1、第 6 章 植物激素是由植物自身合成产生的一类有机物质,并自产生部位移动到作用部位,有显著生理效应的微量物质1、生长激素(IAA)吲哚3-乙酸;根、茎、叶、花及种子、胚芽鞘中都有。在生长旺盛部位(Vigorous Position) 积累较多。1、合成部位:胚芽鞘、叶原基、营养芽、嫩叶和发育中的种子;2、合成途径:色氨酸途径:(缺 Zn 影响 Trp 的合成,进而影响 IAA 合成。 )3、运输:极性运输(胚芽鞘合成的 IAA 只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输,而不能倒过来运输向基运输。 )需要代谢能量,能逆浓度梯度。4、 IAA 的钝化和氧化:生长素的束缚型(功能:(1) 平衡体内
2、IAA 水平,起解毒作用。(2) 抗氧化作用。 ) ;在 IAA 氧化酶和过氧化物酶的作用下,IAA 氧化分解。紫外线激活IAA 氧化酶活性。5、生理效应:1)促进或抑制器官的伸长促进伸长的最适浓度:茎芽根;器官对 IAA 的敏感性:根 芽茎。促进伸长作用特点:1. 低浓度促进、高浓度抑制;2. 不同器官对 IAA 敏感性不同。2)促进细胞分裂和器官建成插枝生根3)促进单性结实和果实发育4)维护顶端优势,抑制侧芽生长5)防止或促进器官脱落6)诱导雌花分化,促进菠萝开花2、赤霉素(GA)水稻恶苗病;GA 的基本结构是赤霉烷(gibberellane) 双萜GA 普遍存在于高等植物、蕨类、藻类、真
3、菌、细菌。含量最高部位是植株生长旺盛部位。1、合成部位:根伸长区(3-4mm) 、营养芽、幼叶、未成熟的种子、萌发的胚等幼嫩组织。2、合成途径:GGPP贝壳杉烯GA12各种 GA;3、运输:GA 是双向运输4、生理效应:1)促进茎的伸长和细胞分裂促进全株长高,尤其是能使矮生突变型或生理矮生植株的茎伸长。GA 主要缩短细胞分裂间期, 促进 DNA 复制。 GA 促进 IAA 合成水平的提高(合成增加,氧 化减少,束缚水解) 。应用:晚稻提前抽穗,杂交制种。2)打破休眠和促进萌发代替红光,低温原理:诱导种子糊粉层中 -淀粉酶的合成。应用:啤酒生产工业上的糖化。促进树木与马铃薯休眠芽的萌发, 可以用
4、 0.5-1.0ppmGA3浸薯块破除体眠,催芽供栽培所用。3)促进抽薹开花GA 代替低温和长日照的作用。4)促进坐果和单性结实5)促进雄花分化(黄瓜)3、细胞分裂素(CTK)基本结构: 腺嘌呤衍生物1、合成:根尖细胞分生区2、合成途径:异戊烯焦磷酸+AMP异戊烯 AMP异戊烯腺嘌呤3、运输:根合成的 CTK 经由木质部随蒸腾流向地上部分运输,外源 CTK 直接施于叶片或侧芽上不能移动, 但注入叶片主脉部位, 则可进入输导系统进行双向运输。4、生理效应:1)促进细胞分裂和形态建成原理:A、促进核酸、蛋白质合成。 B、CTK 改变 mRNA 形成的类型。烟草愈伤组织,CTK/IAA 比值高时 ,
5、 可分化成芽。CTK/IAA 低时, 则形成根。如 CTK/IAA比例中等,只分裂,不分化。2)解除顶端优势,促进侧芽生长3)延缓叶片衰老4)促进细胞扩大5)打破种子休眠,促进萌发4、脱落酸(ABA)倍半萜;广泛存在植物体中,以休眠、脱落器官为高。1、合成:叶片2、途径:2.1 类萜途径(terpenoid pathway)。 14C 甲瓦龙酸(MVA)为起始物,在番茄等果实和根系中证实。2.2、类胡萝卜素途径(Carotenoid pathway)。紫黄质经光解或脂氧合酶(lipoxgenase)作用转变为 ABA 醛,最后再转变成 ABA。有关酶已克隆。3、运输:韧皮部运输为主4、生理功能
6、:(1) ABA 诱导气孔关闭。抗干旱的信号标志。抗蒸腾剂,10-100ppm。(2) ABA 诱导芽休眠,抑制种子萌发。抗 GA 作用。(3) 促进器官脱落。(4) 抑制生长和加速衰老。叶绿素分解,叶片逐渐变黄。(5) ABA 能提高植物抗逆性 形成低分子量蛋白质称渗透素(Osmotin)大量积累有助于抗胁迫能力的提高。5、乙烯(Eth)根系相对少一些。叶片缓慢地增高,直到叶片衰老和脱落。在花器官同样能合成乙烯,呼吸高峰与 Eth 直接有关(0.1-1lL-1 能刺激肉质果的成熟) 。当植物受机械或逆境胁迫时,乙烯生成量增加。1、合成:植物的所有部位都能产生乙烯。幼苗茎顶端是重要的乙烯产生部
