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1、第六章第六章 植物生长物质植物生长物质第六章第六章 植物生长物质植物生长物质生长素类生长素类赤赤 霉霉 素素 类类细胞分裂素细胞分裂素脱落酸脱落酸乙烯乙烯植物激素间的相互作用植物激素间的相互作用【重、难点提示重、难点提示】植植物物生生长长物物质质的的种种类类及及特特点点；植植物物五五大大类类激激素素的的合成、生理作用、典型的作用机理及其应用。合成、生理作用、典型的作用机理及其应用。v植物生长物质植物生长物质（plant growth substance)：调节和控制植物生长发育的微量有机物。调节和控制植物生长发育的微量有机物。v分类：分类：植物激素、植物生长调节剂植物激素、植物生长调节剂（1）
2、植物激素植物激素(plant hormones)植物体内植物体内合成的、在体内可以移动的、对生长发育合成的、在体内可以移动的、对生长发育产生显著作用的微量有机物产生显著作用的微量有机物（1umol/L以下）。以下）。特点：特点：内生性、可移动性、微量作用大内生性、可移动性、微量作用大 植物生长物质概述l生长素类生长素类IAA(auxins,AUXS ,3030年代）年代）l赤霉素类赤霉素类GA（gibberellin,5050年代）年代）l细胞分裂素类细胞分裂素类CTK（cytokinins,5050年代）年代）l脱落酸脱落酸ABA（abscisic acid,60年代）年代）l乙烯乙烯ET（
3、ethylene,ETH,60年代）年代）公认的5大类植物激素 此外还包括一些天然存在的生长活性物质和抑制物此外还包括一些天然存在的生长活性物质和抑制物质质.近近2020年发现的其它具有植物激素特性的生长物质：年发现的其它具有植物激素特性的生长物质：油菜素甾体类（油菜素甾体类（BRBR）、茉莉酸类（）、茉莉酸类（JAJA）、水杨酸类）、水杨酸类（SASA）、）、多胺类多胺类等等（2 2）植物生长调节剂）植物生长调节剂(plant growth regulators)-人工合成的具有植物激素人工合成的具有植物激素生理活性的化合物。生理活性的化合物。特点：特点：很经济、不易受植物体酶的分解很经济、
4、不易受植物体酶的分解 种类：种类：包括生长促进剂（包括生长促进剂（NAA、2.4-D、6-BA）、生长抑制剂（）、生长抑制剂（TIBA）、生长延缓剂）、生长延缓剂（CCC、多效唑多效唑）等等。应用：应用：广泛广泛一、一、生长素的发现生长素的发现:1880年，年，Darwin的向光性实验导致生的向光性实验导致生长素最早发现。长素最早发现。第一节第一节 生长素类生长素类用透明用透明小帽套小帽套在尖端，在尖端，胚芽鞘胚芽鞘向光弯向光弯曲。曲。感受部位？感受部位？感受部位：感受部位：胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端推测向光弯曲原因：推测向光弯曲原因：单侧光照下，幼单侧光照下，幼苗顶端产生苗顶端产生某种影响某种影响
5、，从上部传到，从上部传到下部，造成背光面和向光面生长快下部，造成背光面和向光面生长快慢不同。慢不同。结论结论1913,Boysen-Jensen1913,Boysen-Jensen波森詹森波森詹森实验实验明胶云母片说明说明“影响影响”是一种物质、能传导是一种物质、能传导19281928温特（温特（Went)Went)实验实验无无“物质物质”琼脂块琼脂块苗尖端中苗尖端中“物质物质”扩散到琼脂块扩散到琼脂块中中首次从燕麦胚芽首次从燕麦胚芽鞘尖分离出与生鞘尖分离出与生长有关的物质长有关的物质结论：来自燕麦胚芽鞘尖端输出的来自燕麦胚芽鞘尖端输出的“生长物生长物质质”的量与胚芽鞘的弯曲程度呈正相关的量与
6、胚芽鞘的弯曲程度呈正相关生长素生物鉴定法生长素生物鉴定法燕麦试法燕麦试法近年来发展起来的快速、灵敏、简便的近年来发展起来的快速、灵敏、简便的植物激素测定方法是植物激素测定方法是免疫分析法免疫分析法 胚芽鞘为什么向光性弯曲？光光光光生长物质分布不均匀生长物质分布不均匀背光侧分布多，背光侧分布多，向光侧分布少向光侧分布少背光侧生长快背光侧生长快向光弯曲向光弯曲促进生长的物质是什么?吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）19341934年荷兰科学家郭葛（年荷兰科学家郭葛（Kogl）等从植物等从植物中分离出这种能使植物产生向光性的物中分离出这种能使植物产生向光性的物质，并证明它就是质，并证明它就是吲哚乙酸
