植物的顶端优势和水分上升机理新说.doc

植物的顶端优势和水分上升机理新说生物学杂志JOURNALOFBIOLOGYHso0.由红外光谱知分子中含有CH3-(2950cmI1),C=O(1700eraI1),C-OH(3500_.,1280cm一1,1060em_,一(a)一(1460em_.,721k-1),C=C(1390emI1)骨架.因而推定化合物晶为谷甾醇,晶与谷甾醇标准品相混溶.熔点不下降,且以上数据与文献报道一致L.图:谷甾醇分子结构式由理化常数及光谱数据分析的结果表明化合物晶I为十四碳酸(ell3)(Cttz)lzcOOn).化合物晶为十八碳酸(12I-I3(CHz)16COOH)o化合物为B一谷甾醇(图).致谢:原植物由本所药用植物研究室王年捣i4研究曼采集井鏊定.质谱与元素分析由江苏省理化测试中心测定.参考文献1】东北韩土所,椿北草车植鞠意.19丌,6:2662】&K.Nike【.R丑毗Re蛳.1966.z(4):5053】ms_dtkrm酬m.mh10zi21400一,4】m&拙m酬m.mIIPm.1ll5】&蛐曲m酬印蛐,anjaIRfa=,t冲咖Prm.37406StudiesO11ChemicalConstituents0fC日rd暇口/ao/gataTun=FengXuGtum珈1gZtng.吣Uk蚰gzhu(ImtituteofBotany.JPmvieandChicleAcademyofSciences.Nh1g2tt4)Absh曩ct:Tbxeekindsofcompoundsweisolatedl南mtheextract.ftherootsof(“自妇mi缸1r.InChinaIngbei.M:4stlcacid,Oetadeearcacid,sit0=;ter01hadbeenidtifiedontheba8i80fcaland曲aned部懒,IRandMS.TheseprDIldswerefrlst习thiscies.KeyllNir*.Ro0把ofo瑚睨gata1rMyficadd0c=tade咖cacidSi*ateml(上接29页)参考文献1事謇俭.擅鞠素在硬域优势o01t作用.檀鞠生理学遵砌l螂,31(6)1:406.2】事杰芬辱稿.檀鞠生理学),北京师范大学出版社),1988.3a雎MI&AimB.t.胁.1蛳,57:318.4】附坞IDJ.A皿柚d咖n帅cA柚.RPI眦PI1日.d175.26:341.5】Gn妇】.n窖肼hDi曲IM叩dd口帆曲嘲afbaf岫的驴娃蛳l990.79:354.6】高l,侍抄的植鞠嗣总蠕啦体.檀鞠魏志)l蛆3.114(4).30:31.NewTheory0fApicalDomimnceandwatertORiseinplrttsGZhen-(DepartmentofBiology,EastCNmNormaltiversity)(Add:Zm.R.403,No.205,T加PI】XineunSHai2o0331,c1jm).aet:Energe咖0fpkmtsconsists0fapicalm觚,eambi,primary巧.1锄.prkrryphloemandn甚n搴fercells.Mimehondrionoftheir.1lsareIr帆ai删.Tostimulatetllesecanproduct雠ElIerge.cuttop既nproduct雠energet0induceoflateralhIldsinpl鲫船.Energeisftgrowthofplants.aihomniceffectsaresecond.Watert0riseiseffeetedbyb蝴calerer孕e,dcalenergeandmech8nenergethatconsists仃armtbnandotpresu-einplants.