《其它植物激素》(課件)

其它植物激素植物激素，又稱植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，是一類在植物體內(nèi)微量存在，并能調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的微量有機(jī)物質(zhì)。除了五大類經(jīng)典植物激素外，還有很多其他植物激素，它們對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育也有著重要作用。課程目標(biāo)了解各種植物激素包括生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸、乙烯等掌握植物激素的作用機(jī)制包括信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控等理解植物激素在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的作用包括促進(jìn)生長(zhǎng)、抑制生長(zhǎng)、促進(jìn)成熟、促進(jìn)衰老等學(xué)習(xí)植物激素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用包括提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高抗逆性等緒論本節(jié)課主要介紹植物激素的概念、發(fā)現(xiàn)與命名、作用機(jī)制等基本知識(shí)。重點(diǎn)講解生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸、乙烯等主要植物激素的作用。什么是植物激素調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育植物激素是植物體內(nèi)產(chǎn)生的微量有機(jī)物質(zhì)，在極低濃度下就能調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生理活動(dòng)以及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。影響根系發(fā)育它們能夠影響根系的發(fā)育，促進(jìn)或抑制根系的生長(zhǎng)，進(jìn)而影響植物的養(yǎng)分吸收。控制開花時(shí)間植物激素還能控制植物開花的時(shí)間，影響果實(shí)的發(fā)育和成熟，以及植物的抗逆性。葉片發(fā)育它們影響葉片的形態(tài)、大小和顏色，以及葉片的光合作用和蒸騰作用。植物激素的發(fā)現(xiàn)與命名1早期發(fā)現(xiàn)早在19世紀(jì)末，人們就發(fā)現(xiàn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到一些物質(zhì)的影響。1880年，達(dá)爾文在研究植物向光性時(shí)發(fā)現(xiàn)，植物尖端會(huì)產(chǎn)生一種物質(zhì)影響莖的彎曲生長(zhǎng)。1926年，溫特從燕麥胚芽鞘尖端提取了一種促進(jìn)生長(zhǎng)的物質(zhì)，命名為生長(zhǎng)素。2化學(xué)結(jié)構(gòu)確認(rèn)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，植物激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)逐漸被確定。1934年，科格爾和克雷伯斯成功地合成了生長(zhǎng)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并命名為吲哚乙酸(IAA)。1940年，米勒發(fā)現(xiàn)了促進(jìn)細(xì)胞分裂的物質(zhì)，并命名為細(xì)胞分裂素(Kin)。3命名與分類隨著更多植物激素的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們對(duì)植物激素進(jìn)行了分類和命名。1950年，庫(kù)恩和萊曼發(fā)現(xiàn)了一種促進(jìn)莖伸長(zhǎng)的物質(zhì)，并命名為赤霉素(GA)。1963年，沃森和米勒發(fā)現(xiàn)了一種抑制生長(zhǎng)的物質(zhì)，并命名為脫落酸(ABA)。植物激素的作用機(jī)制植物激素作為信號(hào)分子，通過(guò)一系列復(fù)雜的過(guò)程來(lái)調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。這些過(guò)程包括：激素的合成、運(yùn)輸、感知、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)調(diào)控。1激素的合成特定細(xì)胞或組織合成特定激素。2激素的運(yùn)輸激素通過(guò)細(xì)胞間隙、維管束等途徑運(yùn)輸。3激素的感知激素與受體蛋白結(jié)合，傳遞信號(hào)。4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)通過(guò)一系列蛋白傳遞，放大效應(yīng)。5基因表達(dá)調(diào)控激活或抑制特定基因，調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育。