第七章植物的生长物质

第七章 植物的生长物质 (Plant growth )植物代谢过程中产生的，并经常从产 植 物 激 素： (plant hormones) 生部位输送到其它部位，对生长发育 产生显著作用的一类微量有机物质。

植物生长调节剂： 人工合成的具有植物激素活性的一类 (plant growth regulators) 有机物质。 激 素 的 特 点：1.内生性 2.可运性 3.调节性 激素的种类： 生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯

第一节 生长素类 生长素(auxin)的发现与化学本质化学本质：吲哚乙酸(IAA)

发现：达尔文(1880) Went (温特,1928) Kogl (郭葛,1934)

生长素在植物体内的分布与运输分布：集中与生长强烈、代谢旺盛的部位 运输：极性运输

生长素的生物鉴定法 生长素的存在形式与代谢存在形式：游离型、结合型(IAA的贮藏和运输形式)

生长素的代谢：生物合成：合成部位：代谢强烈、生长旺盛的部 位 合成途径：色氨酸途径(主要)NH2

CH2—CH—COOHNH2

CH2—C—COOHO CO2 O

CO2CH2—CH— NH2

CH2—C

H

O OH

NH2

CH2—C

分解代谢：

IAA氧化酶：含铁血红素蛋白 + 辅基(Mn2+ +单元酚)IAAIAA氧化酶

吲哚醛 或 羟基吲哚的衍生物

IAA氧化酶的作用：调节植物体内IAA水平 受光氧化：蓝光作用最强

生长素的生理效应1 促进伸长生长(纵向) 2 促进细胞分裂(核分裂) 3 促进生根 4 促进器官和组织分化 5 形成无籽果实 6 促进菠萝开花-

7 影响性别分化(瓜类多开雌花)

生长素的作用机理 酸生长学说(Acid-growth theory): Rayle 和 Cleland ( 1970 )纤维素微纤丝

质子泵

钝化

木葡聚糖 氢键 其它细胞壁多糖 共价键

H+ IAA ATP ADP

活化

细胞质

细胞膜

细胞壁

基因活化学说(gene activation theory)生长素 组蛋白 DNA mRNA 蛋白质

DNA

受体学说(acceptor theory)IAA(或激素)受体： 能与IAA(或其它激素)结合的特异性 物质(蛋白质),叫IAA(或激素)受 体。 受 体 存 在 部 位： (1)质膜上；(2)细胞核；(3)内质 网、叶绿体、液泡膜

作用方式示意图+ IAAIAA

壁

H+

H+IAA 未知 因 子

伸可 长塑 性 增 强RNA聚合酶

因子

核 mRNA合成

新蛋白质

+ 促 进 0 抑 制

根

芽

茎

10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1

生长素浓度(M)

不同器官对生长素的敏感性

第二节 赤霉素类(GA) GA 的发现 水稻恶苗病 化 学 本 质 类萜 共 同 结 构 赤霉烷环

GA的分布与运输 生 物 鉴 定 法 : 大麦试验法 GA 的存 在形式: 游离型、结合型 生 物 合 成：合成部位：幼叶、幼根、幼果、发育的种子

合成前体：甲瓦龙酸(甲羟戊酸)(MVA)直接前体：贝壳杉烯

GA的生理效应 促进茎伸长

打破休眠 促进抽薹开花 促进座果 促进单性结实 影响性别分化 促进组织分化

高 IAA/GA 低

木质部 韧皮部

中

木质部 + 韧皮部

GA的作用机理 调节IAA水平促进IAA合成：促进色氨酸转变为IAA; 提高蛋白酶的活性 抑制IAA氧化酶和过氧化物酶活性 使束缚型IAA转变为自由型IAA

诱导酶的合成

第三节 细胞分裂素 类 细胞分裂素的发现 化学本质 分布 合成部位 合成前体 生物鉴定法 存在形式6 — 氨基腺嘌呤衍生物 处于细胞分裂的部位 根尖 A ; tRNA; 甲瓦龙酸 萝卜子叶增重法 游离型；束缚型

细胞分裂素的生理效应 促进细胞分裂(细胞质)与扩大(横向) 促进侧芽发育(消除顶端优势) 延迟叶片衰老(特有) 刺激块茎形成 促进叶绿素合成 促进组织、器官分化(IAA/CTK) 促进花芽分化( ) 促进气孔开放 打破休眠，促进发芽(光种子)

CTK的作用机理 CTK的结合位点： CTK对转录和翻译的控制： CTK能与豌豆染色体结合，调节基因活性， 促进RNA合成； CTK是tRAN 的组成成分； CTK可以促进蛋白质的合成。 CTK与钙信使的关系： CTK与钙在分布上的相关性提示可能是细胞 分裂素信息传递系统的一部分。

第四节 脱落酸(abscisic acid, ABA) ABA的发现： ABA的化学本质：萜类化合物 ABA的分布： 成熟、衰老、休眠器官 合成部位： 根冠；叶绿体 ABA的合成前体：MVA 合成途径： 生物鉴定法： 气孔开度

脱落酸的生理效应 抑制生长(整株或离体器官) 促进脱落 促进休眠 加速衰老 促进气孔关闭 促进马铃薯块茎形成

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