激素医学宣教培训课件

1、激素医学宣教激素医学宣教通过本章学习，主要了解五大植物激素在高等植物中的分布、运输、生物合成、主要生理功能和作用机理，植物生长调节剂的重要作用，为利用生长调节剂调控植物生长发育 以提高作物产量质量提供理论基础。激素医学宣教2通过本章学习，主要了解五大植物激素在高等植物中的分布、运输、植物激素:国际植物学会规定，“植物激素是在植物体内的某一部分合成，并可转移到其它部分，在那里以很低的浓度引起生理反应的有机物” 。 激素医学宣教3植物激素:激素医学宣教3根据这一定义，植物激素具有以下特点： （1）内生性：是植物细胞正常代谢产生的； （2）可移动性：由产生的部位转移到作用部位； （3）低浓度的调节功

2、能：激素在植物体内的含量很低，通常芽茎； 激素医学宣教23 四、生长素的生理作用 1、促进细胞的激素医学宣教24激素医学宣教24 在给植物外施IAA时特别注意：器官、年龄、浓度。 生长素和细胞分裂素共同作用促进细胞的分裂，生长素促进核分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质分裂。激素医学宣教25 在给植物外施IAA时特别注意：器官、 2、维持顶端优势； 顶芽抑制侧芽而优先生长的现象称为顶端优势（顶上的优势）。其原因一般认为：顶芽是产生生长素的中心，其合成的生长素通过极性运输导致侧芽生长素浓度过高而抑制了侧芽的生长。 激素医学宣教26 2、维持顶端优势； 顶芽抑制侧3、促进根的分化形成： IAA/CTK

3、控制着愈伤组织的生长与分化，比值适中，诱导愈伤组织生长，比值高诱导根的分化，比值低诱导芽的分化。较高浓度的生长素能诱导茎段形成不定根（诱导扦插生根）。激素医学宣教273、促进根的分化形成：激素医学宣教27 4、防止器官脱落： 5、诱导无籽果实（单性结实）： 6、促进菠萝开花： 7、诱导雌花分化： 高浓度的生长素具有与上述相反的生理作用，即可以抑制生长、促进脱落等。高浓度的抑制作用与乙烯的诱导形成有关。激素医学宣教28 4、防止器官脱落：激素医学宣教28 生长素类的植物生长调节剂与生长素具有相同的生理作用，在生产中应用较多有以下几种：2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)2-甲基-4-氯苯氧

4、乙酸激素医学宣教29 生长素类的植物生长调节剂与生长素具有相同的生五、生长素的作用机理生长素受体激素受体：指与激素特异性地识别并与之结合的物质，能将信号转化为一系列细胞内的生理、生化变化，最后表现出不同的生物效应生长素受体位于质膜、内质网或液泡膜上，少数位于细胞质、细胞核激素医学宣教30五、生长素的作用机理生长素受体激素医学宣教30 1、酸生长理论(酸生长学说)： 质膜上存在有质子泵，即“H+ATP酶”，生长素作为该酶的变构效应剂与质子泵结合，并使之活化，驱动质子泵将质子（H+）由细胞质泵入细胞壁，使细胞壁酸化，pH值降低，从而活化或增强了一些水解酶的活性，或者酸化使细胞壁酸不稳定氢键或共价键

5、断裂，增大了细胞壁的可塑性，细胞压力势降低引起水势降低，细胞吸水，体积增大，纵向伸长。激素医学宣教31 1、酸生长理论(酸生长学说)： 质膜酸生长学说IAA与质膜上的受体结合 经过信号转导 增强质膜ATPase活性 细胞初生壁 pH值降低 激活某些降解细胞壁的酶 激素医学宣教32酸生长学说IAA与质膜上的受体结合 激素医学宣教32 IAA 激活某些降解细胞壁的酶 打断细胞壁多糖成分的键 使细胞壁更容易伸展(即可塑性增加 ) 引起细胞压力势降低水势降低细胞吸水 促进细胞的纵向扩大(即细胞伸长生长)。 激素医学宣教33 IAA 激活某些降解细胞壁的酶 生长素在农业生产中的应用：促进扦插生根阻止器官

