植物生长物质 (3)

1、现在学习的是第一页，共90页 植物生长物质植物生长物质是一些调节植物生长发育的是一些调节植物生长发育的生理活性物质生理活性物质 植物激素植物激素(plant hormone)植物生长调节剂植物生长调节剂(plant growth regulator) 植物激素植物激素是指在植物体内合成，并从产生之是指在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。微量有机物。 植物生长调节剂植物生长调节剂是指具有植物激素活性的人是指具有植物激素活性的人工合成的物质。工合成的物质。 现在学习的是第二页，共90页 植物激素有五大类，即生长素类、赤霉

2、素植物激素有五大类，即生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。此外，油类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。此外，油菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对植物的生长发育具有多方面的调节作用。植物的生长发育具有多方面的调节作用。 植物激素具有以下特点：植物激素具有以下特点：第一，内生性第一，内生性，是植，是植物生命活动中的正常代谢产物；物生命活动中的正常代谢产物；第二，可运性第二，可运性，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发挥调控作用，在特殊情挥调控作用，在特殊情况下植物激素在合成况下植物激素在合成部位也有调控

3、作用；部位也有调控作用；第三，调节性第三，调节性，植物激素，植物激素不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效应。应。 现在学习的是第三页，共90页1. 五大植物激素主要生理作用五大植物激素主要生理作用(注意它注意它们之间的区别和联系们之间的区别和联系)2. 生长素的作用机理、赤霉素对大麦种生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子子淀粉酶的诱导。淀粉酶的诱导。3. 五大激素合成途径五大激素合成途径(不记过程不记过程)及前及前体物质，乙烯生物合成的调节体物质，乙烯生物合成的调节 现在学习的是第四页，共90页一. IAA的发现 二二. IAA在植物体内的分布和运输在

4、植物体内的分布和运输 三三. IAA的存在形式与代谢的存在形式与代谢 四四. IAA的生理效应的生理效应 五五. IAA的作用机理的作用机理现在学习的是第五页，共90页现在学习的是第六页，共90页7-2现在学习的是第七页，共90页1. 分布分布 10100 ng / g FW燕麦幼苗燕麦幼苗 根根芽鞘芽鞘现在学习的是第八页，共90页2. 运运 输输 主动过程主动过程 缺氧缺氧 2,3,5三碘苯甲酸三碘苯甲酸(TIBA)抑制抑制:现在学习的是第九页，共90页图图7-4 IAA的极性运输的极性运输A. 胚芽鞘形态学上端向上胚芽鞘形态学上端向上 B. 胚芽鞘形态学下端向上胚芽鞘形态学下端向上 现在学

5、习的是第十页，共90页糖、糖、AA 等，等，现在学习的是第十一页，共90页现在学习的是第十二页，共90页酸现在学习的是第十三页，共90页1. 促进生长促进生长 （1 1）双重作用）双重作用 （2 2）不同器官对）不同器官对IAAIAA的敏感性不同的敏感性不同 根芽茎根芽茎 (3) (3) 离体器官离体器官促进促进 整株整株不明显不明显低浓度低浓度促进促进高浓度高浓度抑制抑制 现在学习的是第十四页，共90页现在学习的是第十五页，共90页2. 促进器官与组织的分化促进器官与组织的分化 插条不定根插条不定根 3. 诱导单性结实，形成无籽果实诱导单性结实，形成无籽果实4. 影响性别分化影响性别分化 促

6、进黄瓜雌花分化促进黄瓜雌花分化 5.5.保持顶端优势保持顶端优势 6.6.促进菠萝开花促进菠萝开花 现在学习的是第十六页，共90页1. 酸生长理论酸生长理论 Rayle and Cleland，1970现在学习的是第十七页，共90页现在学习的是第十八页，共90页2. 2. 基因活化学说基因活化学说 IAA + + 受体受体激活胞内第二信使激活胞内第二信使使处于抑制状态的基因解阻遏，使处于抑制状态的基因解阻遏，转转录录翻译，合成新的翻译，合成新的 mRNAmRNA和蛋白质和蛋白质细胞生长细胞生长 现在学习的是第十九页，共90页3. IAA受体受体 激素受体激素受体(hormone recepto

