用与生长植物的内源激素相一致,使用量微小,在几个ppm到数十ppm不等,在农作物生产中有一定的作用。
目前,我国《农药管理条例》将植物生长调节剂作为农药进行统一管理。农药按口服半致死量的高低(每千克体重的半致死量, LD50 ) 分为6类: 特剧毒、剧毒、高毒、中等毒、低毒和微毒。植物生长调节剂是一类能够调节植物生长发育的农药, 不以杀伤有害生物为目的, 所以其毒性一般为低毒或微毒。
常用的植物激素有哪几类?它们都有什么作用?植物在种植过程中,为何要使用植物激素?
目前,较为常见的植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等五大类,相对应的植物生长调节剂也有此五大类,在在种子萌发过程中具有一定作用。
种子萌发是一个复杂的物质代谢过程,多种植物激素和植物生长调节剂参与和调节种子萌发及幼苗生长,使种子活力、幼苗形态、内部营养物质及酶类也发生相应的变化。种子萌发和幼苗生长是一个复杂的植物生理生化、物质代谢过程,受其内部或外部植物生长物质的调控,而表现出种子活力、幼苗生长、形态特征、细胞组织、物质代谢等方面的效应,直接或间接影响植物的营养生长和生殖生长,进而影响植物的生物产量、经济产量、营养品质及其安全性等。
生长素(如IAA 和2,4-D)对植物生长的诱导往往是有正负两重性,它既能促进生长,也能抑制生长;既能促进萌发,也能抑制萌发;既能护花护果,也能疏花疏果。这主要取决于施用的浓度和物、器官的类型以及细胞的年龄性。
脱落酸(ABA):有促进种子休眠,抑制植物幼苗生长,促进叶片脱落的生理学效应,有“休眠素”之称。
赤霉素(GA3):可以解除种子的休眠,增加植物种子内部水解酶的合成,并对完整性受到破坏的细胞膜进行一定程度的修复,提高种子的活力,提高种子的发芽势和发芽率。
乙烯(ETH):乙烯对植物的生长具有抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长,具有打破种子和芽的休眠的作用。几乎所有高等植物的组织都能产生微量乙烯。
细胞分裂素(CTK):对种子萌发及幼苗生长的调节作用,表现出形态特征、生物化学组分、提高抗逆性的效应。
植物激素和植物生长调节剂有何区别?
植物生长调节剂与植物激素在概念上是有区别的。
植物激素是指植物体内器官分泌的一些数量微少而效应很大的有机物质,也称内源激素。它从特定的器官形成后,就地或运输到别的部位发挥生理作用,调节植物的生长发育过程。目前内源激素公认的有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯五大类,另外有人将油菜素甾体类、茉莉酸类也列为植物激素。
由于植物体内的植物激素含量甚微,如果通过从植物体内提取植物激素再应用于农业生产非常困难,成本也很高。于是,人们就采用人工合成方法合成具有类似植物激素功能的有机化合物,这便是植物生长调节剂。植物生长调节剂不是内源激素,它通常是人工合成的、具有植物激素作用的一类外源有机物质,在较低的浓度下即可对植物的生长发育表现出促进或抑制作用,调节植物的生长发育,从效果上起到了植物内源激素的作用。
后来人们又将两种或两种以上的植物生长调节剂复配使用,从而一次使用达到多种效果。目前市场上出现的大多数植物生长调节剂都是复配产品。但是,无论是哪些植物生长调节剂,无论如何复配,都源自于最基本的五类植物内源激素。
植物生长调节剂究竟是否会导致人和动物性早熟?它和动物激素有什么相似之处吗?
平时,我们通常将农业中使用的植物生长调节剂也叫做植物激素,因为它们跟植物激素的性质和作用十分类似。
植物激素存在于生长的植物体内,几千年来植物体作为人类的蔬菜、水果、糖、油等的主要食物源,植物体内的种植物激素在食用中是安全。植物激素不会导致人和动物性早熟。植物激素只作用于植物体,植物激素没有雌激素、雄激素之分,植物激素对动物体不起作用;植物激素大多是小分子,而动物激素主要是大分子的蛋白质和多肽,两者的化学结构不同,作用机理也完全不一样,动物激素仅作用于动物体,因此,而动物激素对植物体也不起作用。
常见的植物生长调节剂,安全性又如何呢?
