植物生长素的作用机理

植物生长素的作用机理陶喜斌18种子科学与工程 摘要；经过多位科学家的研究，发现了与植物生长有关的重要激素一一生长素。 生长素在植物芽的生长，根的生长，果实的生长，种子休眠等方面有重要作用。 那么，生长素是如何发挥这这些作用 1;什么是生长素生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源 激素，英文简称IAA,国际通用，是呷咪乙酸(IAA;。4-氯-IAA、5-羟-IAA、蔡 乙酸(NAA)、呷咪丁酸等为类生长素。1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制 根伸长区生长作了研究后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质，能够控制胚芽生长。1934年，凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为呷咪乙酸，因而习惯上常把呷咪乙酸作为生长素的同义词。2;植物生长素的生理作用生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长， 高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡，这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形 成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。在细胞水平上，生长素可刺激形成层细胞分裂 刺激枝的细胞伸长、 抑制根细胞生长加进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织 的形态建成。在器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起作用。 生长素控制 幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制当呷咪乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向 地性当呷咪乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性 呷咪乙酸造成顶端 优势延缓叶片衰老施于叶片的生长素抑制脱落，而施于离层近轴端的生长素促 进脱落生长素促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟。生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长，特别是细胞的伸长。 植物感受光刺激的部位是在茎的尖端， 但弯曲的部位是在尖端的下面一段， 这是 因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长， 是对生长素最敏感的时期，所以生长素 对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。 生长素能够促进果 实的发育和杆插的枝条生根的原因是；生长素能够改变植物体内的营养物质分 配，在生长素分布较丰富的部分，得到的营养物质就多，形成分配中心。生长素 能够诱导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后，番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心，叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运 到子房中，子房就发育了。生长素在植物体作用很多，具体有；1.顶端优势2.细胞核分裂、细胞 纵向伸长、细胞横向伸长3.叶片扩大4.插枝发根5.愈伤组织6.抑制块根7.气 孔开放8.延长休眠9.抗寒3;生长素的作用机理生长素作用机理的解释激素作用的机理有各种解释，可以归纳为二；一、是认为激素作用于核酸代谢，可能是在DNA专录水平上。它使某些 基因活化，形成一些新的 mRNA新的蛋白质（主要是酶；，进而影响细胞内的新 陈代谢，引起生长发育的变化。二、则认为激素作用于细胞膜，即质膜首先受激素的影响，发生一系列 膜结构与功能的变化，使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应 的变化，或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也 随之发生变化。止匕外，还有人认为激素对核和质膜都有影响 或认为激素的效应 先从质膜再经过细胞质，最后传到核中。虽然对激素作用机理有不同的解释，但是，无论哪一种解释都认为， 激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合， 才能产生有效的调节作用。