7、r)(hormone receptor)，是指，是指能与激素特异结合并能引发特殊生理生能与激素特异结合并能引发特殊生理生化反应的蛋白质。化反应的蛋白质。 现在学习的是第二十页，共90页IAA的的作用机理作用机理现在学习的是第二十一页，共90页一、一、GA的发现和种类的发现和种类二、二、GA的生物合成与运输的生物合成与运输 三、三、GA的生理效应的生理效应 四、四、GA的作用机理的作用机理 现在学习的是第二十二页，共90页1926，黑泽英一，水稻恶苗病，黑泽英一，水稻恶苗病1938，薮田等，水稻赤霉菌，薮田等，水稻赤霉菌赤霉素结晶赤霉素结晶 1959，确定化学结构，确定化学结构1. 发现发现2.

8、 种类和化学结构种类和化学结构 二、二、GA的生物合成与运输的生物合成与运输 1. 生物合成生物合成2. 运输运输 束缚型束缚型 游离型游离型 合成场所：发育中种子，幼叶，根合成场所：发育中种子，幼叶，根126种种前体物：甲瓦龙酸前体物：甲瓦龙酸现在学习的是第二十三页，共90页异戊二异戊二烯单位烯单位 19-C20-C，活性也高，活性也高 现在学习的是第二十四页，共90页赤霉酸赤霉酸现在学习的是第二十五页，共90页甲瓦龙酸甲瓦龙酸GA12GA12-7-醛醛甲瓦龙酸甲瓦龙酸(MVA)异戊烯焦磷酸异戊烯焦磷酸贝壳杉烯贝壳杉烯GA12-7-醛醛其他其他GA 现在学习的是第二十六页，共90页1. 促进

9、茎的伸长生长促进茎的伸长生长 促进细胞伸长促进细胞伸长 特点特点 促进整株植物生长促进整株植物生长 促进节间的伸长促进节间的伸长 不存在超最适浓度的抑制作用不存在超最适浓度的抑制作用 2. 打破休眠打破休眠 0.5 1 mg L-1 马铃薯马铃薯矮生矮生 正常正常 GA现在学习的是第二十七页，共90页3. 诱导开花诱导开花 GA能代替低温和长日照诱导某些能代替低温和长日照诱导某些长日植物开花长日植物开花4. 促进某些植物座果促进某些植物座果 5. 诱导单性结实诱导单性结实 6. 促进雄花分化促进雄花分化 葡萄花前葡萄花前10d，400 mg L-1 GA, 无核率无核率98%白菜、萝卜等白菜、

10、萝卜等现在学习的是第二十八页，共90页现在学习的是第二十九页，共90页GA3 对对矮生型矮生型豌豆的豌豆的效应效应对照对照施用施用5g GA3后第后第7天天现在学习的是第三十页，共90页 GA3诱导甘诱导甘蓝茎的伸长蓝茎的伸长 ，诱导产生超诱导产生超长茎长茎现在学习的是第三十一页，共90页GA对胡萝对胡萝卜开花的影卜开花的影响响对照对照10 g GA/d处理处理4周周低温处理低温处理6周周现在学习的是第三十二页，共90页1. GA与酶的合成与酶的合成 这证明糊粉层细胞是这证明糊粉层细胞是GA作用的靶细胞。作用的靶细胞。v无胚种子无胚种子不能产生不能产生-淀粉酶淀粉酶外加外加GA，产生，产生-淀

11、粉酶淀粉酶v既去胚又去糊粉层，用既去胚又去糊粉层，用GA处理，不能处理，不能产生产生-淀粉酶。淀粉酶。大麦大麦生物鉴定法生物鉴定法 现在学习的是第三十三页，共90页GA对大麦对大麦糊粉层产糊粉层产生生-淀粉酶淀粉酶的影响的影响无胚种子无胚种子现在学习的是第三十四页，共90页 大麦籽粒纵剖大麦籽粒纵剖面示意图及水面示意图及水解酶的合成与解酶的合成与GA的关系的关系 现在学习的是第三十五页，共90页2. GA调节调节IAA水平水平 GA降低了降低了IAA氧化酶的活性。氧化酶的活性。 GA促进蛋白酶活性，使蛋白质水促进蛋白酶活性，使蛋白质水解，解，IAA的合成前体的合成前体(Trp)增多。增多。 G