植物生长调节剂的安全性其实还是很高的。以6-BA为例,6-BA处理后种子的活力、发芽率、生长势均有明显提高;可抑制侧根生长,使下胚轴增粗、对幼苗生长、叶绿素的合成、可溶性糖、可溶性蛋白质具有显著的促进作用。
中国农业大学研究课题“关于6-苄基腺嘌呤和赤霉酸在豆芽工厂化生产中使用后残留量变化及其膳食风险评估”研究结果显示苄氨基嘌呤和赤霉酸在黄豆芽上按照低浓度施用2次,3天后其残留最高值分别为0.14mg/kg和0.18 mg/kg;在绿豆芽上的残留试验最高值分别为0.13mg/kg和0.046mg/kg。而6-苄氨基嘌呤和赤霉酸的ADI值分别为 0.05 mg(kg bw·d)和3 mg/(kg bw·d)。豆芽中苄氨基嘌呤和赤霉酸残留风险评估结果,其慢性风险商(RQc)均低于0.1%, 急性风险商(RQa)均低于7%,表明膳食摄入风险是很低的。
农业生产中,是不是用得植物生长调节剂越多越好呢?
其实,植物激素的使用并不是越多越好。植物生长调节剂在农业生产中的应用均有一个适宜的剂量,如乙烯在种子萌发及幼苗生长方面使用的适宜剂量约在25-50ppm,6-苄基嘌呤在5ppm,过量则芽体粗短、多须根、根色变褐等。因此,植物生长调节剂的科学计量使用还需要精密计量天平等仪器。
国外使用植物生长调节剂是否普遍?
植物生长调节剂在发达国家的使用比较普遍。日本、美国欧盟等都允许植物生长调节剂在农业上使用,使用的范围也很广,包括蔬菜、水果等几乎都可以使用,也都有相应的标准规定。需要提醒的是,植物激素合法使用是有利的,但是,滥用植物激素也是应该严格制止的,我们要避免植物激素的滥用。
使用植物生长调节剂长成的水果和蔬菜,营养价值与不用植物激素的水果和蔬菜是否一样呢?会不会更差?
很多人以为使用植物生长调节剂的果蔬成熟快、催熟的,就是“揠苗助长”,就认为使用了植物生长调节剂的果蔬营养价值差。其实,使用植物生长调节剂可以促进果蔬生长,增加产量,果蔬的营养价值并不会差,甚至在某些方面还有提高。
在葡萄种植中,有研究发现,适量使用脱落酸(ABA)有助于增加葡萄中花色苷的量;还有证据表明糖与植物激素信号之间可能存在内在的联系,在桃子种植时适量使用 ABA后,桃果实中的糖含量有升高趋势,吃起来更甜,同时果实中维生素C的含量也有增加;在甜豌豆上研究发现,使用植物生长调节剂后甜豌豆的可溶性糖含量、蛋白质含量也有升高趋势;中国农业大学2009年研究报道显示,在绿豆种子萌发过程中使用乙烯(ETH)可使绿豆芽苗的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素c含量分别增加25.1%、66.07%和163.9%;使用6-BA其可溶性糖的含量可提高13.6%,营养价值有提高趋势。
总体来看,认为使用植物生长调节剂的果蔬营养价值会降低其实是一种错误的观念。在很多研究报告中,使用植物生长调节剂的果蔬营养价值并不会降低,甚至有些营养指标还有变好的趋势。
(作者:康玉凡 中国农业大学农学与生物技术学院教授)
㈡ 植物中ETH是什么物质
是植物激素乙烯(ethylene, ETH)。
乙烯的生理作用
1、三重反应(抑制茎伸长,使茎加粗,失去负向地性)偏上生长
2、促进果实成熟
3、促进花的分化
4、促进器官脱落
5、促进次生物排泌
㈢ 植物的茎在植物生长发育的过程中起着什么作用
例如低浓度的生长素有促进器官伸长的作用。从而可减少蒸腾失水。可是超过最适浓度时由于会导致乙烯产生,生长的促进作用下降,甚至反会转为抑制。即乙烯的存在对生长素的作用起结抗作用。
在植物生长发育过程中,任何一种生理反应都不是单一激素作用的结果,而是各种激素相互作用的结果,各种激素间的相互作用是很复杂的,有时表现为增效作用,有时表现为拮抗作用。你的试剂中赤霉素受体拮抗剂,可以使赤霉素/生长素比例降低,生长 素水平相对升高,则促进生根;可以使细胞分裂素/赤霉素比例升高,细胞分裂素相对升高.
