植物生長物質(zhì) (3)課件

1、關(guān)于植物生長物質(zhì) (3)第一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 植物生長物質(zhì)是一些調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的生理活性物質(zhì) 植物激素(plant hormone)植物生長調(diào)節(jié)劑(plant growth regulator) 植物激素是指在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生之處運送到別處，對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機物。 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)。 概念第二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 植物激素有五大類，即生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、乙烯和脫落酸。此外，油菜素甾體類、茉莉酸類、水楊酸和多胺類等對植物的生長發(fā)育具有多方面的調(diào)節(jié)作用。 植物激素具有以下特點：第一，內(nèi)

2、生性，是植物生命活動中的正常代謝產(chǎn)物；第二，可運性，由某些器官或組織產(chǎn)生后運至其它部位而發(fā)揮調(diào)控作用，在特殊情況下植物激素在合成部位也有調(diào)控作用；第三，調(diào)節(jié)性，植物激素不是營養(yǎng)物質(zhì)，通常在極低濃度下產(chǎn)生生理效應(yīng)。 第三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 五大植物激素主要生理作用(注意它們之間的區(qū)別和聯(lián)系)2. 生長素的作用機理、赤霉素對大麥種子淀粉酶的誘導(dǎo)。3. 五大激素合成途徑(不記過程)及前體物質(zhì)，乙烯生物合成的調(diào)節(jié) 本章重點和難點第四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-1 生長素一. IAA的發(fā)現(xiàn) 二. IAA在植物體內(nèi)的分布和運輸 三. IAA的存在形式與代謝 四.

3、IAA的生理效應(yīng) 五. IAA的作用機理 第五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月一. IAA的發(fā)現(xiàn) 第六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-2第七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、IAA在植物體內(nèi)的分布和運輸 1. 分布 10100 ng / g FW燕麥幼苗 根芽鞘第八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 運 輸 韌皮部運輸 極性運輸(polar transport): 形態(tài)學(xué)上 下主動過程 缺氧 2,3,5三碘苯甲酸(TIBA)抑制:第九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖7-4 IAA的極性運輸A. 胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端向上 B. 胚芽鞘形態(tài)學(xué)下端向上

4、第十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月三. IAA的存在形式與代謝 1. 存在形式 游離型束縛型：糖、AA 等，貯藏、鈍化形式2. IAA的代謝 (1) 生物合成 前體物：色氨酸 (2) 降解 酶氧化降解（主） 吲哚乙酸氧化酶 光氧化降解 返回第十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月酸第十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月四. IAA的生理效應(yīng) 1. 促進生長 特點 （1）雙重作用 （2）不同器官對IAA的敏感性不同 根芽莖 (3) 離體器官促進 整株不明顯低濃度促進高濃度抑制 第十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十

5、五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 促進器官與組織的分化 插條不定根 3. 誘導(dǎo)單性結(jié)實，形成無籽果實4. 影響性別分化 促進黃瓜雌花分化 5.保持頂端優(yōu)勢 6.促進菠蘿開花 第十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月IAA的作用機理 1. 酸生長理論 Rayle and Cleland，1970細胞p下降，w下降，吸水，體積增大 不可逆增長 要點：IAA活化質(zhì)膜上H+泵H+ 內(nèi)壁，壁pH下降壁中H鍵斷裂，壁松弛第十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 基因活化學(xué)說 IAA + 受體激活胞內(nèi)第二信使使處于抑制狀態(tài)的基因解阻

6、遏，轉(zhuǎn)錄翻譯，合成新的 mRNA和蛋白質(zhì)細胞生長 第十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月3. IAA受體 激素受體(hormone receptor)，是指能與激素特異結(jié)合并能引發(fā)特殊生理生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)。 概念第二十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月IAA的作用機理返回第二十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-2 赤霉素(gibberellin, GA)一、GA的發(fā)現(xiàn)和種類二、GA的生物合成與運輸 三、GA的生理效應(yīng) 四、GA的作用機理 第二十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、GA的發(fā)現(xiàn)和種類1926，黑澤英一，水稻惡苗病1938，藪田等，水稻赤霉菌赤霉素

7、結(jié)晶 1959，確定化學(xué)結(jié)構(gòu)1. 發(fā)現(xiàn)2. 種類和化學(xué)結(jié)構(gòu) 二、GA的生物合成與運輸 1. 生物合成2. 運輸 束縛型 游離型 合成場所：發(fā)育中種子，幼葉，根126種前體物：甲瓦龍酸第二十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月異戊二烯單位 19-C20-C，活性也高 第二十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月赤霉酸第二十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月甲瓦龍酸GA12返回GA12-7-醛甲瓦龍酸(MVA)異戊烯焦磷酸貝殼杉烯GA12-7-醛其他GA 第二十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、GA的生理效應(yīng) 1. 促進莖的伸長生長 促進細胞伸長 特點 促進整株植物生

