植物的调控系统

关于植物的调控系统植物生长发育的特点：

在植物生活史的各个阶段总在不断地形成新的器官；当营养生长到一定阶段，光、温条件调控其转向生殖生长；植物细胞具有高度的全能性；植物对复杂的环境变化可以作出多种反应。第2页,共54页，2024年2月25日，星期天植物体的生长和发育始终都受到一系列外部和内部因素的控制.植物对自身的生命活动也有一整套调控系统，目前对于植物的调控系统了解比较清楚的只是其中的激素调控，其它方面如对各种外界刺激的响应、生物钟等也有所了解。第3页,共54页，2024年2月25日，星期天一、植物激素对生长发育的调控低浓度（1μmol/L以下）有调节作用

内生的能移动的植物激素（phytohormones）植物体内产生的、能移动的、对生长发育起显著作用的微量有机物。第4页,共54页，2024年2月25日，星期天植物激素对植物体的生长、细胞分化、器官发生成熟和脱落等多方面具有调节作用，植物激素对于植物的生长发育是必不可少的微量化合物大约有300多种由微生物和植物产生的次生代谢物对植物的生长发育具有调节活性植物激素的种类和作用第5页,共54页，2024年2月25日，星期天公认的5大类植物激素包括：生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯在植物体中，5大类激素往往是相互协调地共同参与植物生长发育的调控人们根据植物激素的分子结构，人工合成出一些与其结构相似或完全不同，但具植物激素生理功能的物质，如吲哚丁酸、矮壮素等，称为植物生长调节剂第6页,共54页，2024年2月25日，星期天（一）、生长素类1、生长素的发现：生长素是1880年CharlesDarwinandFrancisDarwin[E]发现的，1928年Went命名的。2、生长素的种类：1）、植物体内天然的生长素类有：IAA（吲哚乙酸）、

IBA（吲哚丁酸）、吲哚乙腈、4-氯吲哚乙酸、吲哚乙醛、吲哚乙醇等。2）、人工合成的生长素类有：NAA（奈乙酸）、IBA、2，4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）等。第7页,共54页，2024年2月25日，星期天3、生长素在植物体内的合成和运输生长素主要是在植物茎的顶端分生组织中合成。生长素在植物体内的运输具有极性，只能从形态学的上端向下端运输（类生长素无此特型）。第8页,共54页，2024年2月25日，星期天4、生长素的生理作用生长素促进幼苗中细胞的伸长：促进幼茎的伸长；影响根的生长、分化和分枝以及果实的发育，顶端优势，向光性和向重力性。第9页,共54页，2024年2月25日，星期天生长素浓度对茎和根细胞伸长的影响第10页,共54页，2024年2月25日，星期天5、生长素在农业生产上的应用

1）、促进细胞和器官的伸长生长；

2）、促进细胞分裂和分化，有利于插枝生根；

3）、促进菠萝开花；

4）、促进单性结实，获得无籽果实；

5）、防止器官脱落。第11页,共54页，2024年2月25日，星期天生长素的作用第12页,共54页，2024年2月25日，星期天（二）、赤霉素和细胞分裂素1、赤霉素

1）、赤霉素的发现及化学结构赤霉素的发现：赤霉素是在研究水稻恶苗症的过程中发现的，现发现的赤霉素已有108种，在高等植物中有79种。赤霉素的化学结构：赤霉素是一种双贴，由4个异戊二烯单位组成，基本结构是赤霉素烷，以含碳数目的不同可分为C19、C20两类赤霉素。