6、脱落促进结实促菠萝开花疏花疏果抑制发芽除草：2,4-D，杀双子叶杂草激素医学宣教34生长素在农业生产中的应用：促进扦插生根激素医学宣教34 第二节 赤霉素类（GA） 一、GA的发现： 1926年，日本人黑择英一研究水稻“恶苗病”时发现了GA。1959年英、美研究小组确定其化学结构。同时从多种植物中分离到了GA，确定为植物激素。 GA是一大类物质，目前已从高等植物和真菌分离到了108种，按其发现的先后编号为GA1、GA2、GA3激素医学宣教35 第二节 赤霉素类（GA） 一、GA的发赤霉烷环四种高活性的GA激素医学宣教36赤霉烷环四种高活性的GA激素医学宣教36 二、GA 的分布与运输 1、分布

7、：在植物体中分布广泛，果实、种子、幼芽、幼叶中都有GA存在。但含量甚微，一般仅为11000ng g-1FW。主要分布在生长旺盛的幼嫩部位，其中幼果、未成熟种子中含量较高。这些部位也正是GA合成的部位。 2、运输：无极性运输现象，主要随有机物经韧皮部上下运输。根部合成的GA可随蒸腾液流向上运输。激素医学宣教37 二、GA 的分布与运输 1、分 3、存在形式： 自由型和束缚型（与糖结合，无活性），二者可相互转变。如种子成熟时转变为束缚型，种子萌发时经水解变为自由型。 GA结构复杂，人工合成困难，目前主要是通过赤霉菌液体发酵来提取结晶。激素医学宣教38 3、存在形式：激素医学宣教3 三、GA 的生物

8、合成 GA生物合成的原料是乙酰CoA，通过甲瓦龙酸途径合成：3 乙酰CoA甲瓦龙酸异戊烯基焦磷酸双尨牛儿烯基焦磷酸贝壳杉烯GA GA在植物体内合成后降解很慢，较易转化成束缚型贮藏起来。激素医学宣教39 三、GA 的生物合成 GA生物合成 四、GA 的生理作用 1、促进植物的生长： GA最突出的生理效应是促进茎叶的伸长生长。特别是对于矮生植物，GA 能克服遗传型矮生性状，使其恢复生长。 2、打破休眠，促进萌发： GA可代替低温、长日照打破种子和芽的休眠。用GA3(0.1ppm,10 min)处理马铃薯块茎，可打破休眠；很难萌发的树木种子用GA处理可促进萌发.激素医学宣教40 四、GA 的生理作用

9、 1、促进 3、促进抽苔开花： GA 可代替春性LDP开花所需的长日，也能代替冬性作物或两年生植物开花所需的低温（春化作用），促进当年抽苔开花。 4、诱导单性结实： GA 可诱导梨、葡萄、杏、草莓等形成无籽果实。用200500ppmGA处理葡萄（开花后一周）可形成无核葡萄；200ppmGA处理果穗，可使无核果实显著增大。激素医学宣教41 3、促进抽苔开花： G 5、诱导水解酶的合成： GA可诱导淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶、及酯酶等水解酶的形成。其中研究最清楚的是诱导淀粉酶的合成。激素医学宣教42 5、诱导水解酶的合成： GA可用实验方法证明GA诱导淀粉酶的合成：在有氧的条件下把大麦的胚和胚乳分

