植物的生长物质

汇报人：史梅新疆农业技师培训学院教师：杨梦娇生物科技学院

植物与植物生理学知识目标1、知道植物激素的类型；2、知道植物五大激素在植物体内的分布状况和运输途径；3、熟知五大激素的生理作用；4、熟知植物生长调节剂在农业生产中应用现状与发展趋势；能力目标1、能利用植物激素的生理作用并在农业生产中的应用2、熟悉植物生长调节剂的类型，以及在农业生产中的应用教学单元九植物的生长物质植物生长物质学习目标知道植物五大激素的种类及生理作用在植物体内的分布状况和运输途径了解植物激素的生理作用及在农业生产中的应用学习重点学习难点植物激素的类型、作用植物激素的生理作用1、植物生长物质：指一些具有调节植物生长发育的微量化学物质，包括植物激素和植物生长调节剂。一、植物生长物质的概念及种类2、植物激素：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微量有机化学物质。经典五大类植物激素：

生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。3、植物生长调节剂：具有植物激素活性（生理效应与植物激素类似，能够调节植物生长发育）的人工合成的物质。二、植物生长调节剂的种类种类：主要包括生长促进剂（如萘乙酸、2,4-D）、生长抑制剂（整形素、青鲜素等）、生长延缓剂（矮壮素、比久等）三大类。生长抑制物质包括：生长抑制剂、生长延缓剂植物生长促进剂：促进细胞分裂、伸长和分化的人工合成的化合物。种类：生长素类：NAA,IBA,2,4-D,防落素,西维因等赤霉素类：GA3（应用最多）细胞分裂素类：KT,6-BA特点：促进细胞分裂、伸长和分化植物生长延缓剂：抑制植物茎或近顶端分生组织延长的生长调节剂，

它对叶、花和果实的形成没有影响。种类：矮壮素（CCC）

多效唑（PP333，MET）

缩节胺（Pix，助壮素）比久（B9）

烯效唑（S-3307，优康唑）特点：

节间缩短，叶数和节数不变，株型紧凑矮小不影响生殖发育外施GA可逆转其抑制作用植物生长抑制剂：抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节剂。种类：三碘苯甲酸（TIBA）青鲜素（马来酰肼，MH）整形素高碳伯醇抑芽敏特点：

促进侧枝生长，破坏顶端优势

影响生殖发育外施GA不可逆转，外施IAA可逆转三、几种常见植物生长调节剂的作用

1.整形素：常用于木本植物，可抑制茎的伸长，

促进腋芽发生，使植株发育成矮小的灌木形状。

2.青鲜素：常用于马铃薯和洋葱的贮藏，可抑制发芽

3.三碘苯甲酸：可抑制顶端分生组织，促进腋芽萌发，促使植株

矮化，增加分枝，应用在大豆上可提高结荚率

4.6-BA：6-苄氨基腺嘌呤第一个人工合成的细胞分裂素，

主要应用于植物组织培养中促进生根。

5.西维因：主要应用于苹果疏果。

6.IAA：与植物向光性有关

7.乙烯释放剂----乙烯利：pH>4时，可放出乙烯，能加速成熟、脱落、衰老以及促进开花，促进果实成熟2012年5月，许多杭州市民反映，在水果超市、路边水果摊上买到的西瓜，绝大多数是白籽西瓜。市民由此对这种“白籽西瓜”的安全性提出了疑问，认为是注射了“甜味剂”。专家解释，西瓜籽之所以会变白，真正原因在于人为添加植物生长调节剂，对西瓜进行催熟，辅助西瓜座果.用这种方法坐瓜的种子没有正常受粉受精，种子不会发育，所以西瓜成熟时，种子就会变成白色。对人体无害。植物生长调节剂的应用实例1、生长素是最早发现的植物激素2、关键性试验：达尔文——植物向光性试验

四、生长素（IAA）向光性在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象3、生长素的结构：

1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出这种物质，经过鉴定为吲哚乙酸（IAA）。

因此，IAA生物合成的直接前体物质是吲哚乙酸。4、生长素的作用机理：

（1）酸生长理论：生长素可以使细胞壁软化和松弛（2）基因活化学说：生长素可以促进RNA（核糖核酸）和蛋白质的合成。5、生长素的分布与运输（1）分布：多集中在代谢旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖端分生组织内、形成层、受精后的子房等快速生长的器官；衰老器官中含量较少。（2）运输极性运输：只能从植物形态的上端向下端运输