第13页,共54页，2024年2月25日，星期天2）、赤霉素在植物体内的合成部位、存在形式赤霉素的合成部位：生长中的种子、果实、幼茎和幼根中。赤霉素的存在形式：自由型赤霉素、束缚型赤霉素。第14页,共54页，2024年2月25日，星期天3）、赤霉素的生理作用及应用①赤霉素能促进茎叶的伸长生长、增加植株高度；②赤霉素能促进植物的抽苔开花；③赤霉素能打破休眠、促进发芽，促进单性结实；④赤霉素能促进座果，防止脱落；⑤赤霉素能促进麦芽糖化，主要是能诱发α-淀粉酶的形成。第15页,共54页，2024年2月25日，星期天生长素和赤霉素对离体豌豆节间切段伸长生长的效应第16页,共54页，2024年2月25日，星期天UntreatedcabbageplantsSimilarcabbageplantsthathavebeentreatedwithgibberellins第17页,共54页，2024年2月25日，星期天2、细胞分裂素1）、细胞分裂素的发现及化学结构细胞分裂素的发现源于烟草髓部的组织培养，其化学结构是腺嘌呤的衍生物。2）、细胞分裂素的种类天然的细胞分裂素：玉米素（ZT）、玉米素核苷（ZR）、6-呋喃氨基嘌呤（KT）等。人工合成的细胞分裂素：6-苄基腺嘌呤（6-BA）、四氢吡喃苄基腺嘌呤等。第18页,共54页，2024年2月25日，星期天3）、细胞分裂素的合成部位主要是在根尖合成的，另外在幼果、没有成熟的种子中也有细胞分裂素的合成。4）、细胞分裂素的生理作用①促进细胞的分裂和扩大；②诱导芽的分化；③促进侧芽的发育；④延迟叶片的衰老。第19页,共54页，2024年2月25日，星期天（三）、脱落酸和乙烯1、脱落酸1）、脱落酸的发现：1963年Addicott从未成熟的将要脱落的棉桃中，提取的一种可以促使棉桃早熟脱落和最终脱落的物质，刚开始命名为脱落素Ⅱ，1967年才统一称为脱落酸。2）、脱落酸的合成部位主要在根冠和衰老的叶片中合成；第20页,共54页，2024年2月25日，星期天3）、脱落酸的生理功能①促进休眠；②调节气孔和抗逆性；③促进脱落；④抑制生长。第21页,共54页，2024年2月25日，星期天2、乙烯1）、乙烯的分布：主要分布在各个组织中，特别是快要成熟的组织和果实中含量最多。第22页,共54页，2024年2月25日，星期天2）、乙烯的生理功能①抑制伸长生长乙烯的“三重反应”：是指乙烯抑制茎的伸长生长、促进横向加粗、负向重力性消失的生物学效应。②促进果实的成熟；③促进器官的脱落和衰老；④增加瓜类的雌花数量；（使用液体的乙烯利）⑤促进橡胶乳汁的分泌；⑥促进菠萝开花。第23页,共54页，2024年2月25日，星期天乙烯的生理作用第24页,共54页，2024年2月25日，星期天乙烯的生理作用第25页,共54页，2024年2月25日，星期天（四）、激素间的相互作用1、激素间的协同作用：指一类激素的存在可以增强另一类激素的生理效应。如：生长素与赤霉素。2、激素间的拮抗作用：指一类激素的作用可以抵消另一类激素的作用。如：脱落酸与细胞分裂素、乙烯与生长素、生长素与细胞分裂素。第26页,共54页，2024年2月25日，星期天3、激素间的反馈作用：指一类激素影响另一类激素的水平后，反之影响原激素的作用。如：超适浓度的生长素可以促进乙烯的形成，而乙烯产生一定数量之后，又反而抑制生长素的合成和运输。4、激素间的连锁作用：几类植物激素在植物生长发育过程中相继起着特定的作用，共同协调着植物性状的表现。第27页,共54页，2024年2月25日，星期天（五）植物激素在农业上的用途脱落未成熟果实的控制。无籽果实的生产。促进结实。除草。第28页,共54页，2024年2月25日，星期天二、植物的生长和运动

