植物生長(zhǎng)生長(zhǎng)物質(zhì)

植物生長(zhǎng)物質(zhì)

植物生長(zhǎng)物質(zhì)是一些調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的微量化學(xué)物質(zhì)。它可分為兩類：植物激素和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。植物激素是指在植物體內(nèi)合成的，通常從合成部位運(yùn)往作用部位，對(duì)植物的生長(zhǎng)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量生理活性物質(zhì)。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是指具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。目前，大家公認(rèn)的五大類植物激素是：生長(zhǎng)素類、赤霉素類、細(xì)胞分裂素類、脫落酸和乙烯。第1頁(yè)/共37頁(yè)第一頁(yè)，共38頁(yè)。

一、生長(zhǎng)素類

1生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、分布和運(yùn)輸生長(zhǎng)素(auxin)是人類最早發(fā)現(xiàn)的一種植物激素。

英國(guó)的CharlesDarwin等在利用金絲雀草胚芽鞘進(jìn)行向光性實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在單方向光照射下，胚芽鞘則向光彎曲；如果切去胚芽鞘的尖端或在尖端套以下透明的錫箔小帽，單側(cè)光照則不會(huì)引起胚芽鞘向光彎曲。如果只照射胚芽鞘的尖端而不照射胚芽鞘下部，胚芽鞘還是會(huì)向光彎曲。因此，他們指出：胚芽鞘產(chǎn)生向光彎曲是由于幼苗在單側(cè)光照下，產(chǎn)生某種影響，從上部傳到下部，造成背光面和向光面生長(zhǎng)快慢不同。后來科學(xué)家分離、純化、鑒定出造成向光性生長(zhǎng)的這種生長(zhǎng)刺激物是3—吲哚乙酸(1AA)，其分子式為

C10H9O2N?，F(xiàn)已證明，吲哚乙酸是植物體中普遍存在的促進(jìn)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)素類物質(zhì)。

第2頁(yè)/共37頁(yè)第二頁(yè)，共38頁(yè)。第3頁(yè)/共37頁(yè)第三頁(yè)，共38頁(yè)。第4頁(yè)/共37頁(yè)第四頁(yè)，共38頁(yè)。

生長(zhǎng)素在高等植物體中分布很廣，但最主要存在于生長(zhǎng)旺盛的部分，而在趨向衰老的組織和器官中含量甚少。在高等植物中，生長(zhǎng)素運(yùn)輸包括兩個(gè)系統(tǒng)，一是需能的單向極性運(yùn)輸系統(tǒng)，即生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來。另一系統(tǒng)是被動(dòng)的通過韌皮部的無極性運(yùn)輸。在莖尖和胚芽鞘合成的生長(zhǎng)素是極性運(yùn)輸。葉片、根尖和種子中的生長(zhǎng)素外運(yùn)時(shí)則是無極性的運(yùn)輸。

第5頁(yè)/共37頁(yè)第五頁(yè)，共38頁(yè)。第6頁(yè)/共37頁(yè)第六頁(yè)，共38頁(yè)。

IAAPolartransport：胚芽鞘合成的IAA只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸，而不能倒過來運(yùn)輸。地上部--向基運(yùn)輸。

第7頁(yè)/共37頁(yè)第七頁(yè)，共38頁(yè)。第8頁(yè)/共37頁(yè)第八頁(yè)，共38頁(yè)。第9頁(yè)/共37頁(yè)第九頁(yè)，共38頁(yè)。2．生長(zhǎng)素的生理作用

生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)的作用具有兩重性，有正作用和負(fù)作用。即在低濃度下促進(jìn)生長(zhǎng)，在中濃度下抑制生長(zhǎng)，在高濃度下導(dǎo)致植物死亡。不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不同，根對(duì)生長(zhǎng)素最敏感，促進(jìn)生長(zhǎng)的最適濃度為10－10mol/L左右；芽敏感程度次之，最適濃度是10－8mol/L左右；莖最不敏感，最適濃度是10－4mol/L左右。生長(zhǎng)素促進(jìn)植物生長(zhǎng)是通過促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)的。生長(zhǎng)素之所以能促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，一方面是因?yàn)樯L(zhǎng)素能誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化，使細(xì)胞壁松馳、可塑性增加；另一方面是因?yàn)樯L(zhǎng)素可促進(jìn)細(xì)胞中RNA和蛋白質(zhì)合成，從而促進(jìn)原生質(zhì)增多和新的細(xì)胞壁物質(zhì)形成。

