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1、 植物生长物质是一些调节植物生长发育的生理活性物质 植物激素(plant hormone)植物生长调节剂(plant growth regulator)植物激素是指在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。植物生长调节剂是指具有植物激素活性的人工合成的物质。概念第1页/共53页 植物激素有五大类，即生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸。此外，油菜素甾体类、茉莉酸类、水杨酸和多胺类等对植物的生长发育具有多方面的调节作用。植物激素具有以下特点：第一，内生性，是植物生命活动中的正常代谢产物；第二，可运性，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发挥调控作用，在
2、特殊情况下植物激素在合成部位也有调控作用；第三，调节性，植物激素不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效应。第2页/共53页1.五大植物激素主要生理作用(注意它们之间的区别和联系)2.生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子淀粉酶的诱导。3.五大激素合成途径(不记过程)及前体物质，乙烯生物合成的调节 本章重点和难点第3页/共53页15-1 生长素一.IAA的发现 二二.IAA在植物体内的分布和运输在植物体内的分布和运输 三三.IAA的存在形式与代谢的存在形式与代谢 四四.IAA的生理效应的生理效应 五五.IAA的作用机理的作用机理 第4页/共53页一一.IAAIAA的发现的发现 第5页/共53页7-
3、2第6页/共53页二、IAA在植物体内的分布和运输 1.分布分布 10100 ng/g FW燕麦幼苗 根芽鞘第7页/共53页2.运运 输输 韧皮部运输 极性运输(polar transport):形态学上 下主动过程 缺氧 2,3,5三碘苯甲酸(TIBA)抑制:第8页/共53页图7-4 IAA的极性运输A.胚芽鞘形态学上端向上 B.胚芽鞘形态学下端向上 第9页/共53页三.IAA的存在形式与代谢 1.存在形式存在形式 游离型游离型束缚型：束缚型：糖、AA 等，贮藏、钝化形式2.IAA的代谢的代谢(1)生物合成生物合成 前体物：前体物：色氨酸 (2)降解降解 酶氧化降解（主）吲哚乙酸氧化酶 光氧
4、化降解 返回第10页/共53页第11页/共53页酸第12页/共53页四.IAA的生理效应 1.促进生长促进生长 特点（1 1）双重作用）双重作用 （2 2）不同器官对）不同器官对IAAIAA的敏感性不同的敏感性不同 根芽茎根芽茎 (3)(3)离体器官离体器官促进促进 整株整株不明显不明显低浓度低浓度促进促进高浓度高浓度抑制抑制 第13页/共53页第14页/共53页2.促进器官与组织的分化促进器官与组织的分化 插条不定根 3.诱导单性结实，形成无籽果实诱导单性结实，形成无籽果实4.影响性别分化影响性别分化 促进黄瓜雌花分化 5.5.保持顶端优势保持顶端优势 6.6.促进菠萝开花促进菠萝开花 第1
5、5页/共53页五.IAA的作用机理 1.酸生长理论酸生长理论 Rayle and Cleland，1970细胞p下降，w下降，吸水，体积增大 不可逆增长 要点：IAA活化质膜上H+泵H+内壁，壁pH下降壁中H键断裂，壁松弛第16页/共53页第17页/共53页2.2.基因活化学说基因活化学说 IAA+受体受体激活胞内第二信使激活胞内第二信使使处于抑制状态的基因解阻遏，使处于抑制状态的基因解阻遏，转转录录翻译，合成新的翻译，合成新的 mRNAmRNA和蛋白质和蛋白质细胞生长细胞生长 第18页/共53页3.IAA受体受体 激素受体激素受体(hormone receptor)(hormone rece
6、ptor)，是，是指能与激素特异结合并能引发特殊生指能与激素特异结合并能引发特殊生理生化反应的蛋白质。理生化反应的蛋白质。概念第19页/共53页IAA的的作用机理作用机理返回第20页/共53页15-2 赤霉素(gibberellin,GA)一、一、GA的发现和种类的发现和种类二、二、GA的生物合成与运输的生物合成与运输 三、三、GA的生理效应的生理效应 四、四、GA的作用机理的作用机理 第21页/共53页一、GA的发现和种类1926，黑泽英一，水稻恶苗病1938，薮田等，水稻赤霉菌赤霉素结晶 1959，确定化学结构1.发现发现2.种类和化学结构种类和化学结构 二、二、GA的生物合成与运输的生物