在植物的生长发育过程中,除了需要水分和营养物质的供应,还要受到一些生理活性物质的调节和控制。这些调节和控制植物生长发育的物质,称为植物生长物质。植物生长物质包括两大类:一是植物体自身代谢过程中产生的,称为植物激素。二是人工合成的,具有植物激素活性的有机物,称为植物生长调节剂。
一、植物激素
植物激素有四个重要特性:内源性,它是植物生命活动中细胞内部的产物,并广泛存在于植物界。调控性,可通过自身生命活动调节和控制植物生长发育。移动性,可从植物的合成位点运输到作用位点。显效性,在植物体内含量甚微,多以微克计算,但可起到明显增效的作用。国际公认的植物激素有五大类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
1.生长素
生长素的特性:生长素即吲哚乙酸,简称IAA(图12-1)。因生长素在植物体内易被破坏,生产上一般不用吲哚乙酸来处理植物,而多采用与其类似的生长调节剂如吲哚丁酸、萘乙酸等处理植物。
生长素的作用:促进植物的伸长生长、促进插枝生根、诱导单性结实 控制雌雄性别。生长素最基本的生理作用是促进生长,但是与生长素的浓度、植物的种类与器官、细胞的年龄等因素有关。生长素浓度较低时可促进生长,较高浓度时则抑制生长。双子叶植物一般比单子叶植物敏感。根比芽敏感,芽比茎敏感,幼嫩细胞比成熟细胞敏感。
2.赤霉素
赤霉素的特性:赤霉素简称GA(图12-2)。配成溶液易失效,适于在低温干燥条件下以粉末形式保存。
赤霉素的生理作用:促进茎和叶的生长、诱导抽苔开花、促进性别分化、打破休眠、防止脱落、诱导单性结实,促进无籽果实的形成。
3.细胞分裂素
细胞分裂素的特性:细胞分裂素简称CTK(图12-3)。主要包括激动素、玉米素等。性质较稳定。
细胞分裂素的生理作用:促进细胞扩大生长、诱导芽的分化、防止衰老、促进腋芽生长。
4.脱落酸
脱落酸的特性:脱落酸简称ABA(图12-4)。是植物体内存在的一种强有力的天然抑制剂,含量极微,活性很高,作用巨大。
脱落酸的生理作用:抑制植物生长、促进脱落、促进休眠、调节气孔关闭。
5.乙 烯
乙烯的特性:乙烯简称ETH(图12-5)。是一种促进组织器官成熟的气态激素。由于乙烯是气体,使用比较困难,所以一般都用它的类似物乙烯利代替。
乙烯的生理作用:加速果实成熟、促进脱落衰老、调节植物生长、促进开花。
在植物生长发育过程中,任何一种生理反应都不是单一激素作用的结果,而是各种激素相互作用的结果,各种激素间的相互作用是很复杂的,有时表现为增效作用,有时表现为拮抗作用。了解各种激素对植物的生理作用、激素间的相互作用,以及和环境间的关系,在农业生产上具有非常重要的意义。
二、植物生长调节剂
随着植物激素的研究和发展,人们合成了许多具有激素活性的物质,以便更有效地控制植物的生长发育,这就是目前普遍应用的植物生长调节剂。
1.生长促进剂
萘乙酸(NAA):扦插生根,控制枝条生长,疏花疏果,防止采前落果,促进菠萝开花,组培中广泛用于生根(图12-6)。
吲哚丁酸(IBA ):果树上主要用于促进扦插生根,引起的不定根多而细长,组培中用于生根,吲哚乙酸适应范围广泛而且安全,是目前最主要的调节剂(图12-7)。
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D):高浓度时可作为除草剂,低浓度时可防止番茄落花落果并诱导无籽果实的形成,组培中浓度适当时可诱导外植体脱分化(图12-8)。
萘氧乙酸(NOA):促进扦插生根,防止采前果实脱落(图12-9)。
6-苄基腺膘呤(6-BA,BAP):学名绿丹。可显著增加葡萄果粒和果柄的固着力,减少果粒脱落,可促进苹果侧芽萌发,增大分枝角度,在组培中应用较为广泛(图12-10)。
二氢玉米素:促进细胞分裂,促进植物生长(图12-11)。
2.生长延续剂和生长抑制剂
乙烯利(CEPA):乙烯利是目前生产上应用最广泛的调节剂,发挥作用的最适温度是20℃-30℃。促进果实成熟,抑制营养生长,促进花芽形成,诱导雌花形成和雄花不育,促进橡胶乳汁分泌,延迟花期,提早休眠,提高抗寒性(图12-12)。