生長(zhǎng)素(IAA)1促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)素主要通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞壁的松弛，從而促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)。促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，并影響根的生長(zhǎng)，但濃度過(guò)高會(huì)抑制根生長(zhǎng)。2促進(jìn)側(cè)根的生長(zhǎng)生長(zhǎng)素可以促進(jìn)側(cè)根的生長(zhǎng)，這對(duì)于植物的吸收能力和穩(wěn)定性至關(guān)重要。3促進(jìn)頂端優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)素在植物的頂端積累，抑制側(cè)芽的生長(zhǎng)，導(dǎo)致頂端優(yōu)勢(shì)。4促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育生長(zhǎng)素可以促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育，提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)，還能延遲果實(shí)的成熟。細(xì)胞分裂素(Kin)促進(jìn)細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂和細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。延緩葉片衰老細(xì)胞分裂素可延緩葉片的衰老，并使葉子保持更長(zhǎng)時(shí)間的綠色。促進(jìn)根系生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素能促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，并使根系更強(qiáng)壯。促進(jìn)花芽分化細(xì)胞分裂素能促進(jìn)植物花芽的分化，并使植物開花更多。赤霉素(GA)赤霉素是促進(jìn)植物生長(zhǎng)的主要植物激素之一。赤霉素可促進(jìn)植物伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，影響植物的開花和果實(shí)發(fā)育，還能促進(jìn)種子萌發(fā)。赤霉素可促進(jìn)植物細(xì)胞伸長(zhǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)。赤霉素可打破種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)。脫落酸(ABA)11.促進(jìn)葉片脫落ABA可以促進(jìn)葉片、果實(shí)和花朵的脫落，防止植物在逆境條件下過(guò)度消耗水分和養(yǎng)分。22.促進(jìn)休眠ABA可以促進(jìn)種子休眠，延長(zhǎng)種子壽命，提高種子在不良環(huán)境下的生存能力。33.提高抗逆性ABA可以提高植物對(duì)干旱、鹽堿、高溫、低溫等逆境的抵抗能力，是植物重要的脅迫應(yīng)答激素。44.調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)ABA可以促進(jìn)氣孔關(guān)閉，減少水分散失，保持植物體內(nèi)水分平衡。乙烯(ET)促進(jìn)果實(shí)成熟乙烯可以促進(jìn)果實(shí)成熟，例如香蕉和蘋果，使其變軟變甜。促進(jìn)葉片脫落乙烯可以促進(jìn)葉片脫落，幫助植物適應(yīng)環(huán)境變化，減少水分流失。促進(jìn)花朵凋謝乙烯可以促進(jìn)花朵凋謝，完成授粉和結(jié)果過(guò)程。促進(jìn)根系生長(zhǎng)乙烯可以促進(jìn)根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力。生長(zhǎng)抑素(BR)植物激素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)、分裂和分化，增強(qiáng)植物抗逆性。生物合成主要在植物幼嫩組織中合成，包括莖尖、幼葉、種子、根尖等。生理作用促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，增強(qiáng)植物抗性。農(nóng)業(yè)應(yīng)用用于促進(jìn)種子萌發(fā)，提高坐果率，改善果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)作物抗逆性。植物激素的相互作用協(xié)同作用多種激素共同作用，促進(jìn)或增強(qiáng)某種生理反應(yīng)。拮抗作用兩種或多種激素相互抑制，減弱或抵消某種生理反應(yīng)。累加作用幾種激素共同作用，效果等于各激素單獨(dú)作用的總和。交互作用兩種或多種激素相互影響，改變彼此的生理效應(yīng)。植物激素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用促進(jìn)生長(zhǎng)植物激素可促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。生長(zhǎng)素可促進(jìn)根系發(fā)育，促進(jìn)果實(shí)膨大。細(xì)胞分裂素可促進(jìn)細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育。