12、A促进促进IAA束缚型束缚型游离型游离型 GA可使内源可使内源IAA的水平增高的水平增高 ?现在学习的是第三十六页，共90页GA与与IAA形成的关系形成的关系 现在学习的是第三十七页，共90页3. GA调节细胞壁中的钙的水平调节细胞壁中的钙的水平 (促进茎的延长促进茎的延长) Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用。有降低细胞壁伸展性的作用。GA能使能使Ca2+ 壁壁胞质，壁中胞质，壁中Ca2+水水平下降，壁伸展，生长加快。平下降，壁伸展，生长加快。 现在学习的是第三十八页，共90页一、一、CTKCTK的发现和种类的发现和种类 二、二、CTKCTK的分布与代谢的分布与代谢 三、三、CTKCTK的生理

13、效应的生理效应 四、四、CTKCTK的作用机理的作用机理 现在学习的是第三十九页，共90页 Skoog和崔澄和崔澄(1948)等发现生长素存在时腺嘌等发现生长素存在时腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性。呤具有促进细胞分裂的活性。 1955年米勒年米勒(Millu)和和Skoog等发现存放了等发现存放了4年年的的DNA也能诱导细胞分裂也能诱导细胞分裂激动素激动素(KT)。 1956年，米勒等从高压灭菌处理的年，米勒等从高压灭菌处理的DNA分解分解产物中纯化产物中纯化, 6呋喃氨基嘌呤。呋喃氨基嘌呤。 1963年，未成熟的玉米籽粒年，未成熟的玉米籽粒细胞分裂促进细胞分裂促进物质，物质，玉米素玉米素(ze

14、atin，Z，ZT)，是最早发，是最早发现的植物天然细胞分裂素现的植物天然细胞分裂素 现在学习的是第四十页，共90页都是都是腺嘌呤的衍生物腺嘌呤的衍生物天然天然CTK: 玉米素，玉米素核苷、二氢玉米素、玉米素，玉米素核苷、二氢玉米素、异戊烯基腺嘌呤异戊烯基腺嘌呤(iP), 异戊烯基腺苷异戊烯基腺苷(iPA)等。等。人工合成的人工合成的CTK：激动素激动素(KT)、6-苄基腺嘌呤苄基腺嘌呤(6-BA), 应应用最广。用最广。种类和结构特点种类和结构特点 现在学习的是第四十一页，共90页腺嘌呤腺嘌呤激动素激动素, KTDNA高压灭高压灭菌时产生菌时产生人工合成人工合成现在学习的是第四十二页，共90

15、页玉米素，玉米素，ZT首次从植首次从植物体分离物体分离出的出的天然天然CTK现在学习的是第四十三页，共90页6-苄基腺嘌呤，苄基腺嘌呤，6-BA人工人工合成合成现在学习的是第四十四页，共90页茎尖、根尖、未成熟的种子等茎尖、根尖、未成熟的种子等 11000 ngg-1 DW 合成部位合成部位: 根尖，怎样证明？根尖，怎样证明？生物合成生物合成 由由tRNAtRNA水解产生水解产生 从头合成，前体从头合成，前体: : 甲瓦龙酸甲瓦龙酸 现在学习的是第四十五页，共90页现在学习的是第四十六页，共90页1. 促进细胞分裂和扩大促进细胞分裂和扩大 IAA只促进核的分裂而与细胞质的只促进核的分裂而与细胞

16、质的分裂无关分裂无关 。 CTK促进细胞质分裂。促进细胞质分裂。 GA缩短细胞周期缩短细胞周期中的G1期(DNA合成准备期)和S期(DNA合成期)的时间，加速细胞的分裂加速细胞的分裂 横向增粗横向增粗 现在学习的是第四十七页，共90页CTK对萝卜子叶膨大的作用对萝卜子叶膨大的作用叶面涂施叶面涂施CTK(100mgL-1)对照对照现在学习的是第四十八页，共90页2. 促进芽的分化促进芽的分化 组织培养组织培养 CTK / IAA 高高形成芽形成芽CTK / IAA 低低形成根形成根CTK / IAA 中中保持生长而不分化保持生长而不分化愈伤组织愈伤组织CTK促进侧芽发育，消除顶端优势促进侧芽发育

