植物激素生物测

1、1 植物激素的生物测定 o植物激素(plant hormones,phytohormones) 是指在植物体内合成的、通常从合成部位 运往作用部位、对植物的生长发育产生显 著调节作用的微量小分子有机质。 o植物体内激素的含量甚微，700010000株 玉米幼苗顶端只含有1g生长素；1kg向日 葵鲜叶中的玉米素(一种细胞分裂素)约为 59g。 2 第五章：植物激素的生物测定 o由于植物体内植物激素含量很少，难以提 取，无法大规模在农业生产上应用。随着 研究的深入，人们合成(或从微生物中提 取)了多种与植物激素有相似生理作用的 物质，称为植物生长调节剂(plant growth regulator

2、s)。 3 第五章：植物激素的生物测定 o五大类植物激素是：生长素类、赤霉素类 （见下图）、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。 4 5 第五章：植物激素的生物测定 o植物激素的测定分析采用薄层层析(thin layer chromatography,TLC)、气相色谱 (gas chromatography,GC)、高效液相层 析(high performance liquid chromatography,HPLC)和质谱分析(mass spectrography,MS)等，其原理大都是基 于不同物质在不同介质中有不同的分配系 数。 6 第五章：植物激素的生物测定 o免疫分析法被用来定性、定量测定

3、各种植物激 素，它是基于动物体对进入其血液的外来物质 的免疫性。抗原通常是蛋白质，植物激素如生 长素不是抗原，但只要把它们化学结合到蛋白 质分子上(如人血清蛋白)，就可转化成抗原分 子，当将此抗原注射到兔子中，几十天后便会 形成对生长素的专一抗体。 7 8 第五章：植物激素的生物测定 o生物测定法是通过测定激素作用于植株或 离体器官后所产生的生理生化效应的强度， 从而推算植物激素含量的方法。 9 第五章：植物激素的生物测定 o植物激素的生物测定法要求有较强的专一 性, 较高的灵敏性和较短的实验周期, 尤 其是对粗提物的未知激素的粗筛, 常可得 到定性定量的相对结果。测定时, 对环境 条件和植物

4、材料都有较严格的要求。 10 一、生长素的生物测定方法 o生长素的生物测定技术最早是基于生长素 对细胞伸长的促进作用, 所用材料为燕麦 或小麦胚芽鞘、豌豆茎和番茄下胚轴等。 由于生长素也能促进细胞分裂和分化, 所 以又发展出菊芋块根称重法和绿豆根法。 11 一、生长素的生物测定方法 12 一、生长素的生物测定方法 13 1、燕麦弯曲法 o燕麦种子在黑暗中萌发,当根达到2mm时,将幼苗固定 在支柱上,使其在水培条件下生长。选择直的幼苗切 去胚芽鞘顶端, 将切下的胚芽鞘尖放在琼脂薄片上, 使其中的生长素扩散到琼脂中。24h 后移开鞘尖, 将琼脂切成1mm3的小块。约3h后将切去尖端的胚芽 鞘（内有

5、第一片叶)再切去4mm尖端(这是因为切去后 还会产生新的顶端), 用镊子轻轻地将第一片叶向上 提一下。将含有生长素的琼脂块轻放在去尖胚芽鞘 的一侧靠近叶片的部位。经过一段时间(90-110min) 进行投影(shadowgraph),测量弯曲角度。在一定浓 度范围内，弯曲度与生长素浓度成直线关系。 14 2、小麦胚芽鞘伸长法 o生长素具有促进细胞伸长的作用, 将小麦胚 芽鞘伸长部分切成段, 漂浮在溶液麦面上, 一定时间后观察切段的伸长。此法具有较高 的灵敏度, 操作简便, 实验数值偏差小，且 与人工合成生长素也能起反应, 所以特别适 用于伸长生长的机理研究。 15 2、小麦胚芽鞘伸长法 16

6、3、绿豆生根法 o绿豆生根试验法是基于插条不定根生长的数 量与生长素浓度间的关系而设计的。在一定 的生长素范围内，不定根数量与生长素浓度 成正比。 o用标准生长素溶液作对照，就可测出某一类 生长素物质的效价或某一提取液中内源生长 素的浓度。 o此法效果灵敏、操作简便。 17 3、绿豆生根法 18 二、赤霉素的生物测定方法 o赤霉素的生理效应 o促进器官的伸长，打破休眼，促进发芽、 开花，对矮生型作物伸长生长，赤霉素效 果尤其明显 19 二、赤霉素的生物测定方法 20 1、水稻幼苗叶鞘伸长“点滴”法 o此法的原理是赤霉素可促进幼嫩植物节间 伸长，在一定的浓度范围内（0.1- 1000mg/L，叶