8、長 促進節(jié)間的伸長 不存在超最適濃度的抑制作用 2. 打破休眠 0.5 1 mg L-1 馬鈴薯圖片矮生 正常 GA第二十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 誘導(dǎo)開花 GA能代替低溫和長日照誘導(dǎo)某些長日植物開花4. 促進某些植物座果 5. 誘導(dǎo)單性結(jié)實 6. 促進雄花分化 葡萄花前10d，400 mg L-1 GA, 無核率98%圖片返回白菜、蘿卜等第二十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月GA3 對矮生型豌豆的效應(yīng)對照施用5g GA3后第7天第三十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 GA3誘導(dǎo)甘藍莖的伸長 ，誘導(dǎo)產(chǎn)生超長

9、莖第三十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月GA對胡蘿卜開花的影響對照10 g GA/d處理4周低溫處理6周第三十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、GA的作用機理 1. GA與酶的合成 這證明糊粉層細胞是GA作用的靶細胞。無胚種子不能產(chǎn)生-淀粉酶外加GA，產(chǎn)生-淀粉酶既去胚又去糊粉層，用GA處理，不能產(chǎn)生-淀粉酶。證明GA誘導(dǎo)-淀粉酶的形成大麥生物鑒定法 第三十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月GA對大麥糊粉層產(chǎn)生-淀粉酶的影響無胚種子第三十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大麥籽?？v剖面示意圖及水解酶的合成與GA的關(guān)系 第三十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2

10、022年6月2. GA調(diào)節(jié)IAA水平 GA降低了IAA氧化酶的活性。 GA促進蛋白酶活性，使蛋白質(zhì)水解，IAA的合成前體(Trp)增多。 GA促進IAA束縛型游離型 GA可使內(nèi)源IAA的水平增高 ?第三十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月GA與IAA形成的關(guān)系 第三十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月3. GA調(diào)節(jié)細胞壁中的鈣的水平 (促進莖的延長) Ca2+有降低細胞壁伸展性的作用。GA能使Ca2+ 壁胞質(zhì)，壁中Ca2+水平下降，壁伸展，生長加快。 返回第三十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-3 細胞分裂素類(cytokinin，CTK) 一、CTK的發(fā)現(xiàn)和種類

11、二、CTK的分布與代謝 三、CTK的生理效應(yīng) 四、CTK的作用機理 第三十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、CTK的發(fā)現(xiàn)和種類 Skoog和崔澄(1948)等發(fā)現(xiàn)生長素存在時腺嘌呤具有促進細胞分裂的活性。 1955年米勒(Millu)和Skoog等發(fā)現(xiàn)存放了4年的DNA也能誘導(dǎo)細胞分裂激動素(KT)。 1956年，米勒等從高壓滅菌處理的DNA分解產(chǎn)物中純化, 6呋喃氨基嘌呤。 1963年，未成熟的玉米籽粒細胞分裂促進物質(zhì)，玉米素(zeatin，Z，ZT)，是最早發(fā)現(xiàn)的植物天然細胞分裂素 第四十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月都是腺嘌呤的衍生物天然CTK: 玉米素，玉米素核苷

12、、二氫玉米素、異戊烯基腺嘌呤(iP), 異戊烯基腺苷(iPA)等。人工合成的CTK：激動素(KT)、6-芐基腺嘌呤(6-BA), 應(yīng)用最廣。種類和結(jié)構(gòu)特點 第四十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月腺嘌呤激動素, KTDNA高壓滅菌時產(chǎn)生人工合成第四十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月玉米素，ZT首次從植物體分離出的天然CTK第四十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月6-芐基腺嘌呤，6-BA人工合成返回第四十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、CTK的分布與代謝 莖尖、根尖、未成熟的種子等 11000 ngg-1 DW 合成部位: 根尖，怎樣證明？生物合成 由tR

13、NA水解產(chǎn)生 從頭合成，前體: 甲瓦龍酸 第四十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、CTK的生理效應(yīng) 1. 促進細胞分裂和擴大 IAA只促進核的分裂而與細胞質(zhì)的分裂無關(guān) 。 CTK促進細胞質(zhì)分裂。 GA縮短細胞周期中的G1期(DNA合成準備期)和S期(DNA合成期)的時間，加速細胞的分裂 橫向增粗 第四十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月CTK對蘿卜子葉膨大的作用葉面涂施CTK(100mgL-1)對照第四十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 促進芽的分化 組織培養(yǎng) CTK / IAA 高形成芽CTK / IAA 低形

