《植物激素类物质》PPT课件.ppt

1 同化产物的运输途径有哪些 2 同化产物的运输形式和速度 3 源 库 源库单位分别指什么 4 同化产物的分配规律有哪些 5 影响同化产物运输和分配的因素有哪些 温故而知新 第七章植物生长物质 1 植物生长物质 是一些调节植物生长发育的物质 2 分类 1 植物激素 植物自身合成的 2 植物生长调节剂 人工合成的 3 植物激素是指一些在植物体内合成 并从产生处运送到别处 对生长发育产生显著作用的微量有机物 4 植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质 5 目前 大家公认的植物激素有五类 即生长素类 赤霉素类 GAs 细胞分裂素类 CTKs 乙烯 ETH 和脱落酸 ABA 前三类都是促进生长发育的物质 脱落酸是一种抑制生长发育的物质 而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质 6 有些生长调节剂的生理效能比植物激素的还好 第一节植物激素的种类及其生理作用 一 生长素类1 生长素是最早发现的一种植物激素 1 英国的CharlesDarwin和他的儿子FrancisDarwin 胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光照下 产生某种影响 从上部传到下都 造成背光面和向光面生长快慢不同 2 丹麦的Boysen Jensen 1913 的实验证明 Darwin所谓 影响 是可以透过凝胶片的 3 匈牙利的A Paal 1914 1919 的实验证明胚芽鞘顶端的扩散性化合物具促进生长的效应 4 荷兰的F W Went 1928 证明促进生长的影响可从路尖传到琼胶 再传到去顶胚芽鞘 这种影响确是化学本质 Went称之为生长素 创造燕麦试法 定量测定生长素含量 推动了植物激素的研究 5 生长素的分离 荷兰的F Kogl 1934 等从玉米油 根霉 麦芽等分离和纯化刺激生长的物质 经鉴定是IAA 这个工作大大推动了植物激素研究向前发展 6 可分为 天然的植物生长素类物质 如吲哚乙酸 IAA 植物体内最普遍存在 吲哚丁酸 IBA 等 人工合成的植物生长素类物质 如a 萘乙酸 NAA 2 4 二氯苯氧乙酸 2 4 D 等 2 生长素在植物体内的分布 1 分布 生长素在高等植物中分布很广 根 茎 叶 花 果实 种子及胚芽鞘中都有 但大多集中在生长旺盛的部分 而在趋向衰老的组织和器官中则甚少 2 合成部位 叶原基 嫩叶和发育中的种子 3 含量 每克鲜重植物材料 一般含10 100ng生长素 含量与生长有关 3 生长素的运输 包括两个系统 1 是需能的 单向的极性运输 即生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输 而不能倒转过来运输 这是一种主动运输 消耗能量 2 是被动的 通过韧皮部的 非极性远距离运输 运输的方向取决于浓度差 3 其运输速度比物理的扩散约大10倍 4 在缺氧的条件下会严重地阻碍生长素的运输 4 生长素的生理功能 1 促进伸长生长 低浓度即可 2 促进根的生长和发育 侧根及不定根 3 促进菠萝开花 4 促进雌花形成 5 诱导单性结实 6 促进光合产物的运输 抑制衰老等 生长素对细胞伸长的促进作用 与生长素浓度 细胞年龄和植物器官种类有关 1 一般在低浓度时可促进生长 浓度较高则会抑制生长 如果浓度更高则会使植物受伤 2 细胞年龄不同对生长素的敏感程度不同 一般来说 幼嫩细胞对生长素反应非常敏感 老细胞则比较迟钝 3 不同器官对生长素的反应敏感也不一样 根最敏感 茎最不敏感 芽居中 人工合成生长素类应用于农业生产 主要有下列几个方面 1 促使插枝生根 2 阻止器官脱落 3 促进结实 可形成无籽果实 4 促进菠萝开花 二 赤霉素类 1 赤霉素的基本结构是赤霉素烷 根据分子中碳原子总数的不同分为C19和C20两类赤霉素 前者包含的种类大大多于后者 生理活性高 而后者生理活性低 各类赤霉素都含有羧酸 所以赤霉素呈酸性 根据结合情况分为 自由赤霉素和结合赤霉素 没有生理活性 合成部位 发育着的果实和种子 正在伸长的茎端和根部 背景知识 赤霉素的发现 1926年日本黑泽英一发现 当水稻感染了赤霉菌后 会出现植株疯长的现象 病株往往比正常植株高50 以上 而且结实率大大降低 因而称之为 恶苗病 科学家将赤霉菌培养基的滤液喷施到健康水稻幼苗上 发现中心和些幼苗虽然没有感染赤霉菌 却出现了与 恶苗病 同样的症状 1938年日本薮田贞治郎和住木谕介从赤霉菌培养基的滤液中分离出这种活性物质 并鉴定了它的化学结构 命名为赤霉酸 1956年C A 韦斯特和B O 菲尼分别证明在高等植物中普遍存在着一些类似赤霉酸的物质 到1983年已分离和鉴定出60多种 一般分为自由态及结合态两类 统称赤霉素 分别被命名为GA1 GA2等 据英国 每日邮报 报道 25年来 英国没有比龙舌兰植物出现疯长更为奇怪的事情了 在英国一位名叫赫尔迈厄尼 莫里森的房子边 一株龙舌兰植物突然从中心窜了起来 疯狂地长啊长啊长啊 