17、，消除顶端优势 (KT: 0.01-1mg/LNAA: 0.1-2mg/L)现在学习的是第四十九页，共90页IBA, 0.5 g ml-1IBA, 0.5 g ml-1ZT, 2.0 g ml-1拟南芥（拟南芥（Arabidopsis）现在学习的是第五十页，共90页3延缓叶片衰老延缓叶片衰老 4. 其他生理作用其他生理作用 促进气孔开放；打破种子休眠；刺激促进气孔开放；打破种子休眠；刺激块茎形成；促进果树花芽分化块茎形成；促进果树花芽分化v清除活性氧清除活性氧v阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶绿素不被破坏绿素不被破坏v阻止营养物质外流阻止营养物质外流

18、？CTK现在学习的是第五十一页，共90页现在学习的是第五十二页，共90页CTK对转录和翻译的控制对转录和翻译的控制 促进促进RNA, 蛋白质合成蛋白质合成保护保护tRNA不被水解不被水解 现在学习的是第五十三页，共90页酵母丝氨酸酵母丝氨酸 tRNA的结的结构构 现在学习的是第五十四页，共90页现在学习的是第五十五页，共90页一、一、ABAABA的发现的发现 二二. ABA. ABA的分布与代谢的分布与代谢 三、三、ABAABA的生理效应的生理效应 四、四、ABAABA的作用机理的作用机理 现在学习的是第五十六页，共90页1961年刘等，在研究棉花幼铃脱落时，从成熟的年刘等，在研究棉花幼铃脱落

19、时，从成熟的干棉壳干棉壳促进脱落的物质，促进脱落的物质，脱落素脱落素1963年美国年美国 Addicott等，从等，从225kg 棉铃棉铃9mg 脱落素脱落素同时，英国同时，英国Wareing，桦树叶，桦树叶休眠素休眠素1967，定名为，定名为脱落酸脱落酸 现在学习的是第五十七页，共90页异戊二烯为基本单位异戊二烯为基本单位 C15不对称碳原子不对称碳原子 天然形式：右旋天然形式：右旋 现在学习的是第五十八页，共90页脱落或休眠器官中较多脱落或休眠器官中较多逆境下增多逆境下增多 合成部位：合成部位：(主主)根冠、萎蔫叶片根冠、萎蔫叶片 茎、种子、花和果等茎、种子、花和果等 现在学习的是第五十九

20、页，共90页现在学习的是第六十页，共90页现在学习的是第六十一页，共90页1. 抑制生长抑制生长 2. 促进脱落促进脱落 离层离层 生物检定生物检定 3. 促进休眠促进休眠 4. 加速衰老加速衰老 与与CTK相反相反5. 促进气孔关闭促进气孔关闭 土壤干旱，根土壤干旱，根 叶叶, 气孔关闭，气孔关闭， 减少蒸腾减少蒸腾6. 提高抗性提高抗性 应激激素或胁迫激素应激激素或胁迫激素 现在学习的是第六十二页，共90页ABA诱导气孔关闭诱导气孔关闭A: pH6.8, 50mmol L-1 KClB: 转移至添加10mol L-1 ABA的溶液中，1030min内气孔关闭(鸭趾草鸭趾草现在学习的是第六十

21、三页，共90页 现在学习的是第六十四页，共90页一、一、ETHETH的发现的发现 二、二、ETHETH的生物合成的生物合成三、三、ETHETH的生理效应的生理效应 现在学习的是第六十五页，共90页1901年俄国奈刘波年俄国奈刘波(Neljubow) 发现照明气中的发现照明气中的乙烯能引起黄化豌豆苗的三重反应。乙烯能引起黄化豌豆苗的三重反应。1934年甘恩年甘恩(Gane)证明乙烯是植物天然产物证明乙烯是植物天然产物。1959年，伯格年，伯格(Burg)等等(气相色谱气相色谱)测出了未成熟测出了未成熟果实中有极少量的乙烯产生，随着果实的成熟果实中有极少量的乙烯产生，随着果实的成熟不断增加。不断增