，是主动运输的过程，茎部（通过韧皮部运输）、胚芽鞘内（通过薄壁组织运输）、叶片中（通过叶脉运输）非极性运输：与植物形态学方向无明显关系。是被动运输方式。

主要靠维管束来运输，运输的数量很少。6、生长素的生理效应1、促进营养器官的伸长生长

1）双重作用：低浓度—促进生长、保花保果；高浓度—抑制生

长、疏花疏果

2）不同器官对IAA的敏感性不同：根＞芽＞茎

3）离体器官—促进；整株—不明显不同器官对IAA的反应2、促进器官和组织分化：诱导插条产生不定根促进扦插生根对照IAA3、促进果实发育草莓的瘦果中含有生长素，可以使果实膨大4、诱导单性结实，形成无籽果实5、促进菠萝开花6、影响性别分化：促进黄瓜雌花分化7、保持顶端优势A.完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制B.去除顶芽后腋芽生长C.对顶芽切面用含IAA的羊毛脂凝胶处理，从而抑制了腋芽的生长五、赤霉素（GA）1926年，日本人黑泽英一在研究水稻恶苗病时发现的赤霉素，患恶苗病的植株发生徒长，原因是由病菌分泌的物质引起的，这种病菌称为赤霉菌，赤霉素的名称由此而来。它是指具有赤霉烷骨架，能剌激细胞分裂和伸长的一类化合物的总称，能够调节植株的高度。一、GA的结构和合成1.基本结构：赤霉素是一类双萜酸化合物，基本结构

—赤霉烷赤霉素分子中碳原子总数的不同可分为GA19和GA20两类。2.合成部位：植物合成GA部位是幼芽、幼根、发育的幼果和种子3.前体：甲瓦龙酸二、赤霉素的分布与运输1.分布：

在高等植物中几乎所有的器官和组织中均含有赤霉素。在生长旺盛和生殖器官的区域含量高，活性也高。休眠器官赤霉素含量极少，活性也低。植物所含赤霉素的种类随植物种类、器官而异。2.运输：

赤霉素在植物体内的运输没有极性，可双向运输。根尖合成的赤霉素通过木质部向上运输，而叶原基产生的赤霉素则通过韧皮部向下运输，其运输速度与光合产物的运输速度相同，为50～100cm/h。三、GA作用机理

GA的作用机理是在转录水平上诱导酶的合成以及调节生长素水平而对生长起促进作用的。（一）赤霉素与酶的合成赤霉素能诱导大麦萌发种子糊粉层合成淀粉酶萌发的大麦种子

完整种子（有GA）胚乳淀粉水解去掉胚的种子（无GA）胚乳淀粉水解缓慢去掉胚的种子＋GA，胚乳淀粉水解（二）GA调节IAA水平有三种看法：1.GA促进IAA的生物合成；2.GA能抑制IAA氧化酶与过氧化物酶活性；3.GA能使束缚型IAA转变为游离型IAA。四、GA的生理效应1、促进茎的伸长生长：①促进整株植物生长：尤其对矮生突变品种；②促进节间的伸长；③不存在超最适浓度的抑制作用GA3对矮生豌豆的效应GA对矮生玉米的效应对照每株苗施100pgGA3每株苗施1ngGA3GA3处理后三天矮生稻叶鞘伸长的比较2.打破休眠：促进包括营养繁殖器官（块茎、块根、鳞茎等）和种子的发芽。促进马铃薯休眠芽萌发（0.5～1mg/L）3.促进抽薹开花：GA能代替低温和长日照诱导某些长日植物开花GA对胡萝卜开花的影响10μgGA/d处理1周低温处理6周对照4.促进雄花分化：对于雌雄异花同株的植物，用赤霉素处理后，雄花比例增加；对于雌雄异株的雌株，如用赤霉素处理，能诱导开雄花。可用于遗传育种。5.诱导单性结实：葡萄花前10d，400mg/LGA，无核率98%。未经赤霉素处理的经过赤霉素处理的赤霉素诱导无籽葡萄的生长6.促进某些植物座果：10~20mg/L可提高苹果、梨的坐果率。7.促进组织分化IAA/GA高木质部低韧皮部中木质部+韧皮部五、GA的应用啤酒生产工业上的糖化马铃薯休眠芽的萌发,可以用0.5~1.0