矮壮素(CCC):抑制营养生长,使植物茎秆加粗,叶色加深,叶片加厚加宽,能够更好地进行光合作用,并抗倒伏,促进花芽形成,增加座果(图12-13)。
三碘苯甲酸(TIBA):一种阻碍生长素运输的物质。消除顶端优势,促进腋芽生长,分枝增多,植株矮化(图12-14)。
比久(B9):抑制顶端优势,刺激果树新梢生长,利于花芽形成,减少采前落果,促进果实着色。比久在农业生产上应用比较广泛,但有试验表明,其对人和牲畜均有毒副作用,致癌性强烈,所以在农业生产中要禁止使用(图12-15)。
多效唑(PP333):延缓植株营养生长,促进生殖生长(图12-16)。
马来酰肼(MH 青鲜素):抑制茎的伸长,防止洋葱、马铃薯、大蒜等在贮藏期间发芽,抑制烟草腋芽生长(图12-17)。但马来酰肼可能致癌和使动物染色体畸变,对食用植物最好以不用为宜。
整形素(形态素):抑制茎的伸长生长和种子萌发,能促使葡萄、番茄等作物产生无籽果实(图12-18)。
烯效唑(S3307 ):生理作用同多效唑,但比多效唑强2-4倍,是目前应用较多的一种植物生长调节剂(图12-19)。
植物激素和植物生长调节剂在农业生产上应用非常广泛。为了便于使用,现将它们的效应和应用列于附表,供大家参考。
㈣ 各种植物激素的功能
植物激素有六大类
即生长素(auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯(ethyne,ETH)和油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)。它们都是些简单的小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。例如从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别的决定、休眠和脱落等。所以,植物激素对植物的生长发育有重要的调节控制作用。
生长素:
吲哚乙酸可以人工合成。生产上使用的是人工合成的类似生长素的物质如吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-D、4-碘苯氧乙酸等,可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃薯发芽等方面。愈伤组织容易生根;反之容易生芽。
㈤ 高中生物学的植物激素那些是协同作用 那些是拮抗作用
植物激素有六大类,即生长素(auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(abscisic
acid,ABA)、乙烯(ethyne,ETH)和油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)。最近新确认的植物激素有,多胺,水杨酸类,茉莉酸(酯)等等。
生长素(auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)有协同作用,促使细胞分裂,组织生长。油菜素甾醇是甾体类激素,具有促进细胞伸长和细胞分裂、促进维管分化、促进花粉管伸长而保持雄性育性、加速组织衰老、促进根的横向发育、顶端优势的维持、促进种子萌发等生理作用。
它们都与脱落酸有拮抗作用。脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。通常在衰老的器官或组织中的含量比在幼嫩部分中的多。它的作用在于抑制RNA和蛋白质的合成,从而抑制茎和侧芽生长,因此是一种生长抑制剂,有利于细胞体积增大。与赤霉素有拮抗作用。脱落酸通过促进离层的形成而促进叶柄的脱落,在于它能使细胞壁环境酸化、水解酶的活性增加,还能促进芽和种子休眠。种子中较高的脱落酸含量是种子休眠的主要原因。脱落酸合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。分布:将要脱落的器官和组织中含量多。主要作用:抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落。抑制种子萌发。
