植物生長發(fā)育的調(diào)控

植物生長發(fā)育的調(diào)控一、植物激素對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)二、環(huán)境因子對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)三、植物的運動一、植物激素對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（一）植物激素的概念

1.植物激素(planthormones)

植物體合成的、通常從合成部位運往作用部位、對植物的生長發(fā)育具有顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機物。

2.植物激素的特點內(nèi)生的:植物生命過程中正常代謝產(chǎn)物能運轉(zhuǎn)的:由產(chǎn)生部位轉(zhuǎn)移到其它部位發(fā)生作用低濃度下（通常小于1μmol/L)起作用

植物生長調(diào)節(jié)劑(plantgrowthregulators)：即人工合成的具有植物激素生理活性的化合物，包括生長促進(jìn)劑、生長抑制劑和生長延緩劑，如矮壯素等。

植物生長物質(zhì)(plantgrowthsubstances)：植物激素、植物生長調(diào)節(jié)劑和植物體內(nèi)其它能調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的微量有機物。激素對植物的調(diào)節(jié)作用分正面和負(fù)面兩種作用（二）激素在種子萌發(fā)過程中的調(diào)節(jié)作用1．打破種子休眠，促進(jìn)萌發(fā)在種子萌發(fā)過程中,內(nèi)源激素起到重要作用束縛生長素（boundauxin）(無活性)

水解自由生長素（freeauxin）(有活性)細(xì)胞分裂素增多赤霉素含量也增加

脫落酸:在種子形成過程中增多,抑制種子萌發(fā);

在種子萌發(fā)時減少,促進(jìn)種子萌發(fā).調(diào)節(jié)胚芽胚根細(xì)胞分裂與生長,共同促進(jìn)種子萌發(fā)胚赤霉素2．赤霉素誘導(dǎo)水解酶的生成淀粉酶蛋白酶核糖核酸酶磷酸化酶、酯酶

淀粉水解使貯藏物質(zhì)小分子3．促進(jìn)細(xì)胞分裂、伸長和擴大

細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)的分裂促進(jìn)細(xì)胞分裂生長素促進(jìn)核的有絲分裂

赤霉素促進(jìn)DNA的合成,

縮短細(xì)胞周期

生長素:促進(jìn)細(xì)胞伸長生長促進(jìn)細(xì)胞細(xì)胞分裂素:使細(xì)胞體積增大,不是伸長伸長擴大赤霉素:有促進(jìn)細(xì)胞伸長的作用.（三）激素在植物營養(yǎng)生長過程中的調(diào)節(jié)作用1．促進(jìn)莖的伸長生長素:莖尖合成生長素向下運輸,促進(jìn)節(jié)間伸長。赤霉素：外施赤霉素促使體內(nèi)生長素增加，使前質(zhì)體色氨酸進(jìn)一步合成IAA（吲哚乙酸）；

矮壯素（CCC）、多效唑（PP333）、縮節(jié)安（Pix）抑制GA的合成

生長素的作用赤霉素的生理作用UntreatedcabbageplantsSimilarcabbageplantsthathavebeentreatedwithgibberellins（三）激素在植物營養(yǎng)生長過程中的調(diào)節(jié)作用2．頂端優(yōu)勢（apicaldominance）頂端優(yōu)勢：主莖頂端生長抑制側(cè)芽生長的現(xiàn)象。原因：頂芽合成生長素，向下運輸，側(cè)芽生長抑制，距離頂芽越近濃度越高，作用越明顯。細(xì)胞分裂素：促進(jìn)側(cè)芽生長，消除頂端優(yōu)勢。赤霉素：有加強頂端優(yōu)勢的作用。頂芽去除后的影響3．維管組織的分化

生長素：可誘導(dǎo)薄壁細(xì)胞分化出維管組織；

細(xì)胞分裂素：與木質(zhì)部的發(fā)生有關(guān)；

赤霉素/生長素比值高時，有利于韌皮部分化，反之有利于木質(zhì)部分化。

（三）激素在植物營養(yǎng)生長過程中的調(diào)節(jié)作用4．根和芽的分化

生長素能誘導(dǎo)不定根的形成；細(xì)胞分裂素（CTK）有利于形成芽。

IAA/KT(激動素)=高，易生根

IAA/KT=低，易生芽5．乙烯對生長的影響（三）激素在植物營養(yǎng)生長過程中的調(diào)節(jié)作用

乙烯對植物有抑制或促進(jìn)生長的作用，均屬非正常現(xiàn)象。（四）激素在植物生殖生長過程中的調(diào)節(jié)作用*1.植物激素與開花的關(guān)系

赤霉素、生長素、細(xì)胞分裂素參與許多植物的成花過程，乙烯、脫落酸與成花誘導(dǎo)的研究較少。

在不同植物性別分化時起作用的激素不同，外源激素影響植物的性別表達(dá)，甚至發(fā)生性別逆轉(zhuǎn)。2.植物激素對性別分化的作用3.乙烯對果實成熟的調(diào)節(jié)

呼吸躍變（respiratoryclimacteric）—許多果實成熟過程中，體積生長到最大時，呼吸作用降到最低點，進(jìn)入晚熟期呼吸強度又突然升高，出現(xiàn)一個高峰后又下降的現(xiàn)象。（四）激素在植物生殖生長過程中的調(diào)節(jié)作用

