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第七章第七章 植物生长物质植物生长物质(Plant growth)植物代谢过程中产生，并经常从产生植物代谢过程中产生，并经常从产生部位输送到其它部位，对生长发育产部位输送到其它部位，对生长发育产生显著作用一类微量有机物质。生显著作用一类微量有机物质。植物生长调整剂：植物生长调整剂：激激 素素 特特 点：点：1.1.内生性内生性2.2.可运性可运性3.3.调整性调整性植植 物物 激激 素：素：人工合成含有植物激素活性一类有机人工合成含有植物激素活性一类有机物质。物质。(plant hormones)(plant growth plant growth regulators)regulators)激素种类：激素种类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯 植物生理学-专业知识讲座第1页第一节第一节 生长素（生长素（IAA）生长素发觉与化学本质生长素发觉与化学本质发觉：达尔文（发觉：达尔文（1880）Went(温特温特,1928）Kogl(郭葛郭葛,1934）化学本质：化学本质：吲哚乙酸（吲哚乙酸（吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）生长素在植物体内生长素在植物体内分布分布与运输与运输分布：集中与生长强烈、代谢旺盛部位分布：集中与生长强烈、代谢旺盛部位运输：极性运输运输：极性运输 生长素存在形式与生长素存在形式与代谢代谢存在形式：游离型、结合型（存在形式：游离型、结合型（IAA贮藏和运输形式）贮藏和运输形式）生长素生物判定法生长素生物判定法植物生理学-专业知识讲座第2页生长素发觉及其生物判定法生长素发觉及其生物判定法植物生理学-专业知识讲座第3页吲吲 哚哚 乙乙 酸酸(IAA)植物生理学-专业知识讲座第4页几个生长素类化合物结构式几个生长素类化合物结构式植物生理学-专业知识讲座第5页CH2CHCOOHNH2生长素代谢：生长素代谢：生物合成：生物合成：合成部位：代谢强烈、生长旺盛部位合成部位：代谢强烈、生长旺盛部位合成路径：色氨酸路径（主要）合成路径：色氨酸路径（主要）NH2CH2CHCO2CH2CCOOH OCH2COHCH2COOH植物生理学-专业知识讲座第6页IAA 生生 物物 合成合成植物生理学-专业知识讲座第7页黄化麦苗中生长素分布黄化麦苗中生长素分布植物生理学-专业知识讲座第8页分解代谢：分解代谢：IAA氧化酶氧化酶：含铁血红素蛋白：含铁血红素蛋白+辅基（辅基（Mn2+单元单元酚）酚）受光氧化受光氧化：蓝光作用最强：蓝光作用最强IAA 吲哚醛吲哚醛 或或 羟基吲哚衍生物羟基吲哚衍生物IAAIAA氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶IAA氧化酶作用：调整植物体内氧化酶作用：调整植物体内IAA水平水平植物生理学-专业知识讲座第9页生长素生理效应生长素生理效应1 促进伸长生长促进伸长生长（纵向）（纵向）-010-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1+促促促促 进进进进抑制抑制抑制抑制 根根芽芽茎茎生长素浓度生长素浓度（M）4 促进器官和组织促进器官和组织分化分化2 促进细胞分裂促进细胞分裂（细胞核分裂）（细胞核分裂）3 促进生根促进生根5 形成无籽果实形成无籽果实7 影响性别分化：促进黄瓜多开雌花影响性别分化：促进黄瓜多开雌花6 促进菠萝开花促进菠萝开花植物生理学-专业知识讲座第10页IAA/GA 木质部木质部 +韧皮部韧皮部比值高比值高比值低比值低比值中等比值中等比值适宜比值适宜木质部木质部韧皮部韧皮部形成层形成层IAA/CTK根根芽芽愈伤组织愈伤组织根根+芽芽比值高比值高比值低比值低比值中等比值中等比值适宜比值适宜植物生理学-专业知识讲座第11页植物生理学-专业知识讲座第12页纤维素微纤丝纤维素微纤丝木葡聚糖木葡聚糖氢键氢键其它细胞壁多糖其它细胞壁多糖共价键共价键钝化钝化活化活化H+IAAATPADP细胞质细胞质细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁生长素作用机理生长素作用机理 