Chapter 6 植物生长物质

1. Chapter 6 植物生长物质

2. 植物激素(Plant hormones) • 是由植物自身代谢产生的一类有机物质，并自产生部位移动到作用部位，在极低浓度下就有明显的生理效应的微量物质。 • 1mgIAA/10000 tip. • 1mgIAA/1T leaf. • 10mgBR/225kg of pollen。 • 公认的植物激素IAA、GA、CTK、ABA和Eth。

3. 植物生长调节剂 (Plant growth regulators) • 是指人工合成的化合物质，具有植物激素相同的生理功能。

4. Section 1 生长素(IAA -Indole acetic acid) 1.1 Discover of IAA

5. Went称之为生长素(Auxins)。经鉴定为吲哚─3-乙酸(Indole-3-acetic acid)简写IAA，其结构式为：

6. 1.2 Distribution and transportation of IAA in plant body • 根、茎、叶、花及种子、胚芽鞘中都有。在生长旺盛部分积累较多

7. IAA Polar transport：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。地上部--向基运输。 • 极性运输的特点：0.5-1.5cm/h，薄壁组织运输。需要能量，逆浓度梯度。

9. 根--向顶(根尖)运输。根外施--沿木质部上升至植物全身。成熟的叶片合成可沿韧皮部向上或向下移动。根--向顶(根尖)运输。根外施--沿木质部上升至植物全身。成熟的叶片合成可沿韧皮部向上或向下移动。 • 还有非极性运输，但较少。

10. 1.3 IAA的生物合成 1.3.1 合成部位 • 胚芽鞘、叶原基、营养芽、嫩叶和发育中的种子 • 花粉粒、柱头、结实期的果实均可合成生长素 • 受精后的子房、子叶也是合成生长素的部位。

11. 1.3.2 生物合成的步骤 • 1）色氨酸途径 • 缺Zn影响Trp的合成，进而影响IAA合成 • 2)非色氨酸途径 • 从不能合成色氨酸的突变体中证实。

13. 1.4 IAA的钝化和分解 • IAA-conjugate: • IAA-Asp, IAA-G, IAA-肌醇，IAA-多糖，IAA-蛋白。

14. 束缚态IAA的作用： • 1)贮藏IAA的作用。 • 2)运输IAA的作用。 • 3)抗氧化作用。 • 4）平衡体内IAA水平，起解毒作用。

15. IAA oxidation • 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。 • IAA氧化酶的分布与植物生长速度有关 • 根尖、茎尖分布比较少 • 距离茎尖或根尖越远该酶活性越高。

16. 1.5 生长素的生理效应 • 1)促进营养器官的伸长。 • 促进伸长的最适浓度:茎>芽>根; • 器官对IAA的敏感性，根>芽>茎。 • 促进效应以伸长区最为明显。

17. 特点 低浓度——促进 高浓度——抑制 （1）双重作用 （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

19. 2)促进细胞分裂和器官建成--插枝生根。 • 早春树木形成层分裂，根原基细胞分裂。

20. 3)促进果实发育及单性结实——生产无籽果实 • IAA类喷或涂于柱头上, 不经授粉最终也能发育成单性果实。 • 胡椒、西瓜、蕃茄、茄子（10ppm 2，4-D），防止温室内光照不足或早春露地栽培的蕃茄早期落花, 提高座果率 --形成无籽果实。

21. A.草莓的“果实” 膨大是由其内的“种子”生成的生长素调节的，这些“种子”其实是瘦果――真正的果实。B.当将瘦果去除时，花柱就不能正常发育。C.用IAA喷施没有瘦果的花柱时，其又能膨大。

22. A.完整植株中的腋芽由于顶端优势的影响而被抑制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 • 4)保持顶端优势

23. 5)促进脱落--疏花疏果。 • 5～20ppmNAA和NAD(萘乙酰胺)25～50ppm对苹果进行疏花。 • 6) 抑制发芽。 • 1%NAA甲酯的粘土粉剂均匀撒在马铃薯块茎。

24. 7) 促进菠萝开花，控制性别分化。 • 14个月大小菠萝植株--30ml 50-100ppm的2.4─D或15─20ppmNAA。 • 黄瓜多开雌花。 • 8) 杀除杂草。 • 高浓度2·4-D(1000ppm)杀死双子叶杂草。