7、鞘的伸长与赤霉素浓度成正 比。 21 1、水稻幼苗叶鞘伸长“点滴”法 22 2、大麦胚乳法 o大麦种子吸水萌动后，胚中产生的赤霉素 将胚乳最外的糊粉层中的-淀粉酶激活。 无胚的大麦半粒种子不能产生赤霉，因此 没有-淀粉酶活性。它被成功地应用于 赤霉素类物质的测定。 23 2、大麦胚乳法 24 3、矮生玉米叶鞘法 o以赤霉素浓度的对数为横坐标,叶鞘长度的 对数为纵坐标。 25 三、细胞分裂素的生物测定法 o细胞分裂素(cytokinins)是植物体内普遍存 在的一类激素，其生理作用主要是促进细胞 分裂和扩大，延迟叶片衰老。 o细胞分裂素生物测定依据： oA：细胞分裂，细胞数目增加或组织增重； o

8、B：细胞扩大，即体积的增加； oC：延迟叶片衰老，即叶绿素的降解延缓； oD：诱导素的合成，即苋红素的合成。 26 1、萝卜子叶增重法 o细胞分裂素有促进萝卜子叶增大的效应， 其主要原因是促进了细胞的分裂和扩大。 在一定浓度范围内（激动素为2-25mg/L）， 子叶增重与浓度呈线性关系。 27 1、萝卜子叶增重法 28 2、苋红素合成法 o原理：尾穗苋（Amaranthus caudatus） 在光照下由幼苗合成一种红色色素-苋红 素（Amaranthin或Betacyanin）。在暗中 发芽的尾穗苋子叶不能合成苋红素，子叶 呈白色。但如供给细胞分裂素和酪氨酸， 暗中萌发的尾穗苋子叶就能合成苋

9、红素。 在激动素浓度为0.01-3mg/L范围内，色素 的量与激动素浓度增加成比例。 29 2、苋红素合成法 30 2、苋红素合成法 o注意： o1、尾穗苋黄化苗对光十分敏感，整个试 验需在暗室内进行。 o2、尾穗苋种子有较长的休眠期，新收获 的种子不能发芽。可放在冰箱中经2-3个 的低温处理后发芽使用。 31 3、组织培养鉴定法 o经典方法之一。 o大豆愈伤组织、烟草茎的髓部、胡萝卜根 韧皮部等都对细胞分裂素有较高敏感性。 o此法专一性强，缺点是需时较长。 32 3、组织培养鉴定法 33 4、小麦叶片保绿法 o离体叶片在黑暗中有自然衰老的趋势，叶 片变黄，用激动素溶液处理离体叶片，则 能延缓

10、衰老，叶绿素的分解比对照慢。因 此，以叶绿素为指标，可鉴定出激动素的 浓度。 o除小麦外，苍耳、大麦、萝卜、烟草等叶 片都可供鉴定使用，最好是用快要衰老的 或已成熟的叶片，一般是剪去后放在黑暗 中使其进一步衰老后才可使用。 34 四、脱落酸的生物测定 o1、小麦胚芽伸长法 o与生长素的测定方法完全相同，只是脱落 酸的作用是抑制小麦胚芽鞘的伸长。与对 照相比，脱落酸处理组的小麦胚芽鞘伸长 少，脱落酸浓度愈高，胚芽鞘的伸长愈少。 35 2、棉花外植体脱落法 o脱落酸能诱导离区细胞中纤维素酶和果胶 酶的生物合成，从而促进植物离层的形成， 导致器官脱落。叶柄对外源脱落酸很敏感， 在一定的浓度范围内，脱落率与浓度成正 比，脱落时间与脱落酸浓度成反比。 36 2、棉花外植体脱落法 37 五、乙烯的生物测定法 o乙烯是一种气体植物激素。 o乙烯可抑制黄化豌豆幼苗下胚轴的伸长； 使下胚轴细胞横向扩大，下胚轴短粗；偏 向上生长，从而使下胚轴横向生长。 o黄化幼苗对乙烯的这三种反应被称为“三 重反应” 38 六、油菜素内酯的生物测定法 o油菜素内