乙烯合成部位:植物体各个部位。主要作用:促进果实成熟,促进器官脱落和衰老。乙烯可以促进RNA和蛋白质的合成,在高等植物体内,并使细胞膜的透性增加,
加速呼吸作用。因而果实中乙烯含量增加时,已合成的生长素又可被植物体内的酶或外界的光所分解,可促进其中有机物质的转化,加速成熟。乙烯也有促进器官脱落和衰老的作用。所以与生长素是拮抗作用,与脱落酸是协同作用。
㈥ 植物中ETH是什么物质
是植物激素乙烯(ethylene,
ETH)。
乙烯的生理作用
1、三重反应(抑制茎伸长,使茎加粗,失去负向地性)偏上生长
2、促进果实成熟
3、促进花的分化
4、促进器官脱落
5、促进次生物排泌
㈦ 植物生理学中 偏上性反应名词解释
偏上性反应: 把番茄植物的茎和叶放在含有ETH的空气中,由于叶柄上方比下方生长快,叶柄即向下弯曲成水平方向,严重时叶柄与茎平行或下垂,这个现象叫偏上性反应,这个反应是可逆的。
㈧ 什么是三重反应
植物生理学中,为乙烯的一种特有反应;在医学中,为正常皮肤注射组胺产生的现象,又称为三联反应。具体解释如下:
在植物生理学上,三重反应抑制茎的伸长生长;促进上胚轴的横向加粗;茎失去负向地性而产生横向生长。这是乙烯特有的反应,可用于乙烯的生物鉴定。
在医学中,三重反应是指组胺注入皮内,首先因皮肤毛细血管扩张,在注射处出现红斑,继而因血管通透性增加,在红斑部位形成一小肿块丘疹,最后通过轴突反射使临近小动脉扩张,在小肿块四周出现红晕。这是一种正常皮肤才会出现的现象,可以用于麻风病的诊断。
(8)eth植物学扩展阅读:
三重反应的其它相关介绍:
19世纪中叶,人们发现照明气体的泄漏会影响植物的生长发育。1901年,俄罗斯学者尼鲁博夫证实了乙烯在照明气体中的作用,并发现了植物对乙烯的“三重反应”。
几乎所有高等植物都会产生微量乙烯。干旱、淹水、极端温度、化学损伤、机械损伤等都能刺激植物体内乙烯的增加,称为逆境乙烯,加速植物衰老和脱落。乙烯在种子萌发、脱落和衰老过程中含量较高。高浓度生长素促进乙烯生成。乙烯抑制生长素的合成和运输。
㈨ 植物激素在人类生活方面的应用
植物激素
开放分类: 生物学、植物学、植物生理学
植物激素是植物体内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质。也被成为植物天然激素或植物内源激素。
植物激素有五类,即生长素(Auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)和乙烯(ethyne,ETH)。它们都是些简单的小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂、多样。例如从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别的决定、休眠和脱落等。所以,植物激素对植物的生长发育有重要的调节控制作用。
植物激素的化学结构已为人所知,有的已可以人工合成,如吲哚乙酸;有的还不能人工合成,如赤霉素。目前市场上售出的赤霉素试剂是从赤霉菌的培养过滤物中制取的。这些外加于植物的吲哚乙酸和赤霉素,与植物体自身产生的吲哚乙酸和赤霉素在来源上有所不同,所以作为植物生长调节剂,也有称为外源植物激素。
最近新确认的植物激素有,茉莉酸(酯)等等
植物体内产生的植物激素有赤霉素、激动素、脱落酸等。现已能人工合成某些类似植物激素作用的物质如2,4-D(2,4-二氯苯酚代乙酚)等。
植物自身产生的、运往其他部位后能调节植物生长发育的微量有机物质。人工合成的具有植物激素活性的物质称为生长调节剂。已知的植物激素主要有以下 5类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
生长素 C.D.达尔文在1880年研究植物向性运动时,只有各种激素的协调配合,发现植物幼嫩的尖端受单侧光照射后产生的一种影响,能传到茎的伸长区引起弯曲。1928年荷兰F.W.温特从燕麦胚芽鞘尖端分离出一种具生理活性的物质,称为生长素,它正是引起胚芽鞘伸长的物质。1934年荷兰F.克格尔等从人尿得到生长素的结晶,经鉴定为吲哚乙酸。促进>橡胶树漆树等排出乳汁。在植物中,则吲哚乙酸通过酶促反应从色氨酸合成。十字花科植物中合成吲哚乙酸的前体为吲哚乙腈,西葫芦中有相当多的吲哚乙醇,也可转变为吲哚乙酸。已合成的生长素又可被植物体内的酶或外界的光所分解,因而处于不断的合成与分解之中。