生長(zhǎng)素的生理作用很廣泛，除促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)外，還影響細(xì)胞分裂和分化，營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官的生長(zhǎng)、成熟和衰老。概括起來，其促進(jìn)作用有：增加雌花，單性結(jié)實(shí)，子房壁生長(zhǎng)，細(xì)胞分裂，維管束分化，光合產(chǎn)物分配，葉片擴(kuò)大，莖伸長(zhǎng)，乙烯產(chǎn)生，形成層活動(dòng)，傷口愈合，不定根形成，種子發(fā)芽，種子和果實(shí)生長(zhǎng)，頂端生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。抑制作用有：側(cè)枝生長(zhǎng)，塊根形成，花朵脫落，葉片衰老。

第10頁(yè)/共37頁(yè)第十頁(yè)，共38頁(yè)。IAA促進(jìn)生長(zhǎng)機(jī)理：A.IAA活化基因，促進(jìn)RNA和蛋白質(zhì)的合成--慢反應(yīng)。

第11頁(yè)/共37頁(yè)第十一頁(yè)，共38頁(yè)。第12頁(yè)/共37頁(yè)第十二頁(yè)，共38頁(yè)。B.酸生長(zhǎng)理論：IAA活化質(zhì)膜ATP酶，細(xì)胞壁酶活化，細(xì)胞壁水解，松馳，吸水--快反應(yīng)。

第13頁(yè)/共37頁(yè)第十三頁(yè)，共38頁(yè)。

二、赤霉素類

植物中赤霉索的種類達(dá)100多種，它們的基本結(jié)構(gòu)相同，都為含4個(gè)環(huán)的赤霉烷異戊二烯化合物，其結(jié)構(gòu)差別主要是碳原子總數(shù)不同和雙鍵、羥基數(shù)目和位置的不同。生理活性強(qiáng)的赤霉素有GA１，GA3，GA7，GA32，GA38等。第14頁(yè)/共37頁(yè)第十四頁(yè)，共38頁(yè)。

赤霉素與生長(zhǎng)素一樣，在生長(zhǎng)旺盛的組織、器官中赤霉素含量較高。每個(gè)器官或組織都會(huì)有兩種以上的赤霉素，而且赤霉素的種類、數(shù)量和狀態(tài)都因植物發(fā)育時(shí)期不同而不同。赤霉素的生理作用是多方面的。在分生區(qū)，赤霉素則促進(jìn)細(xì)胞分裂，在伸長(zhǎng)區(qū)則促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)。對(duì)禾本科植物主要是促進(jìn)莖和葉伸長(zhǎng)，對(duì)雙子葉植物則是促進(jìn)葉面積增長(zhǎng)，葉柄伸長(zhǎng)。赤霉素對(duì)大麥等種子糊粉層中淀粉酶的合成具有誘導(dǎo)作用。對(duì)許多長(zhǎng)日照植物來說，赤霉素可代替長(zhǎng)日照，誘導(dǎo)長(zhǎng)日照植物在短日照條件下開花。赤霉素還能代替紅光促進(jìn)需光種子發(fā)芽，代替低溫，促進(jìn)兩年生植物(如胡蘿卜)在當(dāng)年開花結(jié)實(shí)。另外還可解除種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)。第15頁(yè)/共37頁(yè)第十五頁(yè)，共38頁(yè)。

目前在生產(chǎn)上應(yīng)用較多的方面主要有：在啤酒生產(chǎn)中，利用赤霉素促進(jìn)麥芽糖化(誘導(dǎo)淀粉酶合成)；在雜交水稻生產(chǎn)中，應(yīng)用赤霉素促進(jìn)不育系抽穗，解除不育系包莖現(xiàn)象；赤霉素還被用來打破馬鈴薯塊莖的休眠，在生產(chǎn)上剛剛收獲的馬鈴薯塊莖處于休眠狀態(tài)，為了一年中栽兩季的需要，用0．5～1ppm赤霉素溶液浸漬馬鈴薯塊莖10～15分鐘就可解除休眠。另外，赤霉素還具有抑制塊莖形成，延緩成熱和衰老的作用。