ppmGA3浸薯

块破除休眠，催芽供栽培所用控制性别表现：GA31000

ppm，处理4~5叶期，促进

黄瓜雄花的形成，抑制雌花的形成（与生长素相反），

生产上用于不育系纯种繁殖。六、细胞分裂素（CTK）斯库格（F.Skoog）和崔（1948）等在寻找促进组织培养中细胞分裂的物质时，发现生长素存在时腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性1955年，斯库格等烟草愈伤组织培养中发现了促进细胞分裂的物质→激动素（KT）1963年，未成熟的玉米籽粒→分离出天然的细胞分裂素→玉米素（ZT），首次从植物体内分离出天然的CTK1965年斯库格等提议将来源于植物的、其生理活性类似于激动素的化合物统称为细胞分裂素。一、细胞分裂素的发现二、CTK的种类常见人工合成的细胞分裂素主要有：激动素（KT）、6-苄基腺嘌呤（6-BA）和四氢吡喃苄基腺嘌呤（简称PBA）等。目前在高等植物中至少鉴定出了30多种细胞分裂素。根尖是细胞分裂素生物合成的场所。农业和园艺上应用最广的是激动素和6-苄基腺嘌呤有的化学物质虽然不具腺嘌呤结构，但仍然具有细胞分裂素的生理作用，如二苯脲。三、CTK的结合与分解1.结合细胞分裂素可与葡萄糖、氨基酸和核苷酸等基团结合形成结合态的细胞分裂素。2.分解在细胞分裂素氧化酶的作用下、玉米素、玉米素核苷酸和异戊烯基腺嘌呤等可转变为腺嘌呤及其衍生物。细胞分裂素氧化酶对细胞分裂素不可逆分解，可防止细胞分裂素积累过多而产出的毒害作用。四、CTK的作用机理（一）细胞分裂素受体高等植物细胞分裂素的信号传递具有典型的组氨酸蛋白激酶结构（二）细胞分裂素对基因表达的调控1.细胞分裂素促进转录2.细胞分裂素是植物tRNA的组成成分3.细胞分裂素可以促进蛋白质的生物合成五、CTK的分布与运输1.分布一般认为细胞分裂素合成部位是根尖。随着试验的深入，发现茎顶端也能合成细胞分裂素此外，萌发的种子和发育的果实也可能产生细胞分裂素。2.运输：通过扩散或主动运输的方式运输到靶细胞六、CTK的生理效应1.促进细胞分裂和扩大

①横向增粗

②加速细胞分裂：促进细胞质分裂，缩短细胞周期中的G1期和S期的时间

对照叶面涂施CTK（100mg/L）CTK对萝卜子叶膨大的作用2.促进芽的分化：应用于植物组织培养中CTK/IAA高—形成芽CTK/IAA低—形成根CTK/IAA中—保持生长而不分化CTK在拟南芥组培的作用3.延缓叶片衰老①清除活性氧②阻止水解酶产生，保护核酸、叶绿素等不被破坏③阻止营养物质外流4.促进侧芽发育，解除顶端优势5.其他生理作用①促进气孔开放②打破种子休眠③刺激块茎形成④促进果树花芽分化七、CTK的应用1.果蔬保鲜2.果实膨大细胞分裂素增大果实体积是通过促进果肉细胞分裂实现的。经常使用的两种分裂素6一BA和氯吡苯脲（CPPU）这两种细胞分裂素能增大果实的体积而不会改变果实的形状和种子数，也不影响来年的座果和产量。3.提高坐果率在许多植物的生殖生长中，花的败育及落花落果是普遍现象。许多环境因子能够影响花的发育程度，而落花落果则导致作物产量下降，造成较大的经济损失，因此这方面的研究受到广泛重视。七、乙烯（ETH）1.乙烯的发现中国古代，燃烧香烛的房子里可促进采摘果实的成熟；19世纪，德国人-卡曾斯发现植物材料能产生气体；1934年，甘恩证明植物组织确实能产生乙烯；1966年，被正式确定为是植物激素。2.乙烯的结构乙烯（ETH）是一种不饱和烃，其化学结构为CH2=CH2常温下是气体，分子量28，轻于空气乙烯在极低浓度（0.01~0.1μl·L-1）可对植物产生生理效应种子植物、蕨类、苔藓、真菌和细菌都可产生乙烯3.乙烯的合成途径合成部位：在植物的所有活细胞中都能合成。形成层和茎节区域是合成最活跃的部位。叶片脱落、花器官衰老或者果实成熟以及逆境因素都会诱导植物体内乙烯的大量合成。生物合成前体：蛋氨酸（甲硫氨酸，Met）直接前体：ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）4.乙烯的分布与运输（1）分布：主要分布于老化的组织或器官、正在成熟的组织或器官、正在分裂生长中的幼嫩组织或器官中；但在逆境中，各部分均会产生大量乙烯。（2）运输：乙烯是气态激素，体内的运输性较差。短距离运输可以通过细胞间隙进行扩散，扩散距离非常有限。短距离：细胞间隙扩散；长距离：以ACC的形式运输，木质部溶液中的运输。5.乙烯的生理效应1.改变植物的生长习性（特有）（1）三重反应：抑制茎伸长生长、促进茎或根横向增粗、茎的横向生长（2）偏上性生长：

