植物激素的作用机理课件

1、植物激素的作用机理课件植物激素的作用机理课件激素是植物体内合成的一系列天然化合物，以极微量的浓度引发生理反应，在植物的生长发育等多种生理过程以及器官发育、形态建成等方面起重要调节作用，也影响农作物的产量、品质和抗性等重要性状。激素是植物体内合成的一系列天然化合物，以极微量的浓度引发生理第一次绿色革命、杂交稻生产 赤霉素(GA)产量提高(抗倒伏) 细胞分裂素 穗粒数显著增多 油菜素内酯 株型结构，光合能力蔬菜、瓜果的产量、抗性 油菜素内酯株型、根 生长素第一次绿色革命、杂交稻生产植物激素的定义产生于植物体内的特殊部位，是植物在正常发育过程中或特殊环境条件下的代谢产物；能从合成部位运输到作用部位；

2、不是营养物质，仅以很低的浓度产生各种特殊的调控作用。植物激素的定义植物激素的种类植物激素的种类植物激素的合成部位吲哚乙酸 分生组织、种子细胞分裂素 根尖赤霉素 生长的种子脱落酸、乙烯 成熟、衰老和环境条件油菜素内酯 花粉，整株水平植物激素的合成部位生长素脱落酸细胞分裂素促进细胞体积扩大乙烯赤霉素茎伸长生长促进细胞分裂促进休眠促进果实成熟油菜素内酯促进细胞延伸生长素脱落酸细胞分裂素促进细胞体积扩大乙烯赤霉素茎伸长生长促 作用广泛 相互作用、不同信号途径间的交叉 感知、信号转导 作用广泛生 长 素生长素的生理功能生 长 素生长素的生理功能植物激素的作用机理课件吲哚乙酸(IAA)的合成部位及含量细胞

3、迅速分裂的部位, 以嫩叶、茎端的分生组 织及正在成长的种子为主（在未成熟时最 高，随成熟进度而逐渐减少）。含量视植物种类、器官及生长发育阶段而异。吲哚乙酸(IAA)的合成部位及含量细胞迅速分裂的部位, 以嫩植 物组 织游离IAAIAA酯肽合IAA燕麦营养组织16569燕麦颖 果4407620未测到大麦颖果(已磨)40329未测到水稻颖 果17032739未测到黍颖 果3663198未测到小麦颖 果123511未测到玉米营养组织24528未测到玉米颖 果50010007160078800未测到大豆种 子450524菜豆种 子2030136豌豆营养组织35543豌豆种 子93未测到202椰子胚乳液

4、0905未测到荞麦种 子4012725向日葵种 子30110未测到禾谷类豆科其他游离及结合态IAA在不同植物种类和部位的含量植 物组 织游离IAAIAA酯肽合IAA燕麦营养组织165AuxinTryptophan-dependant biosynthesis Tryptophan-independent biosynthesis Polar transportConjugationSignalingTropismsCell divisionRoot initiation Apical dominance Leaf senescence Fruit setting and growth Flow

5、eringVasculardevelopmentFertility Chen et al., 2006Lin et al., 2005生理作用多种激素的相互作用 赤霉素、乙烯、油菜素内酯AuxinTryptophan-dependant biosDifferential effects of various auxin molecules IAA 2,4-D NAA IBA 10 nM 100 nM 100 nM 10 mM Woodward et al., 2005Differential effects of variou作用机理（一）酸生长理论（二）基因活化学说（三）激素受体（hormo

6、ne receptor）作用机理（一）酸生长理论（二）基因活化学说（三）激素受体（h（一）酸生长理论处理IAAIAA+PH4缓冲液IAA+PH7缓冲液IAA+PH4缓冲液PH 3.23.5缓冲液PH7缓冲液PH 3.23.5缓冲液切段表现伸长，介质PH下降伸长(转入)伸长停止重新伸长伸长(转入)伸长停止转入重新伸长（一）酸生长理论处理IAAIAA+PH4缓冲液IAA+（一）酸生长理论 质膜H+-ATPase(质子泵) 生长素质子泵活化细胞质内的（H+）细胞壁酸化键（如H键）断裂。细胞壁水解酶活化，多糖单糖，纤维素交织点断裂、松驰、细胞壁变软、可塑性增加。（一）酸生长理论 质膜H+-ATPase

7、(质子泵)细胞水势下降蛋白质合成细胞吸水细胞质中受体质膜上的受体H+分泌到细胞壁中信使物进入核内使某些基因解阻遏，与生物有关的mRNA被转录细胞壁软化快速反应长期效应IAA细胞生长（二）基因活化学说细胞水势下降蛋白质合成细胞吸水细胞质中受体质膜上的受体H+分植物激素的作用机理课件五、生长素的作用机理是指能与激素特异性结合, 并且能引发特殊生理生化效应的蛋白质。（三）激素受体（hormone receptor）PLA游离脂肪酸和溶血磷脂 LPC是磷脂酶C PK蛋白激酶 DAG和磷酸胆碱 DAG双酰甘油五、生长素的作用机理是指能与激素特异性结合, 并且能引发Auxin-binding protei

8、n 1 (ABP1)ABP1, first described from maize.The first detection of ABP1 auxin binding activity in crude membrane preparations of etiolated coleoptiles.In 1985, the binding protein was purified for the first time leading to functional studies of ABP1, examination of its cell biology and its structure.