酸生长学说酸生长学说(Acid-growth theory):Rayle 和和 Cleland(1970)质子泵质子泵植物生理学-专业知识讲座第13页 基因活化学说基因活化学说(gene activation theory)组蛋白组蛋白DNADNAmRNA蛋白质蛋白质生长素生长素 受体学说受体学说(acceptor theory)能与能与IAA（或其它激素）结合特异性物或其它激素）结合特异性物质质（蛋白质蛋白质）,叫叫IAA（或激素）受体。或激素）受体。IAA（或激素）受体：或激素）受体：受受 体体 存存 在在 部部 位：位：（1）质膜上；（）质膜上；（2）细胞核；（）细胞核；（3）内质）内质网、叶绿体、液泡膜；（网、叶绿体、液泡膜；（4）多元位点）多元位点植物生理学-专业知识讲座第14页作用机理作用机理IAA+IAA壁壁H+可可塑塑性性增增强强伸伸长长未知因子未知因子因子因子因子因子RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶mRNAmRNA合成合成合成合成核核核核新蛋白质新蛋白质新蛋白质新蛋白质植物生理学-专业知识讲座第15页生生 长长 素素 作作 用用 机机 理理植物生理学-专业知识讲座第16页第二节第二节 赤霉素（赤霉素（GA）GA 发觉发觉化化 学学 本本 质质共共 同同 结结 构构水稻恶苗病水稻恶苗病类萜类萜赤霉烷环赤霉烷环植物生理学-专业知识讲座第17页植物生理学-专业知识讲座第18页GA分布与运输分布与运输生生 物物 鉴鉴 定定 法法:大麦试验法大麦试验法GA 存存 在形式在形式:游离型、结合型游离型、结合型生生 物物 合合 成：成：合成部位：幼叶、幼根、幼果、发育种子合成部位：幼叶、幼根、幼果、发育种子直接前体：贝壳杉烯直接前体：贝壳杉烯合成前体：甲瓦龙酸（甲羟戊酸）（合成前体：甲瓦龙酸（甲羟戊酸）（MVA）植物生理学-专业知识讲座第19页植物生理学-专业知识讲座第20页GA生理效应生理效应促进茎伸长促进茎伸长打破休眠打破休眠促进抽薹开花促进抽薹开花促进座果促进座果促进单性坚固促进单性坚固影响性别分化影响性别分化促进组织分化促进组织分化高高 木质部木质部低低 韧皮部韧皮部中中 木质部木质部+韧皮部韧皮部IAA/GAIAA/GA植物生理学-专业知识讲座第21页植物生理学-专业知识讲座第22页植物生理学-专业知识讲座第23页GA作用机理作用机理调整调整IAA水平水平诱导酶合成诱导酶合成促进促进IAA合成：促进色氨酸转变为合成：促进色氨酸转变为IAA；提升蛋白酶活性提升蛋白酶活性抑制抑制IAA氧化酶和过氧化物酶活性氧化酶和过氧化物酶活性使束缚型使束缚型IAA转变为自由型转变为自由型IAA植物生理学-专业知识讲座第24页GAGA诱导大麦糊粉层形成诱导大麦糊粉层形成诱导大麦糊粉层形成诱导大麦糊粉层形成 淀粉酶示意图淀粉酶示意图淀粉酶示意图淀粉酶示意图植物生理学-专业知识讲座第25页第三节第三节 细胞分裂素细胞分裂素 细胞分裂素发觉细胞分裂素发觉化学本质化学本质分布分布合成部位合成部位合成前体合成前体生物判定法生物判定法存在形式存在形式6 氨基腺嘌呤衍生物氨基腺嘌呤衍生物处于细胞分裂部位处于细胞分裂部位根尖根尖A ；tRNA;甲瓦龙酸甲瓦龙酸萝卜子叶增重法萝卜子叶增重法游离型；束缚型游离型；束缚型植物生理学-专业知识讲座第26页几几 种种 玉玉 米米 素素 结结 构构植物生理学-专业知识讲座第27页细胞分裂素生理效应细胞分裂素生理效应促进细胞分裂（细胞质）与扩大（横向）促进细胞分裂（细胞质）与扩大（横向）促进侧芽发育（消除顶端优势）促进侧芽发育（消除顶端优势）延迟叶片衰老延迟叶片衰老（特有）（特有）刺激块茎形成刺激块茎形成促进叶绿素合成促进叶绿素合成促进组织、器官分化（促进组织、器官分化（IAA/CTK）促进花芽分化（促进花芽分化（）促进气孔开放促进气孔开放打破休眠，促进发芽（光种子）打破休眠，促进发芽（光种子）植物生理学-专业知识讲座第28页激动素保鲜作用及对物质运输影响激动素保鲜作用及对物质运输影响植物生理学-专业知识讲座第29页第四节第四节 