是指植物茎叶部分如置于乙烯气体环境中，叶柄的上侧细胞生长速度大于下侧细胞生长速度，叶柄向下弯曲成水平方向，严重时叶柄下垂的现象。用10μl/L乙烯处理4h后番茄幼苗的形态不同浓度乙烯对黄化豌豆幼苗生长的影响2.促进果实成熟（最显著）乙烯也叫“催熟激素”乙烯处理后未处理3.促进衰老与脱落：促进纤维素酶和果胶酶等细胞壁降解酶的合成，使细胞衰老和细胞壁分离，并产生离层，迫使叶片、花或果实机械脱落。未通入乙烯气体通入乙烯气体4.促进开花和雌花分化：

促进菠萝开花；诱导黄瓜雌花分化。5.其他效应：诱导插枝不定根的形成；促进次生物质（橡胶树的乳胶）的分泌；打破顶端优势等生理作用。促进橡胶树产胶6.乙烯在农业上的应用由于乙烯为气体，在生产应用上很不方便，所以生产上广泛应用的是乙烯释放剂-乙烯利（2-氯乙基膦酸），现出售的剂型有水剂和油剂两种。它在pH大于4.1进行分解。由于植物体内的pH一般都高于4.1，所以，乙烯利溶液进入细胞后，就能释放出乙烯。乙烯利在农业生产上的应用主要有下列几方面：果实催熟和改善品质促进次生物质排出，如促进橡胶树胶的排泌。促进开花化学杀雄乙烯利催熟香蕉市售乙烯利八、脱落酸（ABA）1.ABA的发现1963年美国阿狄柯特等，研究棉铃脱落→脱落素Ⅱ同时，英国韦尔林，桦树叶分离出→休眠素1967年，第一届国际植物生长物质会议上正式定名

为脱落酸（ABA）2.ABA的结构基本结构：异戊二烯为基本单位，植物体内的天然形式主要为右旋ABA即（+）-ABA，又写作（S）-ABA。ABA生物合成的前体分子是法呢基焦磷酸。3.ABA的作用机理气孔关闭ABA+ABA结合蛋白

信号转导（Ca2+-CaM)膜性质改变

基因表达（抑制-淀粉酶合成）K+、Cl-外渗4.ABA的分布与运输（1）分布多集中于脱落、衰老或进入休眠的器官和组织中；在干旱、水涝、高温等不良环境条件下，ABA含量迅速增多。（2）运输

无极性双向运输：与植物形态学方向无明显关系的被动运输方式。既可通过木质部又可通过韧皮部运输。主要以游离形式运输，也有部分以糖苷形式运输。ABA的运输特点游离形式无极性运输合成的ABA主要沿韧皮部向下运输合成的ABA可随导管汁液迅速运至叶片ABA在体内的运输速度很快，在茎和叶柄中的运输速度大约是20mm/h部位:一般在韧皮部干旱胁迫下在木质部5.ABA的生理效应

（1）促进器官脱落ABA是在研究棉花幼铃脱落时发现的。ABA促进器官脱落主要是促进了离层的形成。将ABA溶液涂抹于去除叶片的棉花外植体叶柄切口上，几天后叶柄就开始脱落，此效应十分明显，已作为脱落酸的生物鉴定法。

（2）

促进气孔关闭ABA促使气孔关闭的原因是它使保卫细胞中的K+外渗，造成保卫细胞水势高于周围细胞水势而使保卫细胞失水所引起的。ABA诱导气孔关闭

3.促进