9、A 2,4-D matrix was also used to purify peach auxin binding proteins, later shown to be members of the protein superfamily known as the germins . Hertel et al., 1972Ray et al., 1977Ray, 1977Batt et al., 1976Ray et al., 1977Loebler and Klaembt, 1985Ohmiya et al., 1993Dunwell et al., 2000Auxin-binding

10、protein 1 (ABP1The conserved domains of ABP1Richard et al., 2003; Woo et al., 2001The conserved domains of ABP1RABP1 in organized cell elongation and division in embryogenesisChen et al., 2001ABP1/ABP1abp1/abp1abp1/abp1ABP1/ABP1ABP1/ABP1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1controlAnti-ABP1BY

11、-2 cell Division stageBY-2 cell elongation stagecontrolAnti-ABP1ABP1 in organized cell elongatTian et al., 1995; Richard et al., 2003ABP1 is located both in the ER and at the outer face of the plasma membrane but the ABP1 in ER does not bind auxin.ABP1 located at the plasma membrane is involved in t

12、he control of early auxin electrophysiological responses.ABP1 and downstream auxin responsesTian et al., 1995; Richard et Crosslink of ABP1 and TIR1 signaling pathwaysATPase is rapidly stimulated by auxin and there is a lot of evidence that ABP1 is the receptor relevant for this process.Auxin induce

13、d de-novo synthesis of ATPase.Christian et al., 2006Crosslink of ABP1 and TIR1 sig二、赤霉素作用机理1、 GA与受体结合，激活G蛋白，诱发cGMP途径和CaM及蛋白激酶途径。二、赤霉素作用机理1、 GA与受体结合，激活G蛋白，诱发cG植物激素的作用机理课件二、赤霉素作用机理1、 GA与受体结合，激活G蛋白，诱发cGMP途径和CaM及蛋白激酶途径。2.GA促进酶的合成（特别是水解酶）。GA是编码这些酶基因的去阻遏抑物，促进mRNA的形成。如诱导-淀粉酶 啤酒工业上的应用3、GA调节IAA水平 二、赤霉素作用机理1、

14、 GA与受体结合，激活G蛋白，诱发cG激素控制植物伸长：GA促进伸长最明显（增加细胞伸展性），IAA促进细胞壁松驰（增加细胞可塑性），从而提高了细胞壁的可塑性，乙烯、ABA抑制细胞伸长。GA提高木葡聚糖内转糖基酶活性，使伸展素穿入细胞壁，并使木葡糖切开，然后重新形成另一个木葡聚糖分子，再排列为木葡聚-纤维素网。IAA细胞壁酸化后活化扩展素（一种蛋白质），打断细胞壁多糖之间的H键，使细胞壁松驰，膨压推动细胞伸长。激素控制植物伸长：GA促进伸长最明显（增加细胞伸展性），IA三、细胞分裂素作用机理三、细胞分裂素作用机理五、细胞分裂素的作用机理 DNARNAProteinHPK组氨酸蛋白激酶（H）CR

15、E细胞分裂素受体AHP组氨酸磷酸转移ARR反应调节蛋白五、细胞分裂素的作用机理 DNARNAPro四、脱落酸作用机理1、对酶蛋白变构调节,改变酶分子结构，使酶分子结构不能与底物结合。 2、阻碍DNA聚合酶活性，使DNA转录不能进行，对基因表达起调控作用。 3、ABA诱导胞液Ca2+水平变化，使Ca2+成为第二信使。 四、脱落酸作用机理1、对酶蛋白变构调节,改变酶分子结构，使酶11质膜上ABA受体与ABA相结合2诱导细胞内产生活性氧ROS，它们作为第二信使激活质膜的钙离子通道，使胞外钙离子流入胞内3ABA还同时使细胞内的cADPR(环化ADP核糖)和IP3(三磷酸肌醇水平升高，它们又激活液泡膜上

16、钙离子通道，使液泡向胞质溶胶释放钙离子)4胞外钙离子的流入还可以启动胞内胞内发生钙震荡并促进钙从液泡中释放出来5钙离子升高（增加10倍以上）会阻断钾离子流入通道6钙离子升高促进 质膜氯离子通道开放7钙离子浓度升高抑制质膜质子泵，细胞内pH升高，进一步发生去极化作用8去极化导致向外流出的钾离子通道活化9钾离子氯离子先从液泡释放到胞质，进而又通过质膜上的钾离子和阴离子通道向胞外释放，导致保卫细胞水势升高，导致气孔关闭11质膜上ABA受体与ABA相结合2诱导细胞内产生活性氧RO五、乙烯作用机理1、乙烯是附着在细胞某些金属蛋白位置上，起着调节作用 五、乙烯作用机理1、乙烯是附着在细胞某些金属蛋白位置上，起着乙烯受体与乙烯结合后，受体蛋白二聚体化并通过自主磷酸化和磷酸转移来启动信号系统乙烯受体与乙烯结合后，受体蛋白二聚体化并通过自主磷酸化和磷酸CTR1组成形三重反应基因EIN乙烯不敏感基因，ERF乙烯反应因子ETR乙烯敏感基因（乙烯受体）CTR1组成形三重反应基因EIN乙烯不敏感基因，ERF乙烯反五、乙烯作用机理2、乙