10、开，分别放在培养瓶中培养，都不能观察到-淀粉酶的活性；而把分开的胚和胚乳放在一个培养瓶中一起培养，在胚乳中就能检测到淀粉酶的活性。因此认为胚乳中淀粉酶的产生是由胚控制的。此外，把去掉胚的大麦粒在加上GAs的培养基上培养，也能检测到淀粉酶的活性；但是如果把大麦粒的胚和胚乳中的糊粉层都去掉再在加GAs的培养基上培养，就检测不到淀粉酶的活性。这些实验证明了胚分泌GAs到糊粉层中，GAs在那里诱导产生淀粉酶。 激素医学宣教43用实验方法证明GA诱导淀粉酶的合成：激素医学宣教436、促进雄花分化：GAs能促进雌雄异花植物黄瓜多分化雄花.对有些植物GAs(特别是和) 可以诱导单性结实。激素医学宣教446、

11、促进雄花分化：激素医学宣教44 五、GA的作用机理激素医学宣教45 五、GA的作用机理激素医学宣教45赤霉素在农业生产中的应用1.提高以营养器官为栽培目的作物的产量2.破除休眠，促进萌发3.促进抽薹开花4.单性结实5.啤酒生产：GA诱导-淀粉酶的形成，可省略种子发芽就能完成糖化过程，节约成本激素医学宣教46赤霉素在农业生产中的应用激素医学宣教46第三节 细胞分裂素类（CTK） 一、细胞分裂素的发现 1941年，Von Overbeek发现椰子乳能促进离体胚细胞的分裂； 1955年，Skoog等发现酵母细胞提取液能促进烟草髓细胞分裂。并从中分离到了一种能强烈刺激细胞分裂的物质，定名为激动素（KT

12、）6-呋喃氨基腺嘌呤。激素医学宣教47第三节 细胞分裂素类（CTK） 一、细胞分裂素的发现 植物体内有类似的腺嘌呤衍生物，它们都能促进细胞分裂，这类物质统称为细胞分裂素（cytokinins CTK）。 目前已知的天然CTK有：玉米素、双氢玉米素、玉米素核苷、异戊烯基腺苷；人工合的有KT和6-苄基氨基腺嘌呤。KT6-苄基氨基腺嘌呤（6-BA或BAP）激素医学宣教48 植物体内有类似的腺嘌激素医学宣教49激素医学宣教49 二、细胞分裂素的分布、运输与代谢 CTK在植物体内普遍存在，但含量甚微，约11000ng FW -1 ，在旺盛生长、正在进行细胞分裂的组织和器官如：茎尖、根尖分生组织，未成熟的

13、种子、生长中的果实、萌发的种子中含量较高。 旺盛生长组织或细胞都能合成CTK，但合成的主要部位是根尖。 激素医学宣教50 二、细胞分裂素的分布、运输与代谢 CTK没有极性运输的特性，根部合成的CTK随蒸腾液流向上运输，运输的形式是玉米素和玉米素核苷；幼果、种子中的CTK向外运输很慢；外源施于叶部的CTK移动性很小。 CTK也可与葡萄糖、氨基酸等形成络合物，（束缚型），其功能还不清楚。有些可使CTK失去活性，以消除过量的CTK。 植物体内存在有CTK氧化酶，可分解iPA、ZR、Z，但不能分解双氢玉米素。激素医学宣教51 CTK没有极性运输的特性，根部合成的 三、细胞分裂素的生理作用 1、促进细胞

14、的分裂与扩大： CTK的主要生理作用是促进细胞分裂，其作用部位是细胞质；CTK也能促进细胞的横向扩大； 2、诱导芽的分化： 3、抑制或延缓衰老：保持离体叶片绿色；保鲜作用: 延长蔬菜(如芹菜、甘蓝等)的贮藏期。防止果树的生理落果，增大果实。 4、解除顶端优势： CTK能促进侧芽生长。“丛枝病”的原因就是类菌原体侵染植物后产生具有CTK活性代谢产物。激素医学宣教52 三、细胞分裂素的生理作用 1、促进细胞的分裂 四、CTK 的作用机理1、与tRNA中反密码子环上iPA的关系；2、在基因水平上的调控作用；3、在翻译水平上的调控作用；激素医学宣教53 四、CTK 的作用机理1、与tRNA中反密码子环