22、加。1965年，被公认为是植物的天然激素。年，被公认为是植物的天然激素。 现在学习的是第六十六页，共90页现在学习的是第六十七页，共90页前体前体: : 蛋氨酸蛋氨酸( (甲硫氨酸，甲硫氨酸，Met)Met)直接前体直接前体: : ACC (1- ACC (1-氨基环丙烷氨基环丙烷-1-1-羧酸羧酸) ) 现在学习的是第六十八页，共90页促进促进：成熟衰老、：成熟衰老、IAA、 O2、逆境逆境(低温、干旱、水涝、切割等低温、干旱、水涝、切割等) 逆境逆境乙烯乙烯 抑制抑制：AVG(氨基乙氧基乙烯基甘氨酸氨基乙氧基乙烯基甘氨酸)、 AOA(氨基氧乙酸氨基氧乙酸) 、厌氧、厌氧Co2+、Ni2+、

23、Ag+ 现在学习的是第六十九页，共90页现在学习的是第七十页，共90页 Ag(S2O3)23-对康乃馨的处理效果对康乃馨的处理效果 现在学习的是第七十一页，共90页1. 三重反应与偏上性反应三重反应与偏上性反应 : 抑制茎的伸长生长抑制茎的伸长生长；促进茎或根的横向增粗；促进茎；促进茎或根的横向增粗；促进茎的横向生长的横向生长(即使茎失去负向重力即使茎失去负向重力性性)。偏上生长偏上生长: 是指器官的上部生长速是指器官的上部生长速度快于下部的现象。度快于下部的现象。现在学习的是第七十二页，共90页ETH对黄化豌豆幼苗（苗龄对黄化豌豆幼苗（苗龄6d）的效应）的效应三重反应三重反应处理处理2d现在

24、学习的是第七十三页，共90页用用10l L-1乙烯处理乙烯处理4h后番茄苗的形态后番茄苗的形态现在学习的是第七十四页，共90页2. 促进成熟促进成熟 催熟激素催熟激素 3. 促进脱落与衰老促进脱落与衰老 促进纤维素酶的合成促进纤维素酶的合成 4. 促进开花和雌花分化促进开花和雌花分化 ? IAA, ? GA5. 诱导次生物质诱导次生物质(橡胶树的乳胶橡胶树的乳胶)的的 分泌分泌 现在学习的是第七十五页，共90页偏上（性）生长叶柄向下弯曲叶片下垂的现象。偏上（性）生长叶柄向下弯曲叶片下垂的现象。 现在学习的是第七十六页，共90页2) 果实催熟。果实催熟。 500-1000ppm乙烯利。乙烯利。2

25、-氯乙基膦酸，氯乙基膦酸，ClCH2CH2OP(OH)2，一种有机酸，一种有机酸, 其纯品为无色针状结晶。其纯品为无色针状结晶。易溶于水、乙醇易溶于水、乙醇,不溶于石油醚。在溶液不溶于石油醚。在溶液pH4时可时可迅速释放出乙烯。迅速释放出乙烯。现在学习的是第七十七页，共90页 然后在售前然后在售前1周左右用周左右用5005000 lL-1(随果实不同而异随果实不同而异)的乙烯利浸沾，的乙烯利浸沾，就能达到催熟和着色的目的，这已广泛用就能达到催熟和着色的目的，这已广泛用于柑橘、葡萄、梨、桃、香蕉、柿子、杧于柑橘、葡萄、梨、桃、香蕉、柿子、杧果、番茄、辣椒、西瓜和甜瓜等作物上。果、番茄、辣椒、西瓜

26、和甜瓜等作物上。700lL-1的乙烯利喷施烟草，促的乙烯利喷施烟草，促进烟叶变黄，提高质量。进烟叶变黄，提高质量。现在学习的是第七十八页，共90页 乙烯利乙烯利 pH4时，可放出时，可放出ETH 2氯乙基膦酸氯乙基膦酸现在学习的是第七十九页，共90页现在学习的是第八十页，共90页现在学习的是第八十一页，共90页现在学习的是第八十二页，共90页一、一、IAA与与GA 有增效作用。促进伸长生长有增效作用。促进伸长生长 GA/IAA比值比值高，韧皮部分化高，韧皮部分化低，木质部分化低，木质部分化现在学习的是第八十三页，共90页增效作用增效作用: CTK加强加强IAA的极性运输，的极性运输，加强加强IAA效应。效应。对抗作用对抗作用: CTK促进侧芽生长，促进侧芽生长， 破坏顶端优势；破坏顶端优势； IAA抑制侧芽生长，抑制侧芽生长， 保持顶端优势。保持顶端优