改善品質(zhì)植物激素可改善作物品質(zhì)，提高果實(shí)色澤、香氣和口感。赤霉素可促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)和著色，乙烯可促進(jìn)果實(shí)成熟和脫落。調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的其他因子光照光照影響植物光合作用、葉綠素合成、開花和果實(shí)發(fā)育等重要過(guò)程。土壤土壤為植物提供養(yǎng)分、水分和支撐，土壤的理化性質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)有重大影響。溫度溫度影響植物的酶活性、光合作用、呼吸作用和生長(zhǎng)發(fā)育等過(guò)程。水分水分是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的物質(zhì)，影響植物的光合作用、運(yùn)輸和細(xì)胞膨壓等過(guò)程。植物激素在不同植物器官中的作用根生長(zhǎng)素促進(jìn)根的伸長(zhǎng)，細(xì)胞分裂素促進(jìn)根的側(cè)根發(fā)育，脫落酸抑制根的生長(zhǎng)，促進(jìn)根的休眠。莖生長(zhǎng)素促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，細(xì)胞分裂素促進(jìn)莖的側(cè)枝發(fā)育，赤霉素促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，乙烯抑制莖的伸長(zhǎng)。葉生長(zhǎng)素促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)，細(xì)胞分裂素促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)，赤霉素促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)，乙烯促進(jìn)葉片的衰老和脫落?；ㄉL(zhǎng)素促進(jìn)花的形成，細(xì)胞分裂素促進(jìn)花的開放，赤霉素促進(jìn)花的形成，乙烯促進(jìn)花的衰老和脫落。植物激素在植物生長(zhǎng)過(guò)程中的作用1種子萌發(fā)促進(jìn)種子萌發(fā)，打破休眠2根系生長(zhǎng)促進(jìn)根系發(fā)育，吸收營(yíng)養(yǎng)3莖葉生長(zhǎng)促進(jìn)莖葉生長(zhǎng)，增加光合作用4開花結(jié)果促進(jìn)開花結(jié)果，提高產(chǎn)量植物激素在植物生長(zhǎng)過(guò)程中起著重要作用，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段。植物激素的生物合成與代謝1合成途徑植物激素在不同組織中合成2代謝過(guò)程激素的降解和失活3調(diào)節(jié)機(jī)制酶、基因和環(huán)境因素植物激素的合成和代謝受多種因素調(diào)節(jié)，包括基因表達(dá)、酶活性、環(huán)境條件等。激素的合成通常發(fā)生在特定的組織或器官，而代謝則可以通過(guò)酶促反應(yīng)進(jìn)行降解或失活。植物激素的檢測(cè)方法11.生化分析方法色譜法、光譜法、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法等22.免疫學(xué)方法抗體、抗原反應(yīng)，特異性強(qiáng)，靈敏度高33.分子生物學(xué)方法基因表達(dá)、蛋白檢測(cè)，揭示激素作用機(jī)制44.生物測(cè)定法利用植物對(duì)激素的敏感性，如幼苗生長(zhǎng)、根系發(fā)育植物激素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理受體識(shí)別植物激素首先與細(xì)胞膜或細(xì)胞質(zhì)中的特異性受體結(jié)合，啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。信號(hào)傳遞受體與激素結(jié)合后，會(huì)發(fā)生一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將信號(hào)從細(xì)胞膜傳遞到細(xì)胞核?；虮磉_(dá)信號(hào)最終到達(dá)細(xì)胞核，通過(guò)調(diào)控基因的表達(dá)，改變蛋白質(zhì)合成，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。響應(yīng)調(diào)節(jié)植物細(xì)胞對(duì)激素的響應(yīng)會(huì)受到多種因素的影響，例如激素濃度、環(huán)境條件等。植物激素與基因表達(dá)的調(diào)控1轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控植物激素可以與受體蛋白結(jié)合，從而激活或抑制轉(zhuǎn)錄因子，進(jìn)而影響基因表達(dá)。2染色質(zhì)重塑植物激素可以改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，使基因更容易或更難被轉(zhuǎn)錄。3信使RNA穩(wěn)定性植物激素可以影響信使RNA的穩(wěn)定性，從而調(diào)節(jié)基因表達(dá)。植物激素的新進(jìn)展與展望合成生物學(xué)合成生物學(xué)方法在植物激素研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。