15、上iP 第四节 脱落酸（ABA）一、ABA的发现与化学结构1963年，美国的Addicott和他的同事从47 d 龄未成熟将要脱落的棉铃中分离纯化了具有高度活性的物质，它不仅抑制由生长素诱导的燕麦胚芽鞘的弯曲和生长，而且还促进器官脱落，命名为脱落素(abscisin)。大约在同一时间，英国的韦尔林(P.F.Wareing)等从槭树将要脱落的叶子中提取出一种促进芽休眠的物质，并命名为休眠素(dormin)。后来证明两者是同一种物质。1965年确定其化学结构。1967年在第六届国际生长物质会议上统一称为脱落酸(abscisic acid,简称ABA)。激素医学宣教54 第四节 脱落酸（ABA）一、

16、ABA的发现与化学结构激ABA是以异戊二烯为基本单位的酸性倍半萜烯化合物。 顺式-ABA（+）是天然存在形式，具有活性；商品ABA为（+）与（-）混合物。激素医学宣教55ABA是以异戊二烯为基本单位的酸性倍半萜烯化合物。 顺式-A激素医学宣教56激素医学宣教56二、ABA在植物体内的生物合成与代谢 (一)ABA合成途径1.的直接途径由甲瓦龙酸(MVA)经过法呢基焦磷酸(FPP)，再经过一些不太清楚的过程而形成脱落酸。此途径也称为类萜途径, 但这条途径是否存在于高等植物体中，目前证据尚不足。激素医学宣教57二、ABA在植物体内的生物合成与代谢 2.的间接途径根据ABA分子在结构上很象某些类胡萝卜

17、素分子的末端，推测ABA可能来自9-顺-堇菜黄素(9-cis-violaxanthin)和新作用产生9-顺-新黄素, 它是裂解的前体物质, ABA是9-顺-新黄素裂解的产物。但是这种看法直到1984年才得到实验的有力支持。目前人们认为高等植物内主要存在经间接合成ABA的途径，也称类胡卜素途径。 激素医学宣教582.的间接途径激素医学宣教58激素医学宣教59激素医学宣教59（二） ABA的代谢 1. ABA的氧化通过ABA氧化降解来调节植物体内ABA的活性，ABA在单加氧酶的作用下，氧化形成二氢红花菜豆酸，并可进一步转化为二氢红花菜豆酸葡萄糖苷。2 . 通过结合失活调节ABA活性水平植物叶肉细胞

18、中90%以上ABA被蛋白质等大分子吸附，存在于叶绿体被膜内，呈束缚态，只有极少部分以游离态分布于细胞质中。 ABA可与G结合形成糖苷，失去活性，这是ABA运输的主要形式。 激素医学宣教60（二） ABA的代谢 1. ABA的氧化激素医学宣教603. 通过调节ABA合成的速度来调节ABA的含量干旱胁迫条件下ABA的合成加速，大量的ABA游离到叶子外，促进气孔关闭。 激素医学宣教613. 通过调节ABA合成的速度来调节ABA的含量激素医学宣教激素医学宣教培训课件三、ABA的生理作用 1、促进器官脱落：秋季短日照能诱导 ABA的合成，因而能促进落叶树落叶和芽休眠；而长日照则能诱导GA合成，促进生长。

19、IAA和CTK都可以抑制ABA的作用。 甲瓦龙酸GA生长ABA脱落、休眠光敏素日照长度LDSD激素医学宣教63三、ABA的生理作用 1、促进器官脱落：甲瓦龙酸GA生长AB 2、促进休眠，抑制萌发：种子休眠的原因之一就是种子内含有生长抑制剂（ABA等）；树木正在生长的芽经ABA处理后可停止生长，进入休眠；植物的休眠和生长是由脱落酸和赤霉素这两种激素所调节。 3、抑制生长： ABA可拮抗IAA、GA、CTK的作用，抑制细胞的分裂与伸长；激素医学宣教64 2、促进休眠，抑制萌发：激素医学宣教644、促进气孔关闭 植物缺水受旱时可诱导ABA大量合成，并促进气孔关闭，减少水分蒸腾。 此外，ABA还可拮抗