7、吲哚乙酸：C10H9O2NIAA是高等植是高等植物中发现最早、物中发现最早、分布最广的植分布最广的植物激素物激素生长素类：生长素类：具有和内源生长具有和内源生长素（吲哚乙酸）相同或相似素（吲哚乙酸）相同或相似作用的天然的和人工合成的作用的天然的和人工合成的物质的统称。物质的统称。概念概念天然生长素类天然生长素类常用于插常用于插枝生根枝生根（4Cl-IAA）人工合成生长素人工合成生长素低浓度组培低浓度组培中诱导生根；中诱导生根；中浓度诱导中浓度诱导无籽果实防无籽果实防落果；高浓落果；高浓度杀死杂草度杀死杂草（当除草剂）（当除草剂）等。等。便宜安便宜安全应用全应用广广二、二、生长素的分布和运输生长
8、素的分布和运输u 分布：分布：细胞分裂和生长旺盛部位多，含量细胞分裂和生长旺盛部位多，含量甚微，甚微，1g鲜重植物含鲜重植物含10100ngu 不同植物种类、器官含量不同：不同植物种类、器官含量不同：大豆种子大豆种子4ug/kg，水稻种子，水稻种子1700ug/kg 玉米营养器官玉米营养器官24ug/kg，种子，种子1000ug/kgu 细胞内定位：细胞内定位：叶绿体、胞质溶胶叶绿体、胞质溶胶1、生长素极性运输生长素极性运输(auxins polar transport)：极性运输：极性运输：IAAIAA只能从形态学上端（顶端）只能从形态学上端（顶端）向形态学下端（基部）运输，而不能倒过向形态
9、学下端（基部）运输，而不能倒过来运输。来运输。特点：特点：主动运输，局限于胚芽鞘细胞、幼茎、主动运输，局限于胚芽鞘细胞、幼茎、幼根薄壁细胞间的短距离、单方向运输。幼根薄壁细胞间的短距离、单方向运输。运输方式2、无极性运输：、无极性运输：无极性，被动运输，通过无极性，被动运输，通过韧皮部进行长距离运输。韧皮部进行长距离运输。即使将竹子切即使将竹子切段倒置，根也会段倒置，根也会从其形态学下端从其形态学下端长出。长出。形态学下端形形态学下端形成根的原因是茎成根的原因是茎中生长素的极性中生长素的极性运输，与重力无运输，与重力无关。但根向下生关。但根向下生长与重力有关。长与重力有关。IAA-IAA-H+
10、IAAH IAAH IAA-ATP H+IAA-IAA-质膜上有质膜上有H-ATP酶酶上端上端下端下端形态学上形态学上端有端有H H/IAAIAA共运共运输载体输载体（透性酶）（透性酶）液液泡泡H+H+形态学下端质膜形态学下端质膜上有上有生长素生长素-阴阴离子离子（IAAIAA）输出载体输出载体1 1、对生长的作用、对生长的作用四、生长素的生理作用 促进茎和胚芽鞘的伸长，促进茎和胚芽鞘的伸长，特点：特点：u两重性：两重性：IAA浓度、植物年龄、器官种类浓度、植物年龄、器官种类决定决定 低浓度促进生长，高浓度抑制生长低浓度促进生长，高浓度抑制生长 u不同器官对不同器官对IAAIAA敏感性：敏感性
11、：根根 芽芽 茎茎 最适最适IAA浓度：浓度：根根 10 10 M 芽芽 10 8 M 茎茎 10 4 MuIAAIAA对离体器官效应明显（促进茎和胚芽鞘切断的对离体器官效应明显（促进茎和胚芽鞘切断的伸长），但对整株植物效果不如对离体器官。伸长），但对整株植物效果不如对离体器官。不同器官对生长素的反应胚芽鞘在水中胚芽鞘在水中胚芽鞘在胚芽鞘在IAA中中IAAIAA促进茎和胚芽鞘切断的伸长燕麦胚芽鞘切断在水或燕麦胚芽鞘切断在水或IAAIAA中培养中培养1818小时小时喷农药错用生长激素喷农药错用生长激素晚稻离奇疯长晚稻离奇疯长 生生长长素素剌剌激激插插条条基基部部切切口口处处细细胞胞的的分分裂裂与
12、与分分化化，诱诱导导了了根原基的形成。根原基的形成。对照对照IAAIAA2 2、促进细胞分裂和分化：促进细胞分裂和分化：诱导愈伤组织和诱导愈伤组织和不定根的形成（插条生根）、叶片扩大等。不定根的形成（插条生根）、叶片扩大等。结果期间的天气变化结果期间的天气变化大或喷洒生长素不均匀大或喷洒生长素不均匀等原因，造成西红柿产等原因，造成西红柿产生基因突变或生长不均生基因突变或生长不均匀，长成这副怪模样。匀，长成这副怪模样。3 3、促进单性结实：促进单性结实：形成无籽果实（番茄、形成无籽果实（番茄、黄瓜、辣椒、柑橘等）黄瓜、辣椒、柑橘等）4 4、抑制侧枝生长，维持顶端优势抑制侧枝生长，维持顶端优势（A
13、 A）菜豆植株腋菜豆植株腋芽因顶端优势的影芽因顶端优势的影响而被抑制响而被抑制 （B B）去除顶芽，去除顶芽，腋芽生长腋芽生长 （C C）切面用含切面用含IAAIAA羊毛脂胶处理抑制羊毛脂胶处理抑制腋芽生长。腋芽生长。解除顶端优势可解除顶端优势可喷喷TIBAl黄瓜茎组黄瓜茎组织中织中IAAIAA诱导诱导伤口周围木伤口周围木质部再生。质部再生。l木质部在木质部在伤口周围顺伤口周围顺着生长素扩着生长素扩散的途径进散的途径进行分化。行分化。5、促进形成层细胞分化成木质部6、延迟离层形成、防脱落延迟离层形成、防脱落7、诱导雌花形成诱导雌花形成，促进菠萝开花：促进菠萝开花：效果不如乙烯效果不如乙烯8、高浓度诱导乙烯产生高浓度诱导乙烯产生9、延长休眠期延长休眠期生产上主要应用的生长素类：吲哚丁酸、吲哚丁酸、NAANAA、2 2，4 4D D