植物激素与果树化控概述

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,植物激素与果树化控,杨洪强,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,涉及的主要内容：,植物激素,植物激素的基本特性,植物激素的提取与分析技术简介,植物激素合成与代谢,植物激素的信号转导,果树内源激素的种类、运转与分布,果树内源激素发生的周期性规律,激素与果树器官发生及调节,外界因素对果树内源激素的影响,果树生长发育的化学控制,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,一、激素（研究）的意义,事物的发展由两个过程构成：,量变和质变,生物的生长发育也是如此,在生命体中决定量变的是什么？决定质变的又是什么？,量变是一个积累过程,-,物质基础,-,营养,质变是一个飞跃过程,-,启动调控,-,激素,营养和激素,是影响生物生长发育的两个最基本的因素,(,方面,),“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,激素具有,“四两拨千斤”,的作用,，一直是生命科学领域最活跃的方面（理论和生产）。,发育生物学是生命科学中的生长点，,发育的关键环节由激素来完成,克隆、组胚,-,一刻也离不开激素,信号转导与信息传递,-,生命实现整体性的关键,-,激素的信号转导发展最快、最活跃,分子生物学,-,整合生物学,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,延熟转基因番茄,-,乙烯,微量、高效,-,高的经济效益（高回报）,栽培中的应用,-,生根、发芽、开花、结果、延衰、物质转运,育种中的应用,-,克服远缘杂交不亲合、去雄、缩短童期、组胚,采后中的应用,-,乙烯（,1-MCP,）、,NO,“,绿色革命”的本质,-“,矮干,”,-,？,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,植物生长物质,(plant growth substances),是指植物激素、植物生长调节剂和植物体内其它,能调节植物生长发育的微量有机物（,调节与控制植物生长发育的生理活性物质,）。,植物激素,(plant hormones,，,phytohomones,),：,是指在植物体合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育具有显著调节作用的微量有机物。,植物生长调节剂,(plant growth regulators,bioregulator,),即凡是外用的，在微量条件下对植物的生长发育具有调节控制的有机物叫植物生长调节剂。,二、基本 概念,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,作物化学控制技术,（,Crop Chemical Control/Regulation/Manipulation,）：,是指以应用植物生长调节物质为手段，通过改变植物内源激素系统，调节作物生长发育,使其朝着人们预期的方向和程度发生变化的技术。,作物化学信息调控,（,Crop Control Based on Chemical Information,）：,基于作物受化学信息控制思想理论（信息传递），通过使用调节剂、环境诱导等手段，在改变,作物化学信息系统,基础上实现对作物的人工控制生产,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,植物激素和植物生长调节剂常易混淆：,1),内生的；,2),能从合成部位运往作用部位；,3),在极低浓度,(,1mol/kg),下可调节植物生理过程,。,植物生长调节剂：,是人工合成的有机物或被提取出来并施用于其它植物的天然植物激素。,此外，生长调节剂与除草剂和农药之间也没有截然的界限。,例如，有些化合物,(,如,2,，,4-D,、,2,，,4,，,5-T,等,),在高浓度时起除草作用，但在低浓度时有调节植物生理过程的活性；有些杀虫剂,(,如西维因,),和杀菌剂,(,如甲基氨基甲酰,),也有类似生长调节剂的活性。,所以，,植物生长调节剂是由多种多样化合物组成的并无明确范围的一类化合物,，只是因为当它们,以极低浓度,施用于植物时，具有调节植物生理过程的活性，才被人们叫做,生长调节剂。,植物激素特点,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,植物激素与动物激素,植物激素名称最初是从动物激素衍用过来的。,植物激素与动物激素有某些相似之处，然而它们的作用方式和生理效应却差异显著：,1.,动物激素的专一性很强，并有产生某激素的特殊腺体和确定的,“,靶,”,器官，表现出单一的生理效应。,2.,植物没有产生激素的特殊腺体，也没有明显的,“,靶,”,器官。,3.,植物激素可在植物体的任何部位起作用，且同一激素有多种不同的生理效应，不同种激素之间还有相互促进或相互颉颃的作用。,4.,动物激素主要是,多肽和甾类,化合物,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,三、激素和调节剂种类,五大类植物激素得到公认：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯,最早发现的激素是吲哚乙酸,（,IAA,），,是研究最多的一种激素。吲哚乙酸在植物体内普遍存在。,赤霉素,（,GA,）,属于双萜化合物,。其中,GA,3,被发现得最早、研究得最广泛。,细胞分裂素,（,CTK,）,是一类腺嘌呤衍生物,。其中玉米素是从高等植物中分离得到的第一种天然细胞分裂素。,以上三种激素主要促进植物生长，而脱落酸和乙烯主要抑制植物生长,。,脱落酸,（,ABA,）,是一种倍半萜衍生物。,乙烯,是化学结构十分简单的不饱和烃。,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,除了五大类植物激素外，人们在植物体内还陆续发现了其它一些对生长发育有调节作用的物质，如：,油菜花粉中的,油菜素内酯,，,一类以甾醇为骨架的植物内源甾体类生理活性物质，又称,芸薹素,。,苜蓿中的,三十烷醇,，,菊芋叶中的,菊芋素,(,heliangint,),，,半支莲叶中的,半支莲醛,(,potulai,),，,罗汉松中的,罗汉松内酯,(,podolactone,),，,月光花叶中的,月光花素,(,colonyctin,),，,还有广泛存在的,多胺,类化合物等。