20、GA对LDP开花的作用、抑制GA对淀粉酶和其它水解酶的诱导作用； 5、抑制细胞分裂和延伸生长ABA能抑制整株植物或离体器官的生长，也能抑制种子的萌发。 6、增强植物抗逆性一般来说，ABA在逆境条件下迅速形成，使植物的生理生化过程变化，抗逆性增加。激素医学宣教654、促进气孔关闭 植物缺水受旱时可诱导ABA大量合成 四、ABA的作用机理ABA是植物体内的一种应急激素，在植物遇到逆境时产生，植物细胞通过专一性的受体来感受ABA信号，进而诱导了胞内的级联反应，最终调节特异基因的表达或细胞的生理效应。目前对其作用机理的研究工作还在进行，提出了一些假设。还有许多问题沿未证实，但已证明植物体内存在着ABA

21、受体，它是能与激素特异结合，并能引起细胞生理反应的一类特殊识别蛋白。 激素医学宣教66 四、ABA的作用机理ABA是植物体内的一种应急激素， 第五节 乙烯（乙烯） 一、乙烯的发现 早在19世纪初人们就发现厨房的薪烟、煤气等气体可使表绿柠檬变黄、果实成熟、叶片脱落等。直到20世纪60年代，由于气相层析技术的发展，才确认了这种气体是乙烯。 乙烯不仅分子结构简单，而且是一种气体。 分子式为： H2C = CH2 难溶于水激素医学宣教67 第五节 乙烯（乙烯） 一、乙 植物的各部分都能产生乙烯，但其含量很低，一般为：0.110 nlg-1 h-1。但在成熟的果实中含量较高。 几乎所有的逆境，如切伤、碰

22、撞、旱、涝、高温、寒冷以及病虫害等，都能诱导乙烯的产生和含量增高。激素医学宣教68 植物的各部分都能产生乙烯，但其含量很 二、乙烯的生物合成 用14C标记的蛋氨酸饲喂苹果组织，发现乙烯生物合成的前体物质是蛋氨酸，直接前体是ACC（1-氨基环丙烷基羧酸）：蛋氨酸S-腺苷蛋氨酸ACC乙烯 合成途径的主要特点是：1、合成途径是一循环反应，每循环一次生成一分子 ACC，合成一分子乙烯； 2、合成过程需要O2 和ATP； 3、合成过程的关键酶是ACC合成酶；激素医学宣教69 二、乙烯的生物合成 用14C标记的蛋氨酸饲喂苹果组ACC蛋氨酸激素医学宣教70ACC蛋氨酸激素医学宣教70促进抑制激素医学宣教71

23、促进抑制激素医学宣教71 三、乙烯的生理作用 1、促进果实成熟： 乙烯能增大细胞膜透性，刺激呼吸作用（呼吸跃变），促进果实内物质的强烈转化，导致果实成熟。农业生产中广泛应用乙烯催熟果实，如柑桔、柿子、香蕉和棉花等的催熟。 2、促进果实和器官的衰老与脱落： 促进衰老是乙烯特有的生理作用；乙烯促进器官脱落的作用比ABA更显著，极低浓度的乙烯即引起器官的大量脱落。生产中应用的落叶剂、疏果剂就是这个作用的利用。 激素医学宣教72 三、乙烯的生理作用 1、促进果实成熟：激素医学3、抑制伸长生长，改变生长习性 乙烯能抑制根、茎、芽的伸长生长、促进横向加粗、导致水平生长；引起幼苗生长的“三重反应”（偏向上生长）。这对幼苗破土出苗有重要的意义。生长的“三重反应