1、周期性—生长大周期、季节周期性和昼夜周期性（一）植物生长的特性第29页,共54页，2024年2月25日，星期天1）在植物生长过程中，无论是细胞、器官或整个植株的生长速率都表现出慢—快—慢的规律。既开始时生长缓慢，以后逐渐加快，达到最高点后又减缓以至停止。生长的这三个阶段总合起来叫做生长大周期。意义：根据生长大周期，可以采取相应的措施，促进或抑制器官或整个植株的生长。第30页,共54页，2024年2月25日，星期天2）无论一年生、还是多年生植物的营养生长，都或多或少地表现出明显的季节性变化，这种在一年中的生长随季节而发生的规律性变化，叫季节周期性3）植物的生长速率按昼夜变化发生的有规律的变化，叫昼夜周期性第31页,共54页，2024年2月25日，星期天2、相关性1）地下部分和地上部分的相关相互依赖——根深叶茂、本固枝荣相互制约——资源有限,植物个体必须作出权衡,将有限的资源投向最需要的部位根冠比：地下部重/地上部重2）主茎和分枝的相关顶端优势——顶端生长占优势的现象3）营养器官和生殖器官的相关相互依赖相互制约第32页,共54页，2024年2月25日，星期天顶芽去除后的影响第33页,共54页，2024年2月25日，星期天（二）植物的运动1、向性运动:是指植物对外界环境中的单方向刺激而引起的定向生长运动。它主要是由于不均匀生长而引起的，根据刺激的种类可以相应地分为向光性、向重力性、向水性和向化性等第34页,共54页，2024年2月25日，星期天1）向光性：指植物器官因单向光照而发生的定向弯曲能力。正向光性、负向光性、横向光性。原因：传统观点认为是生长素浓度的差异造成；现认为是生长抑制物质萝卜宁、萝卜酰胺、黄质醛等分布不均而引起的。2）向重力性：植物对地心引力的定向生长反应。正向重力性、负向重力性、横向重力性3）向水性和向化性：植物的根系朝向水肥较多的区域生长的现象第35页,共54页，2024年2月25日，星期天横向光性第36页,共54页，2024年2月25日，星期天负向重力性第37页,共54页，2024年2月25日，星期天正向重力性第38页,共54页，2024年2月25日，星期天2、感性运动（膨胀运动）由没有一定方向的外界刺激引起的运动感夜运动：由于夜晚的到来，光照和温度改变而引起的运动感震运动：由于机械刺激而引起的植物运动第39页,共54页，2024年2月25日，星期天感夜运动第40页,共54页，2024年2月25日，星期天含羞草的感震运动第41页,共54页，2024年2月25日，星期天雄蕊的感震运动第42页,共54页，2024年2月25日，星期天二、植物有生物钟生物钟：是指植物内生的近似昼夜节奏，或植物对地球时间变化的适应。植物近似昼夜节奏的表现在生物界中广泛存在，从单细胞生物到多细胞生物，包括植物、动物，如高等植物的气孔运动、蒸腾作用、伤流液的流量，有些花的开放。第43页,共54页，2024年2月25日，星期天光周期和花的诱导光周期现象：指植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象，或一天昼夜的长度影响植物开花的现象。第44页,共54页，2024年2月25日，星期天1、植物光周期反应的类型临界日长：指每天中诱导长日植物开花所需的最短日照和诱导短日植物开花所需的最长日照时数。临界夜长：是指光周期中长日植物开花的最大暗期或短日植物开花的最小暗期长度。第45页,共54页，2024年2月25日，星期天根据植物在光周期现象中对每天昼夜长度的要求不同，可把植物分为：短日植物：指每天昼夜周期中的日照长度短于一定临界日长才能开花的植物。如：大豆、水稻、甘蔗、草莓等。长日植物：指每天昼夜周期中的日照长度长于一定的临界日长才能开花的植物。如：小麦、甘兰、油菜、胡萝卜等。日中性植物：指对日照要求范围很广，在任何日照下都能开花的植物。如：黄瓜、辣椒等。

第46页,共54页，2024年2月25日，星期天暗期中断试验

在暗期中间用短时间的光照打断暗期，则会抑制短日植物开花，促进长日植物开花，其中以红光效果最好。第47页,共54页，2024年2月25日，星期天第48页,共54页，2024年2月2