驹:EnergesystemApd0nli眦1ceATPaseHonneCambTmmfexTostimulateTr.spiratbnRoot口renlreErrgeisfirst一26一,121.1b植物的顶端优势和水分上升机理新说高震(华东师范大学生抽系,上海200331)Lj/7摘要植物体有一十能量系统,由植舶顶端,形成屡厦算初生韧皮部扣木质部,传递蛔胞等组成.这些细胞舍战粒体量多质好.摘项等刺激这些地方ATP复夸酶能产生大量能量,通过胞阀连兰引起连镶反应并刺激和激活激素,营养轴质等而产生生命活动,项端优势等.植物细胞的原生质是一种液晶.只需极少能量使能产生很大的作用.除去顶芽,刺激战粒体能产生大量能量供培饲芽,漱活侧芽激素等而使棚芽生长,由干能量作功.遥渐减少,禽近顶部橱芽,生长劳禽强.能量捌教是第一位的.激素,营养物质等是第二位.植抽的遗传和环境对顶端生长也有关系.植抽的水分上升,目曹用蒸膊拉力一内幕力一张力等瓤碱力作用学说解释,争论较多.主要是木质部有气泡.水分不能连续上升.作者认为:水分上升是由能量加机械力而形成,能量也是第一住的.关羹词丝量垂篓苎垡ATP夏夸酶激素形成层佳!兰!:堕刺激作用差苎根月.能量第一位植物的顶端优势(ApicalDolni)对农业技术中的整技,环胡,激素,除草剂等应用有重要价值.有关顶j皇优势的机理学说如营养物质,激素抑储,原发优势(Pr.仰ig臼d.mfm)等学说均不能圆满解释.水分上升的蒸腑拉力内聚力一张力等机械力作用学说也争论较多.作者提出能量学说可解释两者的机理作用并能广泛用于农业生产.提高产量【l?2,】.1材料和方法1.1材料丁香,木槿,珊瑚树,夹竹桃,旱柳,白榆,女贞,大麦,小麦,早熟禾,蛾观草,水葫芦,水浮莲,番茄,马铃薯.1.2方法大头针,剪刀,果枝剪,花盆.有的植物在农田,苗圃等处进行.试验分7组:(1)木本植物去顶的试验;(2)草本植物去顶后增生分蘖的试验;(3)水生植物切根尖的试验;(4)由茎基切干留无枝叶干基lOcn;(5)去腺侧芽叶片,在外三角针刺;(6)去除树木顶端,留无叶,无枝,无芽的树干2米的试验(7)切除根螭2cm对不定根及地上翻芽的影响试验.2结果和分析2.I激素抑制说认为植物顶端激素能抑制植株下部徊芽的生长,但矛盾的是:(I)顶端激素较多,为什么不能自身抑制;(2)生长素通常极性向下运输.标记顶端生长素并不能进入侧芽;(3)有的植物如水藏(m雕drumnumdii),菜豆等顶芽和佣芽内源脱落酸并无区别.作者作木本,草本植物去顶后增生分襄及永生植物去根尖试验可看出:顶靖除去愈多.植物翎芽,分囊及不定根等生长愈盛,这说明顶端刺激愈大,产生能量愈多.作者认为:植物体内有一个由植物厦靖,形成层及其韧生韧皮部和术质部,单子叶植物节问,传递细胞等组戚的一个新系统.这些细胞古线粒体量多质好,刺激这些地方ATP复合酶能产生大量能量,通过胞问连丝引起连锁反应并刺激激素,营养物质等而产生生命活动,顶端优势等.植物细胞的原生质是一种液晶.只需极少能量便能产生根大的作用.植物的一切生命活动,如无机,有机物一27?一生物学杂志JOURNALOFBIOLOGY质,激索,原生质的流动,细胞的增殖生长等的运辕和制造都需要大量的能量才能进行,没有能量,植物生命将完结.