植物激素的作用机理

植物激素的作用机理激素是植物体内合成的一系列天然化合物，以极微量的浓度引发生理反应，在植物的生长发育等多种生理过程以及器官发育、形态建成等方面起重要调节作用，也影响农作物的产量、品质和抗性等重要性状。 第一次绿色革命、杂交稻生产赤霉素 (GA) 产量提高 (抗倒伏 )细胞分裂素 穗粒数显著增多油菜素内酯 株型结构，光合能力 蔬菜、瓜果的产量、抗性油菜素内酯 株型、根生长素植物激素的定义1. 产生于植物体内的特殊部位，是植物在正常发育过程中或特殊环境条件下的代谢产物；2. 能从合成部位运输到作用部位；3. 不是营养物质，仅以很低的浓度产生各种特殊的调控作用。植物激素的种类植物激素的合成部位吲哚乙酸 分生组织、种子细胞分裂素 根尖赤霉素 生长的种子脱落酸、乙烯 成熟、衰老和环境条件油菜素内酯 花粉，整株水平生长素脱落酸细胞分裂素促进细胞体积扩大乙烯赤霉素 茎伸长生长促进细胞分裂促进休眠促进果实成熟油菜素内酯 促进细胞延伸 作用广泛 相互作用、不同信号途径间的交叉 感知、信号转导生 长 素生长素的生理功能吲哚乙酸 (IAA)的合成部位及含量细胞迅速分裂的部位 , 以嫩叶、茎端的分生组 织及正在成长的种子为主（在未成熟时最高，随成熟进度而逐渐减少）。含量视植物种类、器官及生长发育阶段而异。植 物 组 织 游离 IAA IAA酯 肽 合 IAA燕麦 营 养 组织 16 5 69燕麦 颖 果 440 7620 未 测 到大麦 颖 果 (已磨 ) 40 329 未 测 到水稻 颖 果 1703 2739 未 测 到黍 颖 果 366 3198 未 测 到小麦 颖 果 123 511 未 测 到玉米 营 养 组织 24 528 未 测 到玉米 颖 果 500 1000 71600 78800 未 测 到大豆 种 子 4 50 524菜豆 种 子 20 30 136豌豆 营 养 组织 35 5 43豌豆 种 子 93 未 测 到 202椰子 胚乳液 0 905 未 测 到荞 麦 种 子 40 127 25向日葵 种 子 30 110 未 测 到禾谷类豆科其他游离及结合态 IAA在不同植物种类和部位的含量AuxinTryptophan-dependant biosynthesis Tryptophan-independent biosynthesis Polar transport ConjugationSignalingTropismsCell divisionRoot initiation Apical dominance Leaf senescence Fruit setting and growth FloweringVasculardevelopmentFertility Chen et al., 2006Lin et al., 2005生理作用多种激素的相互作用赤霉素、乙烯、油菜素内酯Differential effects of various auxin molecules IAA 2,4-D NAA IBA 10 nM 100 nM 100 nM 10 mM Woodward et al., 2005作用机理（一） 酸生长理论（二） 基因活化学说（三） 激素受体 （ hormone receptor）（一） 酸生长理论处理 IAA IAA+PH4缓冲液 IAA+PH7缓冲液 IAA+PH4缓冲液 PH 3.23.5缓冲液 PH7缓冲液 PH 3.23.5缓冲液切段表现伸长，介质PH下降伸长(转入 )伸长停止重新伸长伸长(转入 )伸长停止转入重新伸长（一） 酸生长理论质膜 H +-ATPase(质子泵 )生长素 质子泵活化 细胞质内的（ H+） 细胞壁 酸化 键（如H键）断裂。 细胞壁水解酶 活化， 多糖 单糖， 纤维素交织点断裂、松驰、细胞壁变软、可塑性增加。细胞水势下降蛋白质合成细胞吸水细胞质中受体质膜上的受体H+分泌到细胞壁中信使物进入核内使某些基因解阻遏，与生物有关的mRNA被转录细胞壁软化快速反应长期效应IAA细胞生长（二） 基因活化学说五、生长素的作用机理 是指能与激素特异性结合 , 并且能引发特殊生理生化效应的蛋白质 。（三） 激素受体 （ hormone receptor）PLA游离脂肪酸和溶血磷脂 LPC是磷脂酶 C PK蛋白激酶 DAG和磷酸胆碱 DAG双酰甘油Auxin-binding protein 1 (ABP1)ABP1, first described from maize.The first detection of ABP1 auxin binding activity in crude membrane preparations of etiolated coleoptiles.In 1985, the binding protein was purified for the first time leading to functional studies of ABP1, examination of its cell biology and its structure.A 2,4-D matrix was also used to purify peach auxin binding proteins, later shown to be members of the protein superfamily known as the germins . Hertel et al., 1972Ray et al., 1977Ray, 1977Batt et al., 1976Ray et al., 1977Loebler and Klaembt, 1985Ohmiya et al., 1993Dunwell et al., 2000The conserved domains of ABP1Richard et al., 2003; Woo et al., 2001ABP1 in organized cell elongation and division in embryogenesisChen et al., 2001ABP1/ABP1abp1/abp1abp1/abp1ABP1/ABP1ABP1/ABP1 abp1/abp1abp1/abp1 abp1/abp1abp1/abp1 abp1/abp1controlAnti-ABP1BY-2 cell Division stageBY-2 cell elongation stagecontrolAnti-ABP1Tian et al., 1995; Richard et al., 2003ABP1 is located both in the ER and at the outer face of the plasma membrane but the ABP1 in ER does not bind auxin.ABP1 located at the plasma membrane is involved in the control of early auxin electrophysiological responses.ABP1 and downstream auxin responsesCrosslink of ABP1 and TIR1 signaling pathways ATPase is rapidly stimulated by auxin and there is a lot of evidence that ABP1 is the receptor relevant for this process. Auxin induced de-novo synthesis of ATPase.Christian et al., 2006二、赤霉素作用机理 1、 GA与受体结合，激活 G蛋白，诱发 cGMP途径和 CaM及蛋白激酶途径。二、赤霉素作用机理 1、 GA与受体结合，激活 G蛋白，诱发 cGMP途径和 CaM及蛋白激酶途径。 2.GA促进酶的合成（特别是水解酶）。 GA是编码这些酶基因的去阻遏抑物，促进 mRNA的形成。 如诱导 - 淀粉酶 啤酒工业上的应用 3、 GA调节 IAA水平 激素控制植物伸长： GA促进伸长最明显（增