第16頁(yè)/共37頁(yè)第十六頁(yè)，共38頁(yè)。第17頁(yè)/共37頁(yè)第十七頁(yè)，共38頁(yè)。促進(jìn)抽苔和開花GA代替低溫和長(zhǎng)日照的作用。

第18頁(yè)/共37頁(yè)第十八頁(yè)，共38頁(yè)。

三、細(xì)胞分裂素

細(xì)胞分裂素是一類促進(jìn)細(xì)胞分裂的激素。細(xì)胞分裂素是腺嘌呤的衍生物。高等植物中的細(xì)胞分裂素主要存在于進(jìn)行細(xì)胞分裂的部位，如根尖、莖尖、未成熟的種子、萌發(fā)的種子等。從植物和微生物中發(fā)現(xiàn)了20多種細(xì)胞分裂素，在高等植物中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞分裂素大多是玉米素或玉米素核苷。人工合成的這類調(diào)節(jié)物質(zhì)有：激動(dòng)素，6—芐基腺嘌呤(簡(jiǎn)稱6—BA)、四氫吡喃芐基腺嘌呤(簡(jiǎn)稱PBA)等。細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂的機(jī)理是細(xì)胞分裂素能調(diào)節(jié)基因活性，促進(jìn)RNA合成和促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。細(xì)胞分裂素的促進(jìn)作用有：細(xì)胞分裂，地上部分化，側(cè)芽生長(zhǎng)，葉片擴(kuò)大(使細(xì)胞擴(kuò)大，而不是伸長(zhǎng))，氣孔張開，傷口愈合，形成層活動(dòng)，種子發(fā)芽，果實(shí)；生長(zhǎng)等。

細(xì)胞分裂素的抑制作用有：不定恨形成，側(cè)根形成，葉片衰老。

第19頁(yè)/共37頁(yè)第十九頁(yè)，共38頁(yè)。

細(xì)胞分裂素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑目前在生產(chǎn)上應(yīng)用的方面主要有：(1)用于組織培養(yǎng)和植物快速繁殖。愈傷組織是生根還是生芽均與細(xì)胞分裂素同生長(zhǎng)素的適宜比例有關(guān)。當(dāng)激動(dòng)素/生長(zhǎng)素的比值低時(shí)，有利誘導(dǎo)根的分化；兩者比值相等時(shí)，愈傷組織只生長(zhǎng)，不分化；兩者比值高時(shí)，則有利于誘導(dǎo)芽的形成。(2)延緩葉片衰老。第20頁(yè)/共37頁(yè)第二十頁(yè)，共38頁(yè)。第21頁(yè)/共37頁(yè)第二十一頁(yè)，共38頁(yè)。第22頁(yè)/共37頁(yè)第二十二頁(yè)，共38頁(yè)。第23頁(yè)/共37頁(yè)第二十三頁(yè)，共38頁(yè)。四、脫落酸

脫落酸是一種以異戊二烯為基本結(jié)構(gòu)的倍半萜類化合物，含15個(gè)碳原子，分子式為C15H2Ｏ40。脫落酸抑制生長(zhǎng)、促進(jìn)衰老的生理機(jī)制是抑制核酸和蛋白質(zhì)合成。脫落酸在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的調(diào)節(jié)作用有促進(jìn)葉、花、果脫落，促進(jìn)氣孔關(guān)閉，促進(jìn)側(cè)芽、塊莖、種子休眠，促進(jìn)葉片衰老，促進(jìn)果實(shí)、種子成熟。抑制種子萌發(fā)、IAA運(yùn)輸和植株生長(zhǎng)?？刂浦参锷L(zhǎng)，提高植物抗逆性，促進(jìn)休眠和促進(jìn)葉片、果實(shí)脫落等都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的一些重要問題。然而脫落酸價(jià)格昂貴，很難大規(guī)模用于生產(chǎn)。不過已研究出了一些類似脫落酸生理功能而價(jià)格極便宜的代用品已在生產(chǎn)上大規(guī)模應(yīng)用。第24頁(yè)/共37頁(yè)第二十四頁(yè)，共38頁(yè)。五、乙烯

