独脚金内酯物质的生理作用及信号转导

1、独脚金内酯物质的生理作用及信号转导目录 发现发现 产生产生 生理生理 作用作用 信号信号 转到转到3发现发现生理作用信号转到产生独脚金内酯(strigolactone,SL）最初是从分析玉米根系中植物分泌的一种刺激恶性寄生杂草独角金（Striga spp.）种子萌发的信号物质时发现的通过类胡萝卜素途径合成的倍半萜类化合物，因此被称为独脚金内酯。后来进一步发现其具有多种生理功能，近年被证明为一种植物中普遍存在的新型植物激素。独脚金内酯并不是指某种具体的植物激素，而是几种植物激素的统称。其包括：独脚金醇、高粱内酯、列当醇和人工合成的类似物GR24、GR6、GR7等。由于这类化合物的结构复杂，合成费

2、用昂贵，在土壤中很不稳定，至今未能够进行工业化生产。产生这种激素在植物的根中合成。在植物根中，独脚金内酯的合成受植物的营养状况调控。例如：当土壤中磷缺乏时，独脚金内酯的合成增加，反之则会下降。在寄生杂草独脚金和列当的防除中，施用氮、磷化肥可以减少这两种杂草的侵染，这种侵染的减轻与在相对较高的营养水平降低了寄主植物独脚金内酯的分泌有关。大量元素钾、钙和镁的添加则并不影响寄生植物独脚金内酯的含量。 生理作用1 12 23 3总总 其能够抑制 植物的分枝和侧芽的生长，与生长素和细胞分裂素一起调控植物的分枝数量，以维持植株的株型。起到信号分子的作用。促进可与植物共生的真菌菌丝分枝生长和改变真菌的生理状

3、况并激活真菌的线粒体，以促进共生关系的建立。能刺激寄生植物如独角金和列当等的种子的萌发既可以向地上部位输送以调节植物的生长，也可直接释放到土壤中以介导植物与土壤微生物及寄生植物的信号交换PART 1最近研究表明，除了生长素和细胞分裂素最近研究表明，除了生长素和细胞分裂素外，独脚金类脂可以调控植物地上部分的外，独脚金类脂可以调控植物地上部分的结构。独脚金内酯类化合物含量与分枝增结构。独脚金内酯类化合物含量与分枝增加的关系：即独脚金内酯含量的减少，分加的关系：即独脚金内酯含量的减少，分枝增加；而且通过体外施加独脚金内酯可枝增加；而且通过体外施加独脚金内酯可以挽救植物突变表型。植物具备分枝的能以挽救

4、植物突变表型。植物具备分枝的能力是植物规避伤害力是植物规避伤害( (如顶芽丧失如顶芽丧失) )和适应外和适应外界环境而产生的一种保护机制，而且分枝界环境而产生的一种保护机制，而且分枝的特性也是决定植物各种形态结构的一个的特性也是决定植物各种形态结构的一个重要因素。重要因素。PART在植物与共生真菌及其寄生植物相互作在植物与共生真菌及其寄生植物相互作用的过程中用的过程中, ,独角金内酯类化合物还起独角金内酯类化合物还起到信号分子的作用，促进可与植物共到信号分子的作用，促进可与植物共生的真菌（枞枝真菌）的菌丝分枝生生的真菌（枞枝真菌）的菌丝分枝生长和改变真菌的生理状况并激活真菌长和改变真菌的生理状

5、况并激活真菌的线粒体，以促进共生关系的建立，的线粒体，以促进共生关系的建立，而枞枝真菌则可帮助植物吸收土壤中而枞枝真菌则可帮助植物吸收土壤中的营养物质特别是无机磷。的营养物质特别是无机磷。PART 3独角金内酯还能刺激寄生植物如独角金和独角金内酯还能刺激寄生植物如独角金和列当等的种子的萌发。寄生植物如独角金列当等的种子的萌发。寄生植物如独角金、列当对农作物有着巨大的破坏性，它们、列当对农作物有着巨大的破坏性，它们的根寄生在寄主植物的根上掠夺其营养和的根寄生在寄主植物的根上掠夺其营养和水分。寄生植物生长的第一步就是种子的水分。寄生植物生长的第一步就是种子的萌发。它们一旦萌发就必须在几天之内接萌发

6、。它们一旦萌发就必须在几天之内接触到寄主并寄生其上，否则就会死去。触到寄主并寄生其上，否则就会死去。在自然环境下，寄生植物的种子在没有寄主在自然环境下，寄生植物的种子在没有寄主存在时保持休眠状态存在时保持休眠状态, ,，只有，在寄主存在，只有，在寄主存在的情况下寄生植物的种子才会开始萌发。的情况下寄生植物的种子才会开始萌发。寄主植物根所分泌的物质对它们的种子的寄主植物根所分泌的物质对它们的种子的萌发具有诱导作用，只有感受到这些刺激萌发具有诱导作用，只有感受到这些刺激物质存在时种子才开始萌发。目前已从寄物质存在时种子才开始萌发。目前已从寄主植物根中分离出多种刺激物，它们都是主植物根中分离出多种刺

7、激物，它们都是独角金内酯类化合物。独角金内酯在土壤独角金内酯类化合物。独角金内酯在土壤中的寿命非常短。寄生植物种子可以通过中的寿命非常短。寄生植物种子可以通过感知这种物质而感知到寄主的位置并促使感知这种物质而感知到寄主的位置并促使自己的根朝寄主定向生长。自己的根朝寄主定向生长。独脚金内酯的双重生物学功能独脚金内酯的双重生物学功能( (抑制分枝抑制分枝和促进共生和促进共生) )表明其在协调植物地上部分和表明其在协调植物地上部分和地下部分的生长过程中起着关键的作用。地下部分的生长过程中起着关键的作用。共生关系的形成可以促进植物根的生长共生关系的形成可以促进植物根的生长, ,并并进而促进芽的生长。在共进化过程中，在进而促进芽的生长。在共进化过程中，在根际的寄生植物通过其种子感知独脚金内根际的寄生植物通过其种子感知独脚金内酯的存在而判断寄主植物的存在，从而启酯的存在而判断寄主植物的存在，从而启动新的生命周期。动新的生命周期。对于独脚金素内酯上述3项生物学活性是肯定的但是其作用的分子机制和信