在成熟期表現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象的果實稱為躍變型果實；如：蘋果、梨、杏、無花果、香蕉、白蘭瓜、番茄等。

非躍變型果實：柑橘、葡萄、櫻桃、草莓、菠蘿等。

（五）植物衰老與激素調(diào)節(jié)1．概念

衰老（senescence）：生物體或其一部分的機能衰退并逐漸趨向死亡的現(xiàn)象。2．衰老時的生理生化變化

光合色素喪失

呼吸作用

核酸、蛋白質(zhì)被降解

細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化3．衰老的激素調(diào)節(jié)

生長素、細(xì)胞分裂素（CTK）和赤霉素（GA）可以延緩衰老，脫落酸（ABA）、乙烯（Eth）則促進(jìn)衰老。

（六）激素的作用機理激素與轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor）結(jié)合，影響基因的表達(dá)。激素與受體（receptor）結(jié)合構(gòu)象改變產(chǎn)生第二信使激發(fā)一系列生理生化反應(yīng)二、環(huán)境因子對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)（一）環(huán)境條件對種子萌發(fā)的影響1．水分吸脹作用

種皮軟化，種胚突破種皮

細(xì)胞質(zhì)由凝膠變?yōu)槿苣z，酶由鈍化變活躍，生長激素由結(jié)合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)

水分參與貯藏物質(zhì)的降解，促進(jìn)可溶性物質(zhì)運輸

有利于細(xì)胞分裂和細(xì)胞的擴大2．溫度3．氧氣4．光照溫度三基點有氧呼吸

需光種子如萵苣、月見草、鬼針草、煙草及一些禾本科牧草

嫌光種子或需暗種子：茄子、番茄、瓜類、蔥屬等植物（二）環(huán)境因子對生長的影響1．物理因子（1）溫度（2）光促進(jìn)光合作用—高能反應(yīng)影響形態(tài)建成—低能反應(yīng)

黃化現(xiàn)象：黑暗中植物莖細(xì)長而柔弱，組織分化程度低，機械組織不發(fā)達(dá)，水分多而干物質(zhì)少，莖尖呈鉤狀彎曲，葉小不開展，缺乏葉綠素而呈黃白色，根系發(fā)育不良等現(xiàn)象。

由低能量光所調(diào)節(jié)的植物生長發(fā)育過程，即為光形態(tài)發(fā)生，或光形態(tài)建成（photomorphogenesis）。黑暗中生長的幼苗光下生長的幼苗光的形態(tài)建成作用

機械刺激影響植物生長發(fā)育的現(xiàn)象叫接觸形態(tài)建成（thigmomorphogenesis）。（3）機械刺激（4）重力2．化學(xué)因子3．生物因子

水分

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)

大氣

礦質(zhì)（三）植物生長的周期性

植物生長的周期性——植株或器官生長速率隨晝夜或季節(jié)變化發(fā)生有規(guī)律變化的現(xiàn)象。

季節(jié)周期性（seasonalperiodicity）——指一年或多年生的植物，在一年中的生長，隨季節(jié)變化所具有的一定周期性。

晝夜周期性（dailyperiodicity）——植物的生長速率隨晝夜的溫度、水分、光照變化而有規(guī)律的變化。

溫周期現(xiàn)象：植株或器官生長速率隨晝夜溫度變化而有規(guī)律的變化現(xiàn)象。

生物鐘（biologicalclock）——植物體內(nèi)存在一種不依賴于環(huán)境刺激的近似晝夜節(jié)奏(circadianrhythm)的計時系統(tǒng)。

生物鐘具有內(nèi)生性、溫度不敏感性和計時性三個特性。三、植物的運動1.向性運動（tropicmovement）

植物的某個器官或部位受環(huán)境因子的單方向刺激所引起的定向運動。（1）向光性(phototropism)

向光性——植物器官向光的方向彎曲的現(xiàn)象。正向光性負(fù)向光性橫向光性

向光彎曲與生長素的分布不均勻有關(guān)。（2）向重力性(gravitropism)

植物在整個生長期中，以重力線為標(biāo)準(zhǔn)，保持一定方向生長的特性。原因與生長素和脫落酸的移動有關(guān)負(fù)向重力性（negativegravitropism）正向重力性（positivegravitropism）植物感受重力反應(yīng)的受體：平衡細(xì)胞

平衡石（statolith）（3）向水性(hydrotropism)與向化性(chemotropism)（4）向觸性(thigotropism)向水性——當(dāng)土壤干燥或土中水分分布不均勻時，根總是趨向潮濕的方向生長的現(xiàn)象。向化性——由于化學(xué)物質(zhì)的分布不均或單方向的作用而引起的生長運動。

植物與一個固體物接觸時，很快發(fā)生生長變化的反應(yīng)。2．感性運動（nasticmovement）

由沒有一定方向的外界刺激所引起的運動。感震運動（thigmonasticmovement或seismonasticmovement）感夜運動（nyctinasticmovement）——植物受到夜晚到來影響的運動。機理是由于溫度