生长素在低等和高等植物中普遍存在。并使细胞膜的透性增加,在高等植物体内,乙烯可以促进RNA和蛋白质的合成,生长素主要集中在幼嫩、正生长的部位,如禾谷类的胚芽鞘,它的产生具有“自促作用”,双子叶植物的茎顶端、幼叶、花粉和子房以及正在生长的果实、种子等;衰老器官中含量极少。
用胚芽鞘切段证明植物体内的生长素通常只能从植物的上端向下端运输,而不能相反。这种运输方式称为极性运输,能以远快于扩散的速度进行。但从外部施用的生长素类药剂的运输方向则随施用部位和浓度而定,如根部吸收的生长素可随蒸腾流上升到地上幼嫩部位。
低浓度的生长素有促进器官伸长的作用。从而可减少蒸腾失水。超过最适浓度时由于会导致乙烯产生,生长的促进作用下降,甚至反会转为抑制。不同器官对生长素的反应不同,根最敏感,芽次之,茎的敏感性最差。种子中较高的脱落酸含量是种子休眠的主要原因。生长素能促进细胞伸长的主要原因,在于它能使细胞壁环境酸化、水解酶的活性增加,从而使细胞壁的结构松弛、可塑性增加,有利于细胞体积增大。因此是一种生长抑制剂,生长素还能促进 RNA和蛋白质的合成,促进细胞的分裂与分化。它的作用在于抑制 RNA和蛋白质的合成,对于维持顶端优势、促进果实发育,通常在衰老的器官或组织中的含量比在幼嫩部分中的多。生长素也有重要作用。脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。
吲哚乙酸可以人工合成。生产上使用的是人工合成的类似生长素的物质如吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-滴、4-碘苯氧乙酸等,可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃薯发芽等方面。愈伤组织容易生芽;反之容易生根。2,在组织培养中当它们的含量大于生长素时,4-滴曾被用做选择性除草剂。细胞分裂素还可促进芽的分化。
赤霉素 1926年日本黑泽在水稻恶苗病的研究中,发现感病稻苗的徒长和黄化现象与赤霉菌(Gibberellafujikuroi)有关。1938年薮田和住木从赤霉菌的分泌物中分离出了有生理活性的物质,定名为赤霉素(GA)。从50年代开始,英、美的科学工作者对赤霉素进行了研究,现已从赤霉菌和高等植物中分离出60多种赤霉素,分别被命名为GA1,GA2等。以后从植物中发现有十多种细胞分裂素,赤霉素广泛存在于菌类、藻类、蕨类、裸子植物及被子植物中。商品生产的赤霉素是GA3、GA4和GA7。GA3又称赤霉酸,是最早分离、鉴定出来的赤霉素,分子式为C19H22O6。即6-呋喃氨基嘌呤。
高等植物中的赤霉素主要存在于幼根、幼叶、幼嫩种子和果实等部位,由甲羟戊酸经贝壳杉烯等中间物合成。后证明其中含有一种能诱导细胞分裂的成分,赤霉素在植物体内运输时无极性,通常由木质部向上运输,由韧皮部向下或双向运输。赤霉素最显著的效应是促进植物茎伸长。无合成赤霉素的遗传基因的矮生品种,用赤霉素处理可以明显地引起茎秆伸长。目前在啤酒工业上多用赤霉素促进a-淀粉酶的产生,赤霉素也促进禾本科植物叶的伸长。在蔬菜生产上,常用赤霉素来提高茎叶用蔬菜的产量。一些需低温和长日照才能开花的二年生植物,
干种子吸水后,用赤霉素处理可以代替低温作用,使之在第1年开花。赤霉素还可促进果实发育和单性结实,打破块茎和种子的休眠,促进发芽。
干种子吸水后,胚中产生的赤霉素能诱导糊粉层内a-淀粉酶的合成和其他水解酶活性的增加,常用赤霉素来提高茎叶用蔬菜的产量。促使淀粉水解,在蔬菜生产上,加速种子发芽。赤霉素也促进禾本科植物叶的伸长。目前在啤酒工业上多用赤霉素促进a-淀粉酶的产生,避免大麦种子由于发芽而造成的大量有机物消耗,从而节约成本。