通過(guò)改造植物激素合成和代謝途徑，可提高作物產(chǎn)量和抗逆性。微生物組植物根系微生物群落對(duì)植物激素合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響日益受到關(guān)注。微生物組工程技術(shù)有望為調(diào)控植物激素水平提供新策略。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)結(jié)合植物激素檢測(cè)和精準(zhǔn)施肥技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)性施肥，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染。未來(lái)展望深入研究植物激素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和相互作用，開發(fā)新型植物激素類農(nóng)藥和調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。植物激素與環(huán)境適應(yīng)干旱脅迫脫落酸(ABA)促進(jìn)植物關(guān)閉氣孔，減少水分蒸發(fā)，提高抗旱性。鹽堿脅迫生長(zhǎng)素(IAA)可以調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物對(duì)鹽分的吸收和積累能力。低溫脅迫赤霉素(GA)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高抗寒性。高溫脅迫乙烯(ET)促進(jìn)植物的呼吸作用，提高抗熱性。植物激素與植物生理功能根系生長(zhǎng)生長(zhǎng)素促進(jìn)根系生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和分裂，促進(jìn)側(cè)根形成。葉片發(fā)育細(xì)胞分裂素促進(jìn)葉片生長(zhǎng)，延緩葉片衰老，促進(jìn)葉綠素合成?；ㄑ糠只嗝顾卮龠M(jìn)花芽分化，促進(jìn)花朵開放，提高座果率。果實(shí)成熟乙烯促進(jìn)果實(shí)成熟，促進(jìn)果實(shí)著色，提高果實(shí)品質(zhì)。植物激素與作物育種提高作物產(chǎn)量植物激素可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量，例如，赤霉素可以促進(jìn)種子萌發(fā)和莖葉生長(zhǎng)。改善作物品質(zhì)植物激素可以影響果實(shí)大小、顏色、形狀、成熟度和營(yíng)養(yǎng)成分，例如，生長(zhǎng)素可以促進(jìn)果實(shí)發(fā)育和成熟。增強(qiáng)抗逆性植物激素可以幫助作物抵御不良環(huán)境條件，例如，脫落酸可以提高作物的抗旱性和抗鹽性。促進(jìn)作物抗病性植物激素可以增強(qiáng)作物免疫力，提高抗病能力，例如，水楊酸可以誘導(dǎo)植物的防御反應(yīng)。植物激素與園藝生產(chǎn)促進(jìn)開花植物激素可以調(diào)節(jié)花芽分化，促進(jìn)開花，提高花卉產(chǎn)量和品質(zhì)。提高產(chǎn)量植物激素可以促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育，增加果實(shí)大小和重量，提高果實(shí)產(chǎn)量。改善品質(zhì)植物激素可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，改善蔬菜的口感和營(yíng)養(yǎng)成分。延長(zhǎng)保鮮植物激素可以抑制植物衰老，延長(zhǎng)花卉和果實(shí)的保鮮期。植物激素與生態(tài)功能促進(jìn)植物生長(zhǎng)植物激素可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。提高植物抗逆性植物激素可以提高植物對(duì)各種環(huán)境脅迫的抵抗能力，如干旱、鹽堿、高溫、低溫等，增強(qiáng)植物的生存能力。調(diào)節(jié)生態(tài)平衡植物激素可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，影響植物的競(jìng)爭(zhēng)和相互作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定植物激素可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)植物群落的發(fā)展，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保護(hù)生物多樣性。植物激素與植物保護(hù)11.病蟲害防治植物激素可以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)植物的抗病蟲害能力。22.生物農(nóng)藥植物激素可以作為生物農(nóng)藥的成分，用于控制病蟲害。33.減少農(nóng)藥用量通過(guò)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育，降低病蟲害發(fā)生率，減少對(duì)農(nóng)藥的依賴。44.可持續(xù)農(nóng)業(yè)植物激素可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量，并減少環(huán)境污染。