高等植物生理学-各种植物激素及其信号转导

1、高等植物生理学-各种植物激素及其信号转导生长素的极性运输生长素的极性运输0 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1根根芽芽茎茎生长素浓度（生长素浓度（mol/L）对照对照IAAIAA3 3）对养分的调运作用）对养分的调运作用生长素具有很强的吸引与调运养分的效应。利用这一特性，用IAA处理，可促使子房及其周围组织膨大而获得无籽果实。（A）草莓“果实”实际是一个膨胀的花柱，其生长是内“种子”生成的生长素调节的，这些“种子”其实是瘦果-真正的果实。（B）当将瘦果去除时，花柱就不能正常发育（C）用IAA喷放没有瘦果的花柱恢复了其正常的生长发育。生长素抑制了菜豆植株生长素抑制了菜豆

2、植株中腋芽的生长。中腋芽的生长。（A）完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制（B）去除顶芽使得腋芽免疫顶端优势的影响（箭头）（C）对切面用含IAA的羊毛脂凝胶处理（包含在明胶胶囊中）从而抑制了腋芽的生长。Auxin binding protein 1Phospholipase A2Lysophospholipid溶血磷脂ATP-proton pump生长素受体是生长素结合蛋白，根据在细胞中的存在位置生长素受体是生长素结合蛋白，根据在细胞中的存在位置不同，有两种：不同，有两种： 存在于质膜上存在于质膜上:酸生长理论的基础酸生长理论的基础存在于细胞质存在于细胞质(或细胞核或细胞核)中中: 基因

3、活化学说的基础。基因活化学说的基础。Auxin activates ATP-proton pump, cause cell wall solution pH to drop, which will activate expansinsExpansins loosen cell wall component, cell takes up water and turgor pressure forces cell to expand.pH降低，水解酶或扩展素活化，壁可塑性增加，膨压降低，细胞吸水伸长。生长素受体是生长素结合蛋白，根据在细胞中的存在位置生长素受体是生长素结合蛋白，根据在细胞中的存在位

4、置不同，有三种：不同，有三种： 内质网：内质网：ABP1；质膜：；质膜： ABP2；液泡膜上：；液泡膜上：ABP3泛素连接酶的活化晚期基晚期基因的表因的表达（转达（转录因子录因子的合成）的合成）生长素早期响应基因转录活化的生长素调节模式（原生转录因子的活化）生长素早期响应基因转录活化的生长素调节模式（原生转录因子的活化）1 1）促进茎的伸长生长）促进茎的伸长生长甘蓝，在短光照下保持丛生状，但施用赤霉素处理可以诱导其伸长和开花需寒胡萝卜品种开花时间需寒胡萝卜品种开花时间GAGA处理后的效果。处理后的效果。（左）对照：不施GA，不冷处理；（中）不进行冷处理，但每天施10gGA3为期一周；（右）六周

5、冷处理。赤霉素诱导的Thompson无籽葡萄的生长。左边的一串是未处理的。而右边的一串则是在果实发育期间用赤霉素喷施过的将拟南芥组织置于含生长素IBA和细胞分裂素的环境中诱导愈伤组织的产生。当愈伤组织被放在只有生长素的环境中作次培养时，诱导根产生（左图）；当被放在细胞分裂素与生长素之比比较高的环境中培养时，芽激增（右图）。转转iptipt基因的烟草基因的烟草香脂冷杉上的众生枝香脂冷杉上的众生枝玉米的缺失ABA的突变体的早熟萌芽一般来说，干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境都能使一般来说，干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境都能使植物体内植物体内ABAABA迅速增加，同时抗逆性增强。因此，迅速增加，

6、同时抗逆性增强。因此，ABAABA被称为应被称为应激激素或胁迫激素激激素或胁迫激素(stress hormone)(stress hormone)。水分胁迫过程中木质部汁液的碱化作用导致水分胁迫过程中木质部汁液的碱化作用导致ABAABA在叶片中的重新分布在叶片中的重新分布第一大类是功能蛋白：包括水通道蛋白、第一大类是功能蛋白：包括水通道蛋白、渗透调节分子渗透调节分子(如蔗糖、脯氨酸和甜菜碱如蔗糖、脯氨酸和甜菜碱)的合成酶、保护大分子以及膜蛋白结构和的合成酶、保护大分子以及膜蛋白结构和功能的保护蛋白功能的保护蛋白(如如LEA 蛋白、抗冻蛋白、蛋白、抗冻蛋白、分子伴侣、分子伴侣、mRNA结合蛋白等

7、结合蛋白等)、蛋白转、蛋白转换酶以及脱毒蛋白酶等。这类蛋白分子直换酶以及脱毒蛋白酶等。这类蛋白分子直接参与到植物对胁迫环境的应答反应和修接参与到植物对胁迫环境的应答反应和修复过程中复过程中, 是直接保护植物细胞免受胁迫是直接保护植物细胞免受胁迫环境伤害的效应分子。环境伤害的效应分子。第二大类是调节蛋第二大类是调节蛋白：包括蛋白激酶、白：包括蛋白激酶、转录因子、磷脂酶转录因子、磷脂酶等等, 这类蛋白是通这类蛋白是通过参与到植物胁迫过参与到植物胁迫信号转导途径或通信号转导途径或通过调节其它效应分过调节其它效应分子的表达和活性而子的表达和活性而起作用的。起作用的。ABAABA受体受体ROS产生产生(H2O2, O2.-)激活质激活质膜膜Ca2+通道通道胞外胞外Ca2+流入胞质流入胞质ROS途径途径:PLC活化活化cADPR和和IP3产生产生激活液激活液泡膜泡膜Ca2+通道通道液泡中的液泡中的Ca2+流入胞质流入胞质抑制内向型抑制内向型K+通道通道,活化活化Cl-通道通道,抑制质子泵抑制质子泵IP3/cADPR途径途径:胞内胞内Ca2+浓度升高浓度升高细胞去极化细胞去极化激活外向型激活外向型K+通道通道气孔关闭气孔关闭（2） ABA诱导气孔关闭的信号转导模式诱导气孔关闭的信号转导模式（A）西红柿叶片的偏上生长。）西红柿叶片的偏上生长。（B）可用氧气存在的情形下