7、位。2、途径:甲硫氨酸SAMACC乙烯3、运输:被动扩散4、生理功能:(1) “三重反应” 。 由乙烯产生的典型生理反应,它指乙烯对茎伸长的抑制,茎的加粗和横向生长。偏上(性)生长叶柄向下弯曲叶片下垂的现象。(2) 果实催熟。(3) 诱导脱落。 离区细胞产生 PG、过氧化物酶和纤维素酶。应用:棉花采收期脱叶。茶树疏花。葡萄、樱桃、山核桃等疏化疏果。600-800 ppm。(4)、 促进开雌花。(5)、 促进次生物质排出。 5%的乙烯利,橡胶树产胶。漆树、松树等产漆或产脂。此外,乙烯还在植物信号传导。6、激素作用1、机制6.1.1 通过磷酯酶 C、钙泵、 IP3 和 CaM 调节蛋白磷酸激酶活性
8、起作用。6.1.2 通过对基因表达的各个环节的调节起作用。6.1.3 植物激素受体(结合蛋白):ABP1IAA,CTR、EIN2Eth、2、相互作用:1)IAA 和 GA:协同作用:促进细胞伸长拮抗作用: IAA雌花,GA雌花,雄花。6.2.2 IAA and CTK(1) Promotion IAA 使 CTK 的作用持续期延长,CTK 能加强 IAA 的极性运输。(2) Antogonism CTK侧芽发育, IAA顶端优势。6.2.3 IAA and Eth (1) Promotion IAA 提高 Eth 含量。(2) Antogonism Eth 抑制 IAA 合成, 促进 IAA
9、氧化,阻止 IAA 运输。6.2.4 ABA and GAAntagonism: ABA 抑制 GA3 诱导 - 淀粉酶的形成,从而抑制 GA 促进种子萌发。7、其它天然植物激素1、 (BR,油菜素内酯)油菜素甾醇类(Brassinosteroids)促进伸长,延缓叶片衰老,提高抗性,增加产量。2、(多胺) 促生长,延缓衰老。3、茉莉酸,Me-JA抑制生长,促进衰老。4、SA(水杨酸)植物抗病信号转导中抗病基因表达(PRPs) 。促进开(雄)花。八、植物生长调节剂是指人工合成的化合物质,具有植物激素相同的生理功能。其种类繁多。1、植物生长促进剂吲哚衍生物:IAA、IPA、IBA。萘的衍生物:N
10、AA、NOA。氯代苯的衍生物。2.4-D、2.4.5-D, 2.4.6-三氯苯甲酸, 2.3.6-三氯苯甲酸。细胞分裂素类:KT、二苯脲、6BA。2、植物生长抑制剂植物生长抑制剂是一类抗 IAAS 物质,作用只能为 IAA 所恢复,不能被 GA 恢复。8.2.1 TIBA (2.3.5-triidobenzoid acid,三碘苯甲酸) :抑制 IAA 极性运输。促进腋芽萌发, 抑制顶端优势。 100ppm 喷施大豆使植株矮化, 花芽分化与结荚量增多, 提早成熟, 防止倒状。8.2.2 整形素(morphactin) 。用于盆景。3、植物生长延缓剂植物生长延缓剂是一类抗 GA 类物质,是 GA
11、 生物合成的抑制剂。其作用部位为亚顶端分生组织,其效果不能被 IAA 所恢复,但可被 GA 恢复。8.3.1 B9 (dimathyl aminosuccinamic acid,二甲基氨基琥珀酰胺酸 ) 。果树上可防止枝条徒长,促进花芽分化。8.3.2、 CCC(矮壮素, Chlorochdine chloride)。大田作物上降矮抗倒,小麦拔节前喷施 0.15-0.3%.8.3.3 Pix(缩节安,学名 1-二甲基派啶氯化物(1. 1-dimethypiperidinium chloride 简称)又称助壮素。在棉花现蕾期、始花期、盛花期用 25-150ppm 叶面喷雾。8.3.4 PP333 (Paclobutrazol),俗称多效唑。果树的矮化栽培外,曾广泛用于防止连晚秧苗徒长,大豆、大麦和小麦等作物的降矮抗倒。连晚 1 叶 1 芯 200ppm150Kg/亩,培育连晚壮秧。8.4 应用生长调节剂应注意的问题(1) 考虑生长调节剂进入与在植物体内的分布因素,提高使用效率。 就进入植物体而言,2,4-D 脂 2,4-D 原酸 2,4-D 盐。(2) 考虑不同的使用目的和浓度。(3) 安全性及残留。(4) 经济效益及与其他生产措措施相结合(5) 一天中使用的时间,周边植物等。