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1、植物生長物質(zhì)植物生長物質(zhì)植物生長物質(zhì)是一些調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的微量化學(xué)物質(zhì)。它可分為兩類:植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。植物激素是指在植物體內(nèi)合成的,通常從合成部位運往作用部位,對植物的生長育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量生理活性物質(zhì)。植物生長調(diào)節(jié)劑是指具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。目前,大家公認(rèn)的五大類植物激素是:生長素類、赤霉素類、細(xì)胞分裂素類、脫落酸和乙烯。一、生長素類1生長素的發(fā)現(xiàn)、分布和運輸生長素(auxin)是人類最早發(fā)現(xiàn)的一種植物激素。英國的CharlesDarwin等在利用金絲雀草胚芽鞘進行向光性實驗時發(fā)現(xiàn),在單方向光照射下,胚芽鞘則向光彎曲;
2、如果切去胚芽鞘的尖端或在尖端套以下透明的錫箔小帽,單側(cè)光照則不會引起胚芽鞘向光彎曲。如果只照射胚芽鞘的尖端而不照射胚芽鞘下部,胚芽鞘還是會向光彎曲。因此,他們指出:胚芽鞘產(chǎn)生向光彎曲是由于幼苗在單側(cè)光照下,產(chǎn)生某種影響,從上部傳到下部,造成背光面和向光面生長快慢不同。后來科學(xué)家分離、純化、鑒定出造成向光性生長的這種生長刺激物是3—吲哚乙酸(1AA),其分子式為C10H9O2N。現(xiàn)已證明,吲哚乙酸是植物體中普遍存在的促進生長的生長素類物質(zhì)。生長素在高等植物體中分布很廣,但最主要存在于生長旺盛的部分,而在趨向衰老的組織和器官中含量甚少。在高等植物中,生長素運輸包括
3、兩個系統(tǒng),一是需能的單向極性運輸系統(tǒng),即生長素只能從形態(tài)學(xué)上端向下端運輸,而不能倒轉(zhuǎn)過來。另一系統(tǒng)是被動的通過韌皮部的無極性運輸。在莖尖和胚芽鞘合成的生長素是極性運輸。葉片、根尖和種子中的生長素外運時則是無極性的運輸。IAAPolartransport:胚芽鞘合成的IAA只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運輸,而不能倒過來運輸。地上部--向基運輸。2.生長素的生理作用生長素對植物生長的作用具有兩重性,有正作用和負(fù)作用。即在低濃度下促進生長,在中濃度下抑制生長,在高濃度下導(dǎo)致植物死亡。不同器官對生長素的敏感程度不同,根對生長素最敏感,促進生長的最適濃度為10-
4、10mol/L左右;芽敏感程度次之,最適濃度是10-8mol/L左右;莖最不敏感,最適濃度是10-4mol/L左右。生長素促進植物生長是通過促進細(xì)胞伸長而實現(xiàn)的。生長素之所以能促進細(xì)胞伸長,一方面是因為生長素能誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化,使細(xì)胞壁松馳、可塑性增加;另一方面是因為生長素可促進細(xì)胞中RNA和蛋白質(zhì)合成,從而促進原生質(zhì)增多和新的細(xì)胞壁物質(zhì)形成。生長素的生理作用很廣泛,除促進細(xì)胞伸長外,還影響細(xì)胞分裂和分化,營養(yǎng)器官和生殖器官的生長、成熟和衰老。概括起來,其促進作用有:增加雌花,單性結(jié)實,子房壁生長,細(xì)胞分裂,維管束分化,光合產(chǎn)物分配,葉片擴大,莖伸長,乙烯產(chǎn)
5、生,形成層活動,傷口愈合,不定根形成,種子發(fā)芽,種子和果實生長,頂端生長優(yōu)勢。抑制作用有:側(cè)枝生長,塊根形成,花朵脫落,葉片衰老。IAA促進生長機理:A.IAA活化基因,促進RNA和蛋白質(zhì)的合成--慢反應(yīng)。B.酸生長理論:IAA活化質(zhì)膜ATP酶,細(xì)胞壁酶活化,細(xì)胞壁水解,松馳,吸水--快反應(yīng)。二、赤霉素類植物中赤霉索的種類達100多種,它們的基本結(jié)構(gòu)相同,都為含4個環(huán)的赤霉烷異戊二烯化合物,其結(jié)構(gòu)差別主要是碳原子總數(shù)不同和雙鍵、羥基數(shù)目和位置的不同。生理活性強的赤霉素有GA1,GA3,GA7,GA32,GA38等。赤霉素與生長素一樣,在生長旺盛的組織、器官中
6、赤霉素含量較高。每個器官或組織都會有兩種以上的赤霉素,而且赤霉素的種類、數(shù)量和狀態(tài)都因植物發(fā)育時期不同而不同。赤霉素的生理作用是多方面的。在分生區(qū),赤霉素則促進細(xì)胞分裂,在伸長區(qū)則促進細(xì)胞伸長。對禾本科植物主要是促進莖和葉伸長,對雙子葉植物則是促進葉面積增長,葉柄伸長。赤霉素對大麥等種子糊粉層中淀粉酶的合成具有誘導(dǎo)作用。對許多長日照植物來說,赤霉素可代替長日照,誘導(dǎo)長日照植物在短日照條件下開花。赤霉素還能代替紅光促進需光種子發(fā)芽,代替低溫,促進兩年生植物(如胡蘿卜)在當(dāng)年開花結(jié)實。另外還可解除種子休眠,促進種子萌發(fā)。目前在生產(chǎn)上應(yīng)用較多的方面主要有:在啤酒生
7、產(chǎn)中,利用赤霉素促進麥芽糖化(誘導(dǎo)淀粉酶合成);在雜交水稻生產(chǎn)中,應(yīng)用赤霉素促進不育系抽穗,解除不育系包莖現(xiàn)象;赤霉素還被用來打破馬鈴薯塊莖的休眠,在生產(chǎn)上剛剛收獲的馬鈴薯塊莖處于休眠狀態(tài),為了一年中栽兩季的需要,用0.5~1ppm赤霉素溶液浸漬馬鈴薯塊莖10~15分鐘就可解除休眠。另外,赤霉素還具有抑制塊莖形成,延緩成熱和衰老的作用。促進抽苔和開花GA代替低溫和長日照的作用。三、細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素是一類促進細(xì)胞分裂的激素。細(xì)胞分裂素是腺嘌呤的衍生物。高等植物中的細(xì)胞分裂素主要存在于進行細(xì)胞分裂的部位,如根尖、莖尖、未成熟的種子、萌發(fā)的種子等。從植物和微生
8、物中發(fā)現(xiàn)了20多種細(xì)胞分裂素,在高等植