细胞分裂素 这种物质的发现是从激动素的发现开始的。由韧皮部向下或双向运输。1955年美国人F.斯库格等在烟草髓部组织培养中偶然发现培养基中加入从变质鲱鱼精子提取的DNA,可促进烟草愈伤组织强烈生长。后证明其中含有一种能诱导细胞分裂的成分,称为激动素, 高等植物中的赤霉素主要存在于幼根、幼叶、幼嫩种子和果实等部位,即6-呋喃氨基嘌呤。它在植物中并不存在。但后来发现植物中存在其他具有促进细胞分裂作用的物质,GA<sub>3</sub>又称赤霉酸,总称为细胞分裂素。第一个天然细胞分裂素是1964年D.S.莱瑟姆等从未成熟的玉米种子中分离出来的玉米素。以后从植物中发现有十多种细胞分裂素,GA<sub>2</sub>等。都是腺嘌呤的衍生物。
高等植物细胞分裂素存在于植物的根、叶、种子、果实等部位。根尖合成的细胞分裂素可向上运到茎叶,但在未成熟的果实、种子中也有细胞分裂素形成。细胞分裂素的主要生理作用是促进细胞分裂和防止叶子衰老。定名为赤霉素(GA)。绿色植物叶子衰老变黄是由于其中的蛋白质和叶绿素分解;而细胞分裂素可维持蛋白质的合成,从而使叶片保持绿色,发现感病稻苗的徒长和黄化现象与赤霉菌(Gibberellafujikuroi)有关。延长其寿命。细胞分裂素还可促进芽的分化。在组织培养中当它们的含量大于生长素时,愈伤组织容易生芽;反之容易生根。可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃薯发芽等方面。
人工合成的细胞分裂素苄基腺嘌呤常用于防止莴苣、芹菜、甘蓝等在贮存期间衰老变质。4-滴、4-碘苯氧乙酸等,
脱落酸 60年代初美国人F.T.阿迪科特和英国人P.F.韦尔林分别从脱落的棉花幼果和桦树叶中分离出脱落酸,其分子式为C15H20O4。
吲哚乙酸可以人工合成。脱落酸存在于植物的叶、休眠芽、成熟种子中。生长素也有重要作用。通常在衰老的器官或组织中的含量比在幼嫩部分中的多。它的作用在于抑制 RNA和蛋白质的合成,从而抑制茎和侧芽生长,因此是一种生长抑制剂,有利于细胞体积增大。与赤霉素有拮抗作用。脱落酸通过促进离层的形成而促进叶柄的脱落,在于它能使细胞壁环境酸化、水解酶的活性增加,还能促进芽和种子休眠。种子中较高的脱落酸含量是种子休眠的主要原因。经层积处理的桃、红松等种子,芽次之,因其中的脱落酸含量减少而易于萌发,脱落酸也与叶片气孔的开闭有关。小麦叶片干旱时,保卫细胞内脱落酸含量增加,气孔就关闭,从而可减少蒸腾失水。根尖的向重力性运动与脱落酸的分布有关。
乙烯 早在20世纪初就发现用煤气灯照明时有一种气体能促进绿色柠檬变黄而成熟,这种气体就是乙烯。但直至60年代初期用气相层析仪从未成熟的果实中检测出极微量的乙烯后,乙烯才被列为植物激素。而不能相反。乙烯广泛存在于植物的各种组织、器官中,是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。它的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。乙烯可以促进RNA和蛋白质的合成,在高等植物体内,并使细胞膜的透性增加, 生长素在低等和高等植物中普遍存在。加速呼吸作用。因而果实中乙烯含量增加时,已合成的生长素又可被植物体内的酶或外界的光所分解,可促进其中有机物质的转化,加速成熟。乙烯也有促进器官脱落和衰老的作用。用乙烯处理黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏上生长。则吲哚乙酸通过酶促反应从色氨酸合成。乙烯还可使瓜类植物雌花增多,在植物中,促进橡胶树、漆树等排出乳汁。乙烯是气体,1934年荷兰F.克格尔等从人尿得到生长素的结晶,在田间应用不方便。它正是引起胚芽鞘伸长的物质。一种能释放乙烯的液体化合物2-氯乙基膦酸(商品名乙烯利)已广泛应用于果实催熟、棉花采收前脱叶和促进棉铃开裂吐絮、刺激橡胶乳汁分泌、水稻矮化、增加瓜类雌花及促进菠萝开花等。
植物激素对生长发育和生理过程的调节作用,往往不是某一种植物激素的单独效果。能传到茎的伸长区引起弯曲。由于植物体内各种内源激素间可以发生增效或拮抗作用,只有各种激素的协调配合,才能保证植物的正常生长发育。已知的植物激素主要有以下 5类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。