这种物 质就是激素的受体。1:激素受体；植物激素受体是指能与植物激素专一地结合的物质。 这种物质能和相应的物质结合，识别激素信号，并将信号转化为一系列的生理生 化反应，最终表现出不同的生物学效应。受体是激素初始作用发生的位点。所以， 了解激素受体的性质及其在细胞内的存在位置， 是研究激素作用机理的重要内容 之一。激素受体是一种蛋白质，它们可能定位于细胞质膜，也可能定位于细胞核 或细胞质。由于植物体内具有多种激素，因此，必然可能有多种激素受体，并存 在于细胞的不同部位。2:生长素最基本的作用是促进细胞的伸长生长，这种促进作用，在 一些离体器官如胚芽鞘或黄化茎切段中尤为明显。生长素为什么能促进细胞的伸长生长，又以什么方式起作用的？植物细胞的最外部是细胞壁，细胞若要伸长生长即增加具体积，细胞 壁就必须相应扩大。细胞壁要扩大，就首先需要软化与松弛，使细胞壁可塑性加 大，同时合成新的细胞壁物质，并增加原生质。实验证明，用生长素处理燕麦胚 芽鞘，可增加细胞壁可塑性，而且在不同浓度的生长素影响下， 其可塑性变化和 生长的增加幅度很接近，这说明生长素所诱导的生长是通过细胞壁可塑性的增加 而实现的。生长素促进细胞壁可塑性增加，并非单纯的物理变化，而是代谢活动 的结果。因为，生长素对死细胞的可塑性变化无效 在缺氧或呼吸抑制剂存在的 条件下，可以抑制生长素诱导细胞壁可塑性的变化。生长素的相互作用在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是受单一激素的控 制，而是各种激素相互作用的结果。也就是说，植物的生长发育过程，是受多种 激素的相互作用所控制的。例如，生长素促进细胞增殖，而细胞分裂素则促进增 殖的子细胞继续增大。又如，脱落酸强烈的抑制着生长，并使衰老的过程加速， 但是这些作用又会被细胞分裂素所解除。 再如，生长素的浓度适宜时，促进植物 生长，同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时， 就会出现抑 制生长的现象。研究激素之间的相互关系，对生产实践有着重要意义。3;3生长素的两重性较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长。植物不同的器官对生长素最适 浓度的要求是不同的。根的最适浓度约为 10A(-10 ; mol/L ,芽的最适浓度约为 10A(-8 ; mol/L,茎的最适浓度约为10A(-4 ; mol/L。在生产上常常用生长素的 类似物(如蔡乙酸、2, 4-D等)来调节植物的生长如生产豆芽菜时就是用适宜茎生长的浓度来处理豆芽，结果根和芽都受到抑制，而下胚轴发育成的茎很发达。植物茎生长的顶端优势是由植物对生长素的运输特点和生长素生理作用的两重 性两个因素决定的，植物茎的顶芽是产生生长素最活跃的部位，但顶芽处产生的 生长素浓度通过主动运输而不断地运到茎中， 所以顶芽本身的生长素浓度是不高 的，而在幼茎中的浓度则较高，最适宜于茎的生长，对芽却有抑制作用。越靠近 顶芽的位置生长素浓度越高，对侧芽的抑制作用就越强，这就是许多高大植物的 树形成宝塔形的原因。但也不是所有的植物都具有强烈的顶端优势，有些灌木类植物顶芽发育了一段时间后就开始退化，甚至萎缩，失去原有的顶端优势，所以灌木的树形是不成宝塔形的。由于高浓度的生长素具有抑制植物生长的作用，所 以生产上也可用高浓度的生长素的类似物作除草剂，特别是对双子叶杂草很有 效。生长素类似物；2, 4-D.因为生长素在植物体内存在量很少，为了调 控植物生长，人们发现了生长素类似物，它们具有和生长素类似的效果而且可以 进行量产，现已广泛运用到农业生产中。注； 双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感， 这就是为什么可用高 浓度生长素来杀死双子叶杂草而不会伤害单子叶作物的原因茎的背地生长和根的向地生长是由地球的引力引起的，原因是地球引力导致生长素分布的不均匀，在茎的近地侧分布多，背地侧分布少。由于茎的生长 素最适浓度很高，茎的近地侧生长素多了一些对其有促进作用，所以近地侧生长快于背地侧，保持茎的向上生长对根而言，由于根的生长素最适浓度很低，近 地侧多了一些反而对根细胞的生长具有抑制作用， 所以近地侧生长就比背地侧生 长慢，保持根的向地性生长。若没有引力，根就不一定往下长了。1:植物生理学，中国农业出版社，王忠主编，2000年5月第1版，第267页（普通高等教育“九五”国家级重点教材，ISBN; 7-2;2:呷咪乙酸;indole-3-acetic acid; B-indoleacetic acid;heteroauxin:化工弓I擎弓 I用日期 2013-02-3:3:呷咪乙酸白化学性质；化工空间引用日期2012-12-114:浅谈对生长素作用的理解葛树侠生物学教学2013年（第38卷）第5期 5:浅谈生长素的生理作用原理在农业生产中的应用徐以润