,其它（多肽）：,Systemin,Harpin,Phytosulfokine,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,此外，还有一些天然的生长抑制物质,，,如：,植物各器官中都存在的,茉莉酸,、茉莉酸甲酯、,酚类物质,中的酚酸和肉桂酸族以及苯醌中的胡桃醌等。,这些物质虽然还没被公认为植物激素，但在调节植物生长发育的过程中起着不可忽视的作用。已有人建议将,油菜素甾体类和茉莉酸类,也归到植物激素中，如,油菜素,被认为是第,6,类激素。,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,植物生长调节剂的种类,（天然的、人工合成的）,1.,生长促进剂：,为天然的或人工合成的,类似生长素、赤霉素、细胞分裂素类物质,。能促进细胞分裂和伸长，新器官的分化和形成，防止果实脱落。,包括：,2,4-D,、,吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、,2,4,5-T,、,2,4,5-TP,、,胺甲萘（西维因）、增产灵、,GA,3,赤霉素、激动素、,6-BA,、,PBA,、,玉米素等。,2.,生长延缓剂：,为抑制茎,顶端下部,区域的细胞分裂和伸长生长，,使生长速率减慢,的化合物。导致植物体节间缩短，诱导矮化、促进开花，但对叶子大小、叶片数目、节的数目和顶端优势相对没有影响。,生长延缓剂主要起,阻止赤霉素生物合成或信号传递,的作用。,包括：矮壮素（,CCC,）、,B9,（,比久）、阿莫,-1618,、氯化膦,-D,（,福斯方,-D,）、,助壮素（调节安）、,Prohexadione,Calcium,等。,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,3.,生长抑制剂：,与生长延缓剂不同，主要抑制,顶端,分生组织中的细胞分裂，造成顶端优势丧失，使侧枝增加，叶片缩小。它,不能被赤霉素所逆转,。,这类物质有：,MH,（,抑芽丹）、二凯古拉酸、,TIBA,（,三碘苯甲酸）、氯甲丹（整形素）、增甘膦等。,4.,乙烯释放剂与受体抑制剂：,人工合成的释放乙烯的化合物，可催促果实成熟。乙烯利（,CEPA,）,是最为广泛应用的一种。乙烯利在,pH,值为,4,以下是稳定的，当植物体内,pH,值达,56,时，它慢慢降解，释放出乙烯气体。,1-MCP,5.,脱叶剂：,脱叶剂可引起乙烯的释放，使叶片衰老脱落。其主要物质有三丁三硫代丁酸酯、氰氨钙、草多索、氨基三唑等。脱叶剂常为除草剂。,植物生长调节剂的种类,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,6.,干燥剂：,干燥剂通过受损的细胞壁使水分急剧丧失，促成细胞死亡。它在本质上是接触型除草剂。主要有百草枯、杀草丹、草多索、五氯苯酚等。,7.,抗性诱导剂：,磷酸盐类，钙盐，铁盐，硫酸铜，水杨酸，乙酰水杨酸钠，茉莉酸（茉莉酸甲酯），草酸，脱落酸，乙烯，生长素，壳聚糖，几丁质，,-,氨基丁酸，,BR,，,氟乐灵，多聚不饱和脂肪酸（油酸和亚麻酸），化学除垢剂，蔗糖，苯硫脲，,BTH,，,INA,，,对氨基苯磺酸钠，二氯环丙烷或三氯甲烷，粉状,SiO,2,。,8.,破眠与促眠剂：,石灰氮、氰胺、苯基噻二唑基脲,TDZ,、,赤霉素、,6-,苄基腺嘌呤、硝酸钾等,只有石灰氮在葡萄上应用最成熟，石灰氮主要成分为氰氨基化钙（,CaCN,），,其溶解于水后，形成的,氰氨酸,。（,MH,延长休眠期）,植物生长调节剂的种类,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,研究植物生长物质的方法,激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。,生物鉴定法,通过测定激素作用于植物或离体器官所产生的生理生化效应的强度，从而推测激素的含量的方法。,特点：,1.,灵敏度高；但并不绝对。,2.,对某些激素特异性强；,3.,技术要求不高；,4.,样品不需要纯化。,物理和化学方法,免疫分析法,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,研究植物生长物质的方法,激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。,生物鉴定法,物理和化学方法,免疫分析法,原理：利用不同物质在不同的介质中有不同的分配系数。,如：薄层层析，气相色谱，液相色谱，质谱分析等。,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,研究植物生长物质的方法,激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。,生物鉴定法,物理和化学方法,免疫分析法,放射免疫（,RIA,）,酶联免疫（,ELISA,）,动物对进入其血液的外来物质的免疫性。,将抗原导入动物血液。动物的保护机制使体内产生出专一性的抗体蛋白质。从血清中分离抗体。根据抗原与抗体的反应，用于检测抗原（植物激素）的量。,抗原通常是蛋白质，激素可以与另一种蛋白质结合后再导入动物体内。,两种,原理：,物理化学方法,与,免疫分析,相结合,“植物激素与果树化控”教学课件,山东农业大学杨洪强,主要参考书目,植物生理与分子生物学,中的激素部分，汤章程、余淑文主编，北京：科学出版社，,2000,年,植物生长调节剂在果树上的应用,，李三玉、季作梁,等编，北京：化学工业出版社出版，,2002,植物激素及其免疫测定技术,，李宗霆，周燮主编，南京：江苏科学技术出版社，,1996,苹果学,中的激素部分，束怀瑞主编，北京：农业出版社，,1998,年,植物生长调节剂与果树生长发育,，徐邵颖，上海科技出版社，,1987,年,Biochemistry and molecular biology of plant hormones,，,P.J.J.Hooykaas,M.A.Hall,K.R.,Libbenga,.1st ed.Amsterdam;New York:Elsevier,1999.,Phytohormones,in soils:microbial production and function,，,W.T.Frankenberger,Jr.,Muhammad,Arshad,.New York:M.,Dekker,1995.,Plant hormones:physiology