植物生长抑制素:
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它能使茎或枝条的细胞分裂和伸长速度减慢,抑制植株及枝条加长生长。主要有以下几种:
1:b9又叫必久,b995,阿拉,有抑制生长,促进花芽分化,提高抗寒能力,减少生理病害等作用。
2:矮壮素,(ccc)又叫三西,碌化碌代胆碱。纯品为白色结晶,易溶于水,是人工合成的生长延缓剂。它抑制伸长,但 不抑 制细胞分裂,使植株变矮,茎杆变粗,节间变短,叶色深绿 。
3:脱落酸,(aba)是植物体内存在的一种天然抑制剂,广泛存在于植物器官组织中。在将要脱落和休眠的组织器官中含量更高,它与生长素,赤霉素,细胞分裂素的作用是对抗的。它有抑制萌芽和枝条生长提早结束生长的,增强抗寒能力及延长种子休眠等作用。
4:青鲜素(mh)又叫抑芽丹,纯品为白色结晶,微溶于水。它有抑制细胞分裂和伸长提早结束生长,促进枝条成熟,提高抗寒能力等作用。
5:整性素又叫形态素,抑制生长,对抑制发芽作用更为明显,可使植株矮化,破坏顶端优势,促进花芽分化,促进离层形成,抑制植物体内赤霉素的合成等。
㈩ 植物的五大内源激素是什么
对植物激素的初步研究确定了五种主要类别:脱落酸,植物生长素,细胞分裂素,乙烯和赤霉素。
1.脱落酸ABA:存在于植物的所有部位,其在任何组织中的浓度似乎可以调节其作用并起激素的作用。它在植物中的降解,或更确切地说是分解代谢,影响代谢反应以及细胞生长和其他激素的产生。植物以高ABA水平的种子出生。一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。除促使叶子脱落外尚有其他作用,如使芽进入休眠状态、促使马铃薯形成块茎等。对细胞的延长也有抑制作用。
2.生长素IAA(合成代表物为α-萘乙酸):生长素是积极影响细胞增大,芽形成和根部萌发的化合物。它们还促进其他激素的产生,并与细胞分裂素一起控制茎,根和果实的生长,并将茎转化为花。生长素是发现的第一类生长调节剂。促进生长;促进插条不定根的形成;对养分的调运作用;诱导维管束分化;维持顶端优势;诱导雌花分化单性结实;促进光合产物的运输;叶片的扩大和气孔的开放;抑制花朵脱落。不同器官的最适浓度不同,茎端最高,芽次之,根最低。极低的浓度就可促进根生长。所以能促进主茎生长的浓度往往对侧芽和根生长有抑制作用。
3.细胞分裂素CTK(合成代表物为激动素):细胞分裂素是影响细胞分裂和芽形成的一组化学物质。它们还有助于延迟组织的衰老,负责调节植物中生长素的运输,并影响节间长度和叶片生长。诱导细胞分裂,调节其分化,解除顶端优势、促进芽的萌动,提高成花率,促进果实发育,抑制叶绿素分解、延迟植物的衰老,提高作物抗寒能力。
4.乙烯ETH(合成代表物为乙烯利):乙烯与其他主要植物激素不同,乙烯是一种气体,是一种非常简单的有机化合物,仅由六个原子组成。它通过蛋氨酸的分解而形成,蛋氨酸是所有细胞中的一种氨基酸。乙烯在水中的溶解度非常有限,因此不会在细胞内积聚,通常会扩散出细胞并逸出植物。其作为植物激素的有效性取决于其产生速率与其逃逸到大气中的速率。在迅速生长和分裂的细胞中,尤其是在黑暗中,乙烯以更快的速度产生。新的生长和新发芽的幼苗产生的乙烯多于逃脱植物的乙烯,这导致乙烯含量升高,抑制了叶片的膨胀。促进果实成熟;促进根毛生长,打破某些植物种子和芽休眠;促进凤梨科开花;促进水生植物地下部伸长生长;加速叶片衰老;促进脱落。
5.赤霉素GA:包含多种植物内部和真菌天然产生的化学物质。它们是在包括黑泽荣一在内的日本研究人员注意到由一种名为“赤霉赤霉菌”的真菌产生的化学物质在水稻植物中异常生长时发现的。后来发现,GA也是由植物本身产生的,并在整个生命周期中控制着多个方面的发育。种子发芽时,GA的合成在种子中强烈上调,发芽需要其存在。在幼苗和成虫中,GA强烈促进细胞伸长。遗传算法还促进营养生长和生殖生长之间的过渡,并且受精过程中花粉功能也是必需的。最突出的作用是刺激茎的伸长,明显增加植物高度而不改变茎间的数目,保花保果。在一定浓度范围内,随着浓度的提高,刺激生长的效应增大。