竞20132.2姜教授part植物生长物质是调节生长发育的微量化学物质它可分为两类

1、植物生长物质(plant growth substances)是调节植物生长发育的微量化学物质。它可分为两类：植物激素和植物生长调节剂。 植物生长调节剂: 一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质。 Hormones defined a substance synthesized within a plant that at very low concentrations affects growth and developmentcan transport within the plants hormones = phytohormones = plantgrowth regulators

2、 = plant growth substancesThe hormonesFive classical hormones:auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid, ethyleneOther plant growth regulator:jasmonic acid, brassinosteroids, salicylic acid, polyaminesMeasuring hormone levels bioassays e.g. measure root elongation inpresence/absence of hormone

3、 GC/MS Gas Chromatography/Mass Spectrometry ELISA2,4-二氯苯氧基乙酸2-甲氧基-3,6-二氯苯甲酸吲哚-3-丁酸（IBA）4-氯-吲哚-3-乙酸（4-Cl-IAA）生长素的代谢 生长素的运输 生长素极性运输部位：在茎中：上端下端 在根中：根基根尖（中柱中）根尖根基（皮层中）极性运输 合成部位快速分裂的组织，例如茎尖分生组织，幼嫩叶片，发育中的果实合成前体色氨酸或者吲哚生长素的生物合成 生长素的生物合成 色氨酸侧链要经过转氨、脱羧、氧化等反应 C吲哚丙酮酸途径 D色胺途径 B吲哚乙腈途径 A吲哚乙酰胺途径 游离型生长素(free auxin)

4、束缚型生长素(bound auxin)调解细胞内生长素水平储藏形式运输形式生长素的降解 促进生长 生长素的生理效应 双重作用不同器官对生长素的敏感性不同对离体器官和整株植物效应有别生长素可以有效促进插条不定根的形成，这主要是剌激了插条基部切口处细胞的分裂与分化，诱导了根原基的形成。 促进插条不定根的形成对养分的调运作用生长素的其它效应维持顶端优势(即顶芽对侧芽生长的抑制)诱导雌花分化(但效果不如乙烯)促进形成层细胞向木质部细胞分化促进光合产物的运输叶片的扩大和气孔的开放抑制花朵脱落叶片老化块根形成诱导伤口周围木质部的再生（筛管和导管）赤霉素的发现 1935年日本科学家薮田贞次郎从诱发恶苗病的赤

5、霉菌中分离得到了能促进生长的非结晶固体，并称之为赤霉素。 赤霉素的种类和化学结构 赤霉素的运输 双向运输 赤霉素的生理效应 促进茎的伸长生长促进整株植物生长促进节间的生长不存在超最适浓度的抑制作用诱导开花甘蓝，在短光照下保持丛生状，但施用赤霉素处理可以诱导其伸长和开花 促进雄花分化GA还可加强IAA对养分的动员效应，促进某些植物坐果和延缓叶片衰老 打破休眠GA调节IAA水平 （1）GA降低了IAA氧化酶的活性。（2）GA促进蛋白酶的活性，使蛋白质水解，IAA的合成前体(色氨酸)增多。（3）GA还促进束缚型IAA释放出游离型IAA。 异戊烯基腺嘌呤 二氢玉米素 异戊基腺嘌呤游离型细胞分裂素玉米素

6、核苷 异戊烯基腺苷 结合型细胞分裂素细胞分裂素的生理效应 促进细胞分裂 生长素只促进核的分裂(因促进了DNA的合成) 细胞分裂素主要是对细胞质的分裂起作用 赤霉素促进细胞分裂主要是缩短了细胞周期中的G1期(DNA合成准备期)和S期(DNA合成期)的时间 促进芽的分化 CTK/IAA的比值高时，愈伤组织形成芽；CTK/IAA的比值低时，愈伤组织形成根 调节地上部和根细胞分裂抑制根生长促进细胞扩大 细胞分裂素可促进一些双子叶植物如菜豆、萝卜的子叶或叶圆片扩大,这种扩大主要是因为促进了细胞的横向增粗。 由于生长素只促进细胞的纵向伸长，而赤霉素对子叶的扩大没有显著效应，所以CTK这种对子叶扩大的效应可

7、作为CTK的一种生物测定方法 促进侧芽发育，消除顶端优势 延缓叶片衰老 打破种子休眠 对物质运输的影响 ABA的结构特点 脱落酸(C15)香豆酸(PA)4-二氢香豆酸(DPA)脱落酸-D-葡萄糖酯胚胎发生晚期丰富蛋白（late-embryogenesis-abundant proteins，LEA） 第一阶段：以细胞分裂增殖为特征，从受精卵开始形成胚胎组织和胚乳组织；第二阶段：以储藏物积累为特征，细胞停止分裂，淀粉、脂肪、蛋白质等储藏物质大量积累，种子脱水，胚胎的耐干燥性逐渐增强LEAABA脱落酸与种子发育LEA蛋白,贮藏物质脱落酸的生理效应 促进气孔关闭 玉米穗萌（vivipary）突变体促

8、进休眠胎萌现象干旱条件下ABA提高根导水率干旱条件下ABA促进根生长,抑制地上部生长ABA提高植物抗逆性促进叶片衰老 乙烯的生物合成 乙烯的生物合成前体为蛋氨酸(甲硫氨酸，methionine，Met)，其直接前体为1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC) 乙烯乙烯氧化物草酸乙烯及其代谢物的化学结构蛋氨酸S-腺苷蛋氨酸合成酶S-腺苷蛋氨酸5 -甲硫腺苷5 -甲硫基核糖5 -甲硫基核糖-磷酸-酮基- -甲硫基丁酸N 丙二酰ACC丙二酰CoA乙烯的生物合成:杨氏循环影响乙烯合成的因素AVG(氨基乙氧基乙烯基甘氨酸，aminoet

9、hoxyvinyl glycine)、AOA(氨基氧乙酸，aminooxyacetic acid)、 Co2+、Ni2+、Ag+ 促进乙烯合成Fruit ripening、flower senescence、IAA、wounding、chilling injury、flooding、drought stress抑制乙烯合成乙烯的运输 被动扩散 ACC可能是乙烯在植物体内长距离运输的形式 乙烯的生理效应 改变生长习性 “三重反应”(triple response):抑制茎的伸长生长;促进横向加粗 ;茎失去负向重力性,上胚轴向水平方向生长.乙烯的三重反应乙烯促进叶片的偏上生长偏上生长:指器官的上部生长速度快于下部的现象。 促进果实成熟促进根毛生长打破某些植物种子和芽休眠促进凤梨科开花促进水生植物地下部伸长生长加速叶片衰老促进脱落乙烯促进花瓣的衰老叶片脱落三步模式图 离层植物激素间的相互关系 IAA与GA 有增效作用。促进伸长生长 GA/IAA比值高，韧皮部分化低，木质部分化增效作用: CTK加强IAA的极性运输，加强IAA效应。对抗作用: CTK促进侧芽生长， 破坏顶端优势； IAA抑制侧芽生长， 保持顶端优势。IAA与CTKIAA促进ETH的生物合成 ETH降低IAA的含量水平 ETH抑制IAA的生