14、成根CTK / IAA 中保持生長而不分化愈傷組織CTK促進側(cè)芽發(fā)育，消除頂端優(yōu)勢 (KT: 0.01-1mg/LNAA: 0.1-2mg/L)第四十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月IBA, 0.5 g ml-1IBA, 0.5 g ml-1ZT, 2.0 g ml-1擬南芥（Arabidopsis）第五十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月3延緩葉片衰老 4. 其他生理作用 促進氣孔開放；打破種子休眠；刺激塊莖形成；促進果樹花芽分化清除活性氧阻止水解酶的產(chǎn)生，保護核酸、蛋白質(zhì)、葉綠素不被破壞阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)外流？CTK第五十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PP

15、T共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月四、CTK的作用機理 CTK對轉(zhuǎn)錄和翻譯的控制 促進RNA, 蛋白質(zhì)合成保護tRNA不被水解 第五十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月酵母絲氨酸 tRNA的結(jié)構(gòu) 返回第五十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月CTK的應(yīng)用應(yīng)用方法可采用噴灑法或浸蘸法。如用10至50毫克/升(10-50ppm)細胞分裂素溶液浸蘸切花花莖2分鐘，能延緩康乃馨、月季、鳶尾、郁金香等切花的衰老。此外，細胞分裂素還適用于貯藏期和運輸之前的切花處理，以減少在黑暗中葉綠素的損失。第五十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-4 脫落酸(abscisic acid，ABA)一

16、、ABA的發(fā)現(xiàn) 二. ABA的分布與代謝 三、ABA的生理效應(yīng) 四、ABA的作用機理 第五十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、ABA的發(fā)現(xiàn) 1961年劉等，在研究棉花幼鈴脫落時，從成熟的干棉殼促進脫落的物質(zhì)，脫落素1963年美國 Addicott等，從225kg 棉鈴9mg 脫落素同時，英國Wareing，樺樹葉休眠素1967，定名為脫落酸 第五十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月異戊二烯為基本單位 C15不對稱碳原子 天然形式：右旋 第五十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月二. ABA的分布與代謝 脫落或休眠器官中較多逆境下增多 合成部位：(主)根冠、萎蔫葉片 莖

17、、種子、花和果等 1.生物合成 (1 )類萜途徑 前體物：甲瓦龍酸甲瓦龍酸類胡蘿卜素（紫黃質(zhì)）黃質(zhì)醛ABA返回第五十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月14C甲瓦龍酸(MVA)為起始物，在番茄等果實和根系中證實。(2 )類胡蘿卜素途徑(Carotenoid pathway)紫黃質(zhì)經(jīng)光解或脂氧合酶(lipoxgenase)作用轉(zhuǎn)變?yōu)锳BA醛,最后再轉(zhuǎn)變成ABA。有關(guān)酶已克隆。第六十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.ABA的束縛與氧化ABA在植物體中代謝有兩條途徑：1）氧化分解為紅花菜豆酸和二氫紅花菜豆酸。（活性低）2）與葡萄糖結(jié)合成為束縛狀態(tài)。束縛態(tài)可能是貯藏和運輸形式。ABA運

18、輸通過木質(zhì)部、韌皮部和薄壁細胞進行。第六十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、ABA的生理效應(yīng) 1. 抑制生長 ABA誘導(dǎo)芽休眠，抑制種子萌發(fā)?？笹A作用。2. 促進脫落 離層 生物檢定 3. 促進休眠 4. 加速衰老 與CTK相反5. 促進氣孔關(guān)閉 土壤干旱，根 葉, 氣孔關(guān)閉， 減少蒸騰ABA6. 提高抗性 應(yīng)激激素或脅迫激素 返回第六十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月ABA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉A: pH6.8, 50mmol L-1 KClB: 轉(zhuǎn)移至添加10mol L-1 ABA的溶液中，1030min內(nèi)氣孔關(guān)閉(抗蒸騰劑，10-100ppm)鴨趾草第六十三張，PPT共九十

