植物生理学——植物生长物质1

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1、第八章植物生长物质（1）PlantGrowthSubstances第一节植物生长物质的概念和研究方法一、植物生长物质二、研究方法二类：1.植物激素2.植物生长调节剂1.植物激素（planthormones）植物体内代谢产生的微量生理活性物质，它产生于植物的一定部位，并能转移到其它部位起作用，在极低的浓度（<1mol）下就有明显的生理效应，调节植物的生长发育。内源的；微量；可移动；多种生理效应，双重效应。特点：植物生长物质的概念和研究方法传统的五大类植物激素植物生长物质的概念和研究方法生长素（auxin）赤霉素（gibberellins）细胞分裂素（cytokinins）脱落酸（a

2、bscisicacid）乙烯（ethylene）甾醇类植物激素—油菜素内酯SteroidalPlantHormonesBrassinosteroids植物生长物质的概念和研究方法茉莉酸（酯）（jasminate）水杨酸（酯）（salicylicacid）多胺（polyamines）系统素（systemin）寡糖素（oligosaccharide）开花素（florigen）......其他植物生长物质2.植物生长调节剂：生理效应与植物激素相似，人工合成的有机化合物，用于调节植物生长发育。人工合成，外源的；微量（1mM）；可从施用部位移动到作用部位；种类多，作用各不相同。特点：植物生长

3、物质的概念和研究方法二、研究方法生物鉴定法物理、化学方法（层析、色谱质谱）免疫法（RIA&ELISA）植物激素突变体的应用提取（合适的有机溶剂）纯化（萃取或层析）测定含量植物生长物质的概念和研究方法第二节生长素类(Auxin)一、生长素的发现和种类二、生长素在植物体内的分布与运输三、生长素的生理效应﹡四、生长素的作用机理﹡生长素的发现生长素的发现生长素生物鉴定法方法植物材料观察指标燕麦弯曲法燕麦胚芽鞘弯曲度小麦切段垂直生长法小麦胚芽鞘切段长度增加绿豆生根法绿豆下胚轴切段不定根数增加豌豆劈茎法豌豆直劈茎弯曲角度土豆或菊芋称重法土豆或菊芋园片鲜重增加植物生长物质的概念和研究方法天然生长

4、素类生长素的种类人工合成生长素类分布(Distribution)：二、生长素的代谢（MetabolismofIAA)1.生长素在植物体内的分布与运输大多集中在生长旺盛的部位运输（Transport)：IAA的极性运输形态学上端→形态学下端仅限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间需要能量的主动运输生长素极性运输机理流出载体只存在于细胞的基端IAA-IAAH两种形式存在游离型：有生物活性。束缚型：没有生物活性贮存与运输形式吲哚乙酰葡萄糖、吲哚乙酰肌醇、吲哚乙酰天冬氨酸、IAA-葡聚糖、IAA-糖蛋白2.生长素存在形式与分解1.酶氧化降解2.光氧化降解酶氧化降解脱羧途径非脱羧途径3-亚甲基

5、氧化吲哚过氧化物酶主要途径生长素类（auxins）吲哚乙酸氧化酶（IAAoxidase）过氧化物酶IAA的降解：3.生长素的合成(色胺途径)色氨酸脱羧酶色胺胺氧化酶(吲哚丙酮酸途径)(直接前体)色氨酸(合成前体)色氨酸转氨酶吲哚丙酮酸吲哚丙酮酸脱羧酶吲哚乙醛吲哚乙醛脱氢酶吲哚乙酸(吲哚乙腈途径)芸薹葡糖硫苷吲哚乙腈腈水解酶葡糖硫苷酶吲哚乙醇氧化酶吲哚乙醇(吲哚乙醇途径)色氨酸途径非色氨酸途径游离态运输结合态氧化脱羧生长素的代谢生长素类（auxins）生长素的生理效应（1)生长素促进生长的双重作用1.促进生长三、生长素的生理效应（2）不同器官对生长素的敏感性不同③对离体器官和整体植物

6、效应不同2.促进插条不定根的形成对照IAA48h后放射自显影IAA生长素类（auxins）生长素的生理效应3.对营养的调运作用IAA对草莓“果实”的影响4.生长素的其他效应引起顶端优势；促进形成层细胞向木质部细胞分化；促进叶片的扩大，光合产物的运输等；促进菠萝开花；以及生长素还可延迟花的脱落和叶子脱落。生长素类（auxins）生长素的生理效应四、生长素的作用机理1.酸生长理论2.基因活化学说3.生长素的受体生长素类（auxins）生长素的作用机理1、酸生长理论(Acid-growththeory)-快速反应IAA激活H＋-ATPase胞外[H＋]激活纤维素酶等多种壁水解酶胞间介质酸

7、化壁组分降解壁伸展性加大细胞扩大酸生长理论(Acid-growththeory):Rayle&Cleland(1970)雷利和克莱兰纤维素微纤丝木葡聚糖氢键其它细胞壁多糖共价键钝化活化H+IAAATPADP细胞质细胞膜细胞壁质子泵酸生长理论尚有不足：2.生长素对某些双子叶植物(如豌豆茎)诱导的质子外流不很明显。1.生长素诱导的细胞伸长生长是一个需能过程，呼吸抑制剂存在时，呼吸代谢受抑制，生长素诱导的生长也受抑制。但对H＋诱导的伸长无影响。生长素类（auxins）生长素