乙烯是植物體內(nèi)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的植物激素。高等植物各器官都能產(chǎn)生乙烯，但不同組織、器官和不同發(fā)育時(shí)期，乙烯的釋放量是不同的。乙烯形成后，還需與金屬(可能是一價(jià)銅)蛋白質(zhì)結(jié)合，進(jìn)一步通過代謝后才起生理作用。乙烯可促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的合成，特別是可促進(jìn)果實(shí)中纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶兩者的mRNA合成，兩種酶活性增加，水解纖維素和果膠，果實(shí)變軟、成熟。乙烯是氣體，在合成部位起作用，不被轉(zhuǎn)運(yùn)，但是乙烯的前體在植物體內(nèi)是能被運(yùn)輸?shù)?。?5頁(yè)/共37頁(yè)第二十五頁(yè)，共38頁(yè)。

乙烯的生理作用是非常廣泛的。它可抑制生長(zhǎng)素的轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制根和莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，還可抑制某些植物開花。它可促進(jìn)莖增粗、促進(jìn)葉片和果實(shí)脫落，促進(jìn)花、果實(shí)衰老和果實(shí)成熟。乙烯對(duì)植物生長(zhǎng)的影響具有特殊的“三重效應(yīng)”，即抑制伸長(zhǎng)生長(zhǎng)(矮化)；促進(jìn)橫向生長(zhǎng)(加粗)；地上部分失去向地性生長(zhǎng)(偏上生長(zhǎng))。第26頁(yè)/共37頁(yè)第二十六頁(yè)，共38頁(yè)。第27頁(yè)/共37頁(yè)第二十七頁(yè)，共38頁(yè)。第28頁(yè)/共37頁(yè)第二十八頁(yè)，共38頁(yè)。

研究發(fā)現(xiàn)，2-氯乙基膦酸(商品名稱叫乙烯利)在pH值高于4．1時(shí)進(jìn)行分解、釋放出乙烯氣體。因此在農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的是乙烯利溶液。應(yīng)用的領(lǐng)域主要有：(1)催熟果實(shí)，例如，用750～1000mg/L的乙烯利噴灑香蕉，可使香蕉提前5—6天成熟；采番茄前噴500—2000mg/L乙烯利，可提早6～8天紅熟。(2)促進(jìn)次生物質(zhì)排出，乙烯利處理橡膠樹、漆樹、松樹的切口，可促進(jìn)乳膠、松酯等次生物質(zhì)的排泌，從而提高這些物質(zhì)的產(chǎn)量。(3)促進(jìn)開花，用乙烯利對(duì)菠蘿灌心催花，抽蕾率可達(dá)90％以上，且開花提早，花期一致。第29頁(yè)/共37頁(yè)第二十九頁(yè)，共38頁(yè)。第30頁(yè)/共37頁(yè)第三十頁(yè)，共38頁(yè)。

Otherplantgrowthsubstance

Brassinolide（BR，油菜素內(nèi)酯）油菜素甾醇類(Brassinosteroids)第31頁(yè)/共37頁(yè)第三十一頁(yè)，共38頁(yè)。促進(jìn)伸長(zhǎng)，延緩葉片衰老，提高抗性，增加產(chǎn)量。0.001-0.1ppmBR的溶液噴施。

第32頁(yè)/共37頁(yè)第三十二頁(yè)，共38頁(yè)。Polymine(多胺)

促生長(zhǎng)，延緩衰老。

第33頁(yè)/共37頁(yè)第三十三頁(yè)，共38頁(yè)。JA(Jasmonicacid)(茉莉酸，Me-JA)

第34頁(yè)/共37頁(yè)第三十四頁(yè)，共38頁(yè)。SA（Salicylicacid,水楊酸）

植物抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中抗病基因表達(dá)第35頁(yè)/共37頁(yè)第三十五頁(yè)，共38頁(yè)。應(yīng)用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)注意的問題

1)考慮生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)入與在植物體內(nèi)的分布因素，提高使用效率。就進(jìn)入植物體而言，2，4-D脂>2，4-D原酸>2，4-D鹽。2)考慮不同的使用目的和濃度。3)安全性及殘留。4)經(jīng)濟(jì)效益及與其他生產(chǎn)措措施相結(jié)合。5)一天中使用的時(shí)間，周邊植物等。

第36頁(yè)/共37頁(yè)第三十