25. IAA的作用机理 1. 酸生长理论 Rayle and Cleland，1970 要点： IAA活化质膜上H+泵 H+ 内→壁，壁pH下降 壁中H键断裂，壁松弛 细胞ψp下降，ψw下降，吸水，体积增大 → 不可逆增长

27. 2. 基因活化学说 IAA + 受体 激活胞内第二信使 使处于抑制状态的基因解阻遏，→转录→翻译，合成新的 mRNA和蛋白质 细胞生长

29. 概念 3. IAA受体 激素受体(hormone receptor)，是指能与激素特异结合并能引发特殊生理生化反应的蛋白质。

30. IAA的 作用机理

31. 植物体内生长素的分布情况如何? • 何谓极性运输? • 述生长素极性运输的化学渗透学说?

32. IAA生物合成的前体物质是什么? • 由色氨酸转变成IAA有哪三条途径? • 什么是束缚型生长素?它有没有生理活性?它所在植物体内的作用是什么? • 植物体内IAA分解的途径有哪两条 • IAA氧化酶在植物体内的分布情况如何?

33. 生长素有哪些生理效应? • 不同器官对生长素的敏感性如何? • 试述生长素作用极力的酸性生长假说? • 何谓生长素受体?它们有什么作用?

34. Section 2 Gibberellic acid (GA) 一、GA的发现和种类 二、GA的生物合成与运输 三、GA的生理效应 四、GA的作用机理

35. 126种 2.1 Discover of GA • 1926，黑泽英一，水稻恶苗病 • 1938，薮田等，水稻赤霉菌→赤霉素结晶 • 1959，确定化学结构,基本结构是赤霉烷(gibberellane)--双萜

36. 注意:19C的GA活性普遍高于20C的GA • GA普遍存在于高等植物、蕨类、藻类、真菌、细菌。

37. 分布： 含量最高部位是植株生长旺盛部位。 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。 运输方向： 双向运输。 GA易与G形成GA-conjugate。有酯和醚二种形式。

38. 2.2 GA的生物合成

39. 甲瓦龙酸(MVA)→异戊烯焦磷酸→贝壳杉烯→GA12-7-醛→其他GA

40. 2.3 GA的生理作用与应用 • 1) 促进细胞分裂和茎的伸长 • 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。 • 在叶茎类作物如芹菜、莴苣、韭菜、牧草、茶、苎麻的生产上，可以使用GA促进生长。 • GA促进豌豆、莲座天仙子顶端细胞分裂，落叶树早春形成层分裂。 • GA主要缩短细胞分裂间期,促进DNA复制。

42. 施用5μg GA3后第7天 对照 GA3 对矮生型豌豆的效应

43. GA3诱导甘蓝茎的伸长 ， 诱导产生超长茎

44. 机理： • a/.GA促进IAA合成水平的提高（合成增加，氧化减少，束缚水解）。 • b/.增加胞壁可塑性。 • 连晚提前抽穗，杂交制种。20-40ppm GA3。

45. c/. GA调节细胞壁中的钙的水平 • (促进茎的延长) • Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用。 • GA能使Ca2+ 壁→胞质，壁中Ca2+水平下降，壁伸展，生长加快。

46. 2)打破休眠，促进种子萌发 • 需光种子用100mg/L GA3处理,代替红光、低温促进萌发。

47. 机理：诱导种子糊粉层中α-淀粉酶的合成。 应用： 啤酒生产工业上的糖化。 马铃薯休眠芽的萌发, 可以用0.5-1.0ppm GA3浸薯块破除体眠，催芽供栽培所用。

48. 3)促进抽苔和开花GA代替低温和长日照的作用。3)促进抽苔和开花GA代替低温和长日照的作用。 对照 GA对胡萝卜开花的影响 GA处理4周 低温处理6周

49. 4)促进座果和单性结实 • 10-20 ppm GA3于花期喷施可提高葡萄、苹果和梨的座果率。在开花后一周, 用200-500ppmGA可使葡萄无籽率达60～90%。

50. 5) 控制性别表现 • GA3 1000ppm，处理4-5叶期，促进黄瓜雄花的形成, 抑制雌花的形成。 • 用于不育系纯种繁殖。