脱落酸（脱落酸（ABA）ABA发觉：发觉：ABA化学本质：化学本质：萜类化合物萜类化合物ABA分布：分布：成熟、衰老、休眠器官成熟、衰老、休眠器官合成部位：合成部位：根冠；叶绿体根冠；叶绿体ABA合成前体：合成前体：MVA合成路径：合成路径：生物判定法：生物判定法：气孔开度气孔开度植物生理学-专业知识讲座第30页脱落酸生理效应脱落酸生理效应 抑制生长（整株或离体器官）抑制生长（整株或离体器官）促进脱落促进脱落促进休眠促进休眠加速衰老加速衰老促进气孔关闭促进气孔关闭促进马铃薯块茎形成促进马铃薯块茎形成植物生理学-专业知识讲座第31页脱落酸作用机理脱落酸作用机理阻止阻止RNA合成合成ABA改变一些酶活性（改变一些酶活性（RUBP羧化酶、羧化酶、PEP羧化酶）羧化酶）植物生理学-专业知识讲座第32页第五节第五节 乙烯（乙烯（ETH）乙烯发觉：乙烯发觉：乙烯分布：乙烯分布：生物判定法：生物判定法：三重反应三重反应合合 成成 前前 体：体：蛋氨酸蛋氨酸直直 接接 前前 体：体：ACCACC（1-1-氨基环丙烷氨基环丙烷-1-1羧酸）羧酸）合合 成成 途途 径：径：植物生理学-专业知识讲座第33页乙乙乙乙 烯烯烯烯 生生生生 物物物物 合合合合 成成成成植物生理学-专业知识讲座第34页植物生理学-专业知识讲座第35页乙烯生理效应乙烯生理效应 三重反应三重反应（抑制茎伸长，使茎加粗，失去负向地性）抑制茎伸长，使茎加粗，失去负向地性）促进果实成熟促进果实成熟促进脱落与衰老促进脱落与衰老促进菠萝开花促进菠萝开花促进花芽分化（促进花芽分化（促进黄瓜多开雌花促进黄瓜多开雌花）促进次生物排泌促进次生物排泌植物生理学-专业知识讲座第36页分解细胞壁分解细胞壁 离层离层 脱落脱落乙烯作用机理乙烯作用机理ETH调控着编码细胞壁消化酶基因转录调控着编码细胞壁消化酶基因转录ETH改变细胞膜透性改变细胞膜透性 PG mRNA积累积累 ETH新纤维素酶新纤维素酶植物生理学-专业知识讲座第37页第六节第六节 植物激素间相互关系植物激素间相互关系IAA与与GA：IAA+GA IAA+GA 促进生长（增效）促进生长（增效）促进生长（增效）促进生长（增效）IAA与与CTK：协同：协同：协同：协同：CTKCTKCTKCTK加强加强加强加强IAAIAAIAAIAA生理效应生理效应生理效应生理效应IAA与与ETH：GA与与ABA：IAA促进促进ETH生物合成生物合成ETH降低降低IAA含量含量GA 打破休眠，促进萌发打破休眠，促进萌发ABA促进休眠，抑制萌发促进休眠，抑制萌发甲瓦龙酸甲瓦龙酸LSGA/ABAGA/ABA上上升升下下降降生生长长休休眠眠 相相 反：反：CTK 促进侧芽生长，消除顶端优势促进侧芽生长，消除顶端优势IAA抑制侧芽生长，保持顶端优势抑制侧芽生长，保持顶端优势IAA/GAIAA/GAIAA/CTKIAA/CTK植物生理学-专业知识讲座第38页第七节第七节 油菜素素内酯油菜素素内酯促进生长促进生长促进水稻第二叶片弯曲（生物判定法）促进水稻第二叶片弯曲（生物判定法）促进叶绿素形成促进叶绿素形成延缓衰老延缓衰老生理效应生理效应植物生理学-专业知识讲座第39页第八节第八节 多胺多胺种种 类：类：（二胺、三胺、四胺）二胺、三胺、四胺）合成前体：合成前体：精氨酸、蛋氨酸、赖氨酸精氨酸、蛋氨酸、赖氨酸生理效应：生理效应：促进生长促进生长 刺激不定根产生刺激不定根产生 延缓衰老延缓衰老 提升抗性提升抗性 调整开花调整开花植物生理学-专业知识讲座第40页多多 胺胺 生生 物物 合合 成成植物生理学-专业知识讲座第41页第九章第九章 植物生长调整剂植物生长调整剂生长刺激剂：生长刺激剂：生长延缓剂：生长延缓剂：生长抑制剂：生长抑制剂：乙乙 烯烯 利：利：CCC（矮壮素）；矮壮素）；PP333；B9 马莱酰肼（马莱酰肼（MH）作用于亚顶端分生组织作用于亚顶端分生组织TIBA（三碘苯甲酸）；整形素三碘苯甲酸）；整形素作用于顶端分生组织作用于顶端分生组织2氯乙基膦酸（氯乙基膦酸（PH 4。1）IPA（丙丙）；）；IBA（丁）；丁）；NAA；2，4 DGA3KT；6BA;2,4,5-三氯苯氧乙酸三氯苯氧乙酸植物生理学-专业知识讲座第42页