几周下来居然长高了7 5米 超过了她家房子的屋顶 这颗植物长得如此之高 甚至她从卧室窗户伸出来也不能触到这颗植物的顶端 更为令人惊讶的是 此植物还开满了黄绿色花朵 格外引人注目 2 赤霉素的分布广泛分布于被子植物 裸子植物 蕨类植物 褐藻 绿藻 真菌和细菌中 赤霉素的种类很多 至1991年底已报道有86种赤霉素 赤霉素和生长素一样 较多存在干生长旺盛的部分 果实和种子 尤其是未成熟种子 的赤霉素含量比营养器官的多两个数量级 每个器官或组织都含有两种以上的赤霉素 而且赤霉素的种类 数量和状态都因植物发育时期而异 3 运输 赤霉素在植物体内的运输没有极性 根尖合成的赤霉素沿导管 木质部 向上运输 而嫩叶产生的赤霉素则沿筛管 韧皮部 向下运输 运输速度与光合产物相同 4 赤霉素的生理功能及应用 1 促进茎的伸长生长 最显著作用 2 诱导开花和性别分化 尤其促进雄花分化 3 增强坐果 提高结实率 4 打破休眠 马铃薯效果明显 5 诱导a 淀粉酶的合成 用于发酵 6 诱导形成无子果实 促进单性结实 7 延缓叶片衰老 抑制不定根等 三 细胞分裂素类 1 种类细胞分裂素类是一类促进细胞分裂的植物激素 此类物质中最早被发现的是激动素 1955年F Skoog等培养烟草髓部组织时 偶然在培养基中加入放置很久的鲜鱼精子DNA 髓部细胞分裂就加快 如加入新鲜的DNA 则完全无效 可是当新鲜的DNA与培养基一起高压灭菌后 又能促进细胞分裂 从DNA降解物中分离出一种物质 6 呋喃氨基嘌呤 它能促进细胞分裂 被命名为激动素 把具有和激动素相同生理活性的天然的和人工合成的化合物 都称为细胞分裂素 细胞分裂素是腺嘌呤的衍生物 分为天然细胞分裂素和人工合成的细胞分裂素 天然细胞分裂素又分为 游离态细胞分裂素 如分布最广的玉米素等 结合态细胞分裂素 如甲硫基玉米素等 常见的人工合成的细胞分裂素有激动素 KT 6 苄基腺嘌呤 6 BA 等 在农业生产中应用最广的就是KT和6 BA 2 细胞分裂素的分布 合成及运输 1 细胞分裂素分布于细菌 真菌 藻类和高等植物中 高等植物的细胞分裂素主要存在于进行细胞分裂的部位 如茎尖 根尖 未成熟的种子 萌发的种子和生长着的果实等 2 一般来说 细胞分裂素含量为1 1000ng g鲜重 从高等植物中发现的细胞分裂素 大多数是玉米素或玉米素核苷 3 一般认为 细胞分裂素在根尖合成 经木质部无极性运到地上部分 运输形式为玉米素和玉米素核苷 茎尖 萌发的种子和发育中的果实也是合成部位 3 细胞分裂素的生理作用和应用 1 促进细胞分裂与扩大 与IAA协作 2 促进芽的分化与发育 用于组培 3 促进侧芽生长 消除顶端优势 4 延缓叶片衰老 抑制不定根等 四 脱落酸 植物在它的生活周期中 如果生活条件不适宜 部分器官 如果实 叶片等 就会脱落 或者到了生长季节终了 叶子就会脱落 生长停止 进人休眠 在这些过程中 植物体内就会产生一类抑制生长发育的植物激素 即脱落酸 简称ABA 1 脱落酸的化学结构脱落酸是一种倍半萜羧酸 由于分子中有一个不对称碳原子 所以有两个旋光异构体 天然的脱落酸是右旋的 ABA表示 它的对映作左旋 以 ABA表示 两者都有生物活性 但后者不能促进气孔关闭 2 脱落酸的分布 运输和合成 1 分布植物类群 存在于全部维管植物中 包括被子植物 裸子植物和蕨类植物 2 分布的组织器官 高等植物各器官和组织中都有脱落酸 其中以将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多 在逆境条件下ABA含量会迅速增多 3 运输脱落酸运输不存在极性 运输形式 主要以游离型的形式运输 运输速度 在植物体的运输速度很快 在茎或叶柄中的运输速率大约是20mm h 4 合成部位 根尖和萎蔫的叶片 3 脱落酸的生理作用和应用 1 促进器官脱落 2 促进休眠 抑制萌发 3 促进气孔关闭 4 增加抗逆性 是植物天然免疫物质 5 提高产量和改善品质 五 乙烯 1901年 俄国植物生理学家Neljubow报道 照明气中的乙烯会引起黑暗中生长的豌豆幼苗 产生 三重反应 他认为乙烯是生长调节剂 英国Gane 1934 首先证明乙烯是植物的天然产物 美国Crocker等认为乙烯是一种果实催熟激素 同时也有调节营养器官的作用 Burg 1965 提出 乙烯是一种植物激素 以后得到公认 1 乙烯的分布与生物合成 1 乙烯的分布高等植物各器官都能产生乙烯 但不同组织 器官和发育时期 乙烯的释放量是不同的 成熟组织释放乙烯较少 分生组织 种子萌发 花刚凋谢和果实成熟时产生乙烯最多 2 乙烯的生物合成与运输合成前体 蛋氨酸运输过程 被动扩散 2 乙烯的生理作用和应用 1 改变生长习性 三重效应 2 促进成熟 最主要和最显著效应 3 促进器官脱落 4 促进开花和雌花分化 5 促进次生物质的排出 解除休眠等 六 植物激素间的相互作用 1 激素间相对含量对生理效应的影响CTK与IAA的比值影响根和芽的分化 IAA与GA的比值控制着形成层的分化 GA与ABA的比值控制黄瓜性别的分化 GA与CTK的比值影响雌雄异株植物的性别分化 2 激素间的增效作用 3 激素间的拮抗作用