除去顶芽,刺激线粒体能产生大量能量供给侧芽,激活侧芽激素等物质而使侧芽生长,由于能量作功,逐渐减少,因而禽近顶部侧芽,生长势禽强.能量刺激是第一位的,激索,营养物质是第二位的,见表l,表2,表3.裹1备试9物O日裹2革本植物去顶后增生分蕈的试验f同裹1一28一裹3水生植物切根尖的试验(同裹1)植物由光合作用制造有机物,呼吸作用主要在线粒体中进行,通过三羧酸循环,呼吸链与氧化磷酸化产生能量供植物生命活动的需要.适当用针刺等方法朝激嘎端,叶腋,侧芽等细胞中线粒体的ATP复合酶能使侧芽增长.这种酶主要分布在缇粒体,其他膜结构也有这种酶,线粒体至少有70多种酶,所以朝激线粒体能产生很多作用.水生植物如狸藻,白萍等冬季休眠的芽,用加温,光照破坏芽鳞及醚等刺激均可打破休眠,促芽生长,这都是朝激产生能量的结果,见表5.2.21936年Went首次提出营养转移说,认为顶端产生的生长素可将翻芽的营养物质抽空,去顶使营养物质转输劐翻芽等各部.但如将营养物质直接施于受抑制翻芽并不能诱导生长,去顶后的植株,节部内源养分并未增加【4J.作者用去千及去除翻芽上叶片及针朝等试验证明是能量的刺激作用.树干上无叶,无制造有机营养物质的器官,经刺激后能产生大量的枝叶.说明是能量刺激的结果,原植物不可能贮存大量的营养物质供植株生长.但如摘除植株营养器官太多,刺激量太大,能使植株生长不良.因此适当解决这一矛盾对农业有一定意义,见表4,表5,表6.裹4由茎基切千留无柱无叶的干基10an(同裹1)高震:植物的顶端优势和水分上升机理新说裹5去除侧芽叶片.在外三角针刺试验(同裹1)植物棚叶10日后增长rn夹竹桃柳树瑚珊树丁香1.21.11.21.1裹6去豫树木顶蠼,留无叶枝芽的树千2em的试验(同裹1)如有枝叶应除去,一十月后观察.其他同表12.3植物的顶端生长与细胞分裂素细胞分裂素是由根端产生向上运输,能捌激侧芽生长,但切除根端后,看不出对棚芽有明显的刺激作用,但能生长很多不定根.切除愈多.不定根生长愈多.这也说明是能量的刺激作用而产生的,见表7.裹7切障根端2xm对不定根及地上侧芽的影响l同裹1】2.4原发优势假说认为营养器官是按发育先后而产生优势的.植物顶端先发育而产生顶端优势(5】.实际上用针刺等后生长发育器官或先生长发育器官,激发能量都能产生生长发育优势.营围1檀物激素,营养遗传.环境与顶螭优势韵美系机理2.5遗传与环境所有植物的形态,生长发育等都与遗传及环境有关,植物的顶端生长优势也不能例外.因此基因表达的方法也可应用植物顶端优势的机理来解释.总结以上试验研究:植物激素,营养,遗传,环境与顶端优势的关系机理可用图1表示.2.6针刺等刺激一般能促进植物的生长发育,但有时或在植物生长某一时期能抑制植物生长,是双恂调节的,这要看各种内外因子,刺激量大小而定.2.7研究植物水分上升的机理对植物栽培提高产量等有重要意义.关乎植物水分上升的机理,目前用蒸腾拉力一内聚力一张力等机械力作用学说解释,即上端蒸腾拉力.下靖靠根压使水分上升.该说最韧由爱尔兰学者迫克橙提出,几十年来争论较多,如木质部有气泡,永柱怎能上升.根压一般不超过二巴,最多也不过使水分上升20.4m.根压在水充足,温度或早春芽叶未展开时才有较大的作用等.作者认为:植物细胞很多靠胞闻连丝联系获得物质,叶肉组织中很多地方没有维管柬(导管及管胞).水分怎能上升到这些地方,渗透和扩散主要也要通过胞问连丝.因此水分的上升除了机械力外,尚有生物能和化学能的作用.由于根压等的作用捌激ATP复合酶,产生能量.通过胞问连丝,引起连锁反应,产生大量能量,才能将水分及营养运送至植物各部,能量是第一位的,机械力是第二位