19、頁，創(chuàng)作于2022年6月四、ABA的作用機理 1.影響蛋白質(zhì)合成的有關(guān)酶活性 蛋白質(zhì)、RNA合成酶，抑制；促進 某種氨基酸裂解酶活性。2.在轉(zhuǎn)錄水平上影響蛋白質(zhì)合成。3.通過對蛋白質(zhì)的變構(gòu)調(diào)節(jié)起抑制作用。 返回第六十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-5 乙烯(ethylene, ETH)一、ETH的發(fā)現(xiàn) 二、ETH的生物合成三、ETH的生理效應(yīng) 第六十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、ETH的發(fā)現(xiàn) 1901年俄國奈劉波(Neljubow) 發(fā)現(xiàn)照明氣中的乙烯能引起黃化豌豆苗的三重反應(yīng)。1934年甘恩(Gane)證明乙烯是植物天然產(chǎn)物。1959年，伯格(Burg)等(氣相

20、色譜)測出了未成熟果實中有極少量的乙烯產(chǎn)生，隨著果實的成熟不斷增加。1965年，被公認為是植物的天然激素。 返回第六十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月合成部位：植物的所有部位都能產(chǎn)生乙烯。幼苗莖頂端是重要的乙烯產(chǎn)生部位。根系釋放量相對少一些。葉片ETH緩慢地增高，直到葉片衰老和脫落。在花器官同樣能合成乙烯.呼吸高峰與Eth直接有關(guān)（0.1-1lL-1能刺激肉質(zhì)果的成熟）。當(dāng)植物受機械或逆境脅迫時，乙烯生成量增加。第六十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月MetATPSAMACC合成酶ACCACC氧化酶ETHMACC前體: 蛋氨酸(甲硫氨酸，Met)直接前體: ACC (1-氨基

21、環(huán)丙烷-1-羧酸) ETH的生物合成 第六十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月促進：成熟衰老、IAA、 O2、逆境(低溫、干旱、水澇、切割等) 逆境乙烯 抑制：AVG(氨基乙氧基乙烯基甘氨酸)、 AOA(氨基氧乙酸) 、厭氧Co2+、Ni2+、Ag+ 第六十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 Ag(S2O3)23-對康乃馨的處理效果 返回第七十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、ETH的生理效應(yīng) 1. 三重反應(yīng)與偏上性反應(yīng) 乙烯三重反應(yīng): 抑制莖的伸長生長；促進莖或根的橫向增粗；促進莖的橫向生長(即使莖失去負向重力性)。偏

22、上生長: 是指器官的上部生長速度快于下部的現(xiàn)象。概念第七十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月ETH對黃化豌豆幼苗（苗齡6d）的效應(yīng)三重反應(yīng)處理2d第七十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月用10l L-1乙烯處理4h后番茄苗的形態(tài)第七十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 促進成熟 催熟激素 3. 促進脫落與衰老 促進纖維素酶的合成 4. 促進開花和雌花分化 ? IAA, ? GA5. 誘導(dǎo)次生物質(zhì)(橡膠樹的乳膠)的 分泌 返回第七十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月偏上（性）生長葉柄向下彎曲葉片下垂的現(xiàn)象。 第七十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月2)

23、 果實催熟。500-1000ppm乙烯利。2-氯乙基膦酸，ClCH2CH2OP(OH)2，一種有機酸, 其純品為無色針狀結(jié)晶。易溶于水、乙醇,不溶于石油醚。在溶液pH4時可迅速釋放出乙烯。第七十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月然后在售前1周左右用5005000lL-1(隨果實不同而異)的乙烯利浸沾，就能達到催熟和著色的目的，這已廣泛用于柑橘、葡萄、梨、桃、香蕉、柿子、杧果、番茄、辣椒、西瓜和甜瓜等作物上。700lL-1的乙烯利噴施煙草，促進煙葉變黃，提高質(zhì)量。第七十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 乙烯利 pH4時，可放出ETH 2氯乙基膦酸第七十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作

24、于2022年6月誘導(dǎo)脫落。 離區(qū)細胞產(chǎn)生過氧化物酶和纖維素酶。應(yīng)用：棉花采收期脫葉。茶樹疏花。葡萄、櫻桃、山核桃等疏花疏果。600-800 ppm。第八十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月4) 促進開雌花。 瓜類1-4葉期200-300 ppm乙烯利。5) 促進次生物質(zhì)排出。 5%的乙烯利，橡膠樹產(chǎn)膠。漆樹、松樹等產(chǎn)漆或產(chǎn)脂.6）乙烯對根淹植物的影響。有些植物在根系水淹時，如番茄出現(xiàn)乙烯中毒癥狀。7）乙烯增強植物抗真菌的作用。第八十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月Eth乙烯的作用機制1）乙烯對膜系統(tǒng)的作用促進膜透性。2）乙烯對酶的合成作用3）乙烯對蛋白質(zhì)、RNA合成的作用第八十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月7-6 植物激素間的相