7、合成与运输 1.生物合成生物合成2.运输运输 束缚型 游离型 合成场所：发育中种子，幼叶，根126种前体物：甲瓦龙酸第22页/共53页异戊二烯单位 19-C20-C，活性也高 第23页/共53页赤霉酸第24页/共53页甲瓦龙酸GA12返回GA12-7-醛甲瓦龙酸(MVA)异戊烯焦磷酸贝壳杉烯GA12-7-醛其他GA 第25页/共53页三、GA的生理效应 1.促进茎的伸长生长促进茎的伸长生长 促进细胞伸长 特点 促进整株植物生长促进整株植物生长 促进节间的伸长促进节间的伸长 不存在超最适浓度的抑制作用不存在超最适浓度的抑制作用 2.打破休眠打破休眠 0.5 1 mg L-1 马铃薯图片矮生 正常
8、 GA第26页/共53页3.诱导开花诱导开花 GA能代替低温和长日照诱导某些长日植物开花4.促进某些植物座果促进某些植物座果 5.诱导单性结实诱导单性结实 6.促进雄花分化促进雄花分化 葡萄花前10d，400 mg L-1 GA,无核率98%图片返回白菜、萝卜等第27页/共53页第28页/共53页GA3 对矮生型豌豆的效应对照施用5g GA3后第7天第29页/共53页 GA3诱导甘蓝茎的伸长，诱导产生超长茎第30页/共53页GA对胡萝卜开花的影响对照10 g GA/d处理4周低温处理6周第31页/共53页四、GA的作用机理 1.GA与酶的合成与酶的合成 这证明糊粉层细胞是GA作用的靶细胞。v无
9、胚种子不能产生-淀粉酶外加GA，产生-淀粉酶v既去胚又去糊粉层，用GA处理，不能产生-淀粉酶。证明GA诱导-淀粉酶的形成大麦生物鉴定法 第32页/共53页GA对大麦糊粉层产生-淀粉酶的影响无胚种子第33页/共53页 大麦籽粒纵剖面示意图及水解酶的合成与GA的关系 第34页/共53页2.GA调节调节IAA水平水平 GA降低了IAA氧化酶的活性。GA促进蛋白酶活性，使蛋白质水解，IAA的合成前体(Trp)增多。GA促进IAA束缚型游离型 GA可使内源IAA的水平增高?第35页/共53页GA与IAA形成的关系 第36页/共53页3.GA调节细胞壁中的钙的水平调节细胞壁中的钙的水平 (促进茎的延长促进
10、茎的延长)Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用。GA能使Ca2+壁胞质，壁中Ca2+水平下降，壁伸展，生长加快。返回第37页/共53页15-3 细胞分裂素(cytokinin，CTK)一、CTKCTK的发现和种类 二、CTKCTK的分布与代谢 三、CTKCTK的生理效应 四、CTKCTK的作用机理 第38页/共53页一、CTK的发现和种类 Skoog和崔澄(1948)等发现生长素存在时腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性。1955年米勒(Millu)和Skoog等发现存放了4年的DNA也能诱导细胞分裂激动素(KT)。1956年，米勒等从高压灭菌处理的DNA分解产物中纯化,6呋喃氨基嘌呤。1963年，未成熟
11、的玉米籽粒细胞分裂促进物质，玉米素(zeatin，Z，ZT)，是最早发现的植物天然细胞分裂素 第39页/共53页都是腺嘌呤的衍生物天然CTK:玉米素，玉米素核苷、二氢玉米素、异戊烯基腺嘌呤(iP),异戊烯基腺苷(iPA)等。人工合成的CTK：激动素(KT)、6-苄基腺嘌呤(6-BA),应用最广。种类和结构特点种类和结构特点 第40页/共53页腺嘌呤激动素,KTDNA高压灭菌时产生人工合成第41页/共53页玉米素，ZT首次从植物体分离出的天然CTK第42页/共53页6-苄基腺嘌呤，6-BA人工合成返回第43页/共53页二、CTK的分布与代谢 茎尖、根尖、未成熟的种子等 11000 ngg-1 D
12、W 合成部位:根尖，怎样证明？生物合成 由tRNAtRNA水解产生 从头合成，前体:甲瓦龙酸 第44页/共53页第45页/共53页三、CTK的生理效应 1.促进细胞分裂和扩大促进细胞分裂和扩大 IAA只促进核的分裂而与细胞质的分裂无关。CTK促进细胞质分裂。GA缩短细胞周期中的G1期(DNA合成准备期)和S期(DNA合成期)的时间，加速细胞的分裂 横向增粗 第46页/共53页CTK对萝卜子叶膨大的作用叶面涂施CTK(100mgL-1)对照第47页/共53页2.促进芽的分化促进芽的分化 组织培养 CTK/IAA 高形成芽CTK/IAA 低形成根CTK/IAA 中保持生长而不分化愈伤组织CTK促进
13、侧芽发育，消除顶端优势(KT:0.01-1mg/LNAA:0.1-2mg/L)第48页/共53页IBA,0.5 g ml-1IBA,0.5 g ml-1ZT,2.0 g ml-1拟南芥（Arabidopsis）第49页/共53页3延缓叶片衰老延缓叶片衰老 4.其他生理作用其他生理作用 促进气孔开放；打破种子休眠；刺激块茎形成；促进果树花芽分化v清除活性氧v阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶绿素不被破坏v阻止营养物质外流？CTK第50页/共53页四、CTK的作用机理 CTK对转录和翻译的控制对转录和翻译的控制 促进促进RNA,蛋白质合成蛋白质合成保护保护tRNA不被水解不被水解 第51页/共53页酵母丝氨酸 tRNA的结构 返回第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页