植物生长物质TCKIAA课件.ppt

1、植物生长物质TCKIAA2优选植物生长物质TCKIAA3 IAAIAA GA GA CTK CTK ABA ETH 抑制生长抑制生长促进成熟衰老的激素促进成熟衰老的激素植物激素种植物激素种类类 生长调节物质生长调节物质:油菜素内酯、三十烷醇、多胺类化合物。油菜素内酯、三十烷醇、多胺类化合物。天然生长抑制物质天然生长抑制物质:茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚类物质中的酚茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚类物质中的酚 酸和肉桂酸族以及苯醌中的胡桃醌等。酸和肉桂酸族以及苯醌中的胡桃醌等。促进生长的激素促进生长的激素4植物激素特点：植物激素特点：1)1)内生的；内生的；2)2)能从合成部位运往作用部位；能从合成部位运往作用

2、部位；3)3)在极低浓度在极低浓度(1mol/kg)1mol/kg)下可调节植物的下可调节植物的生理过程。生理过程。植物生长调节剂：植物生长调节剂：是人工合成的有机物或被提取出来并施用是人工合成的有机物或被提取出来并施用于其它植物的天然植物激素。于其它植物的天然植物激素。5萘乙酸(NAA)吲哚丁酸（IBA）萘氧乙酸（NOA）2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）二氢玉米素植物生长调节剂种类：植物生长调节剂种类：生长促进剂、生长抑制剂、生长延缓剂生长促进剂、生长抑制剂、生长延缓剂。6-苄基腺膘呤（6-BA，BAP）矮壮素(CCC)三碘苯甲酸(TIBA)比久（B9）马来酰肼（MH 青鲜素）整形素（形态

3、素）烯效唑（S3307）乙烯利（CEPA）6第三节第三节 生长素生长素 一、一、生长素的发现和化学结构生长素的发现和化学结构 二、生长素的代谢和运输二、生长素的代谢和运输 (一一)生长素的生物合成生长素的生物合成 (二二)生长素的氧化生长素的氧化 (三三)结合态结合态IAAIAA (四四)IAA)IAA的运输的运输 1.1.极性运输极性运输 2.2.非极性运输非极性运输 三、生长素类的生理作用三、生长素类的生理作用 四、生长素的作用机理四、生长素的作用机理7一、生长素的发现和化学结构一、生长素的发现和化学结构 18721872年波兰园艺学家西斯勒克年波兰园艺学家西斯勒克(CiesielskiC

4、iesielski)发现，置于水平方向的根因重力影响而弯曲发现，置于水平方向的根因重力影响而弯曲生长，根对重力的感应部分在根尖，而弯曲生长，根对重力的感应部分在根尖，而弯曲主要发生在伸长区。认为可能有一种从根尖主要发生在伸长区。认为可能有一种从根尖向基部传导的剌激性物质使根的伸长区在上向基部传导的剌激性物质使根的伸长区在上下两侧发生不均匀的生长。下两侧发生不均匀的生长。8吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）吲哚丁酸（吲哚丁酸（IBAIBA）几种内源生长素几种内源生长素4-4-氯氯-3-3-吲哚乙酸吲哚乙酸（4-Cl-IAA4-Cl-IAA）苯乙酸（苯乙酸（PAAPAA）1934年由荷兰的Koge

5、l等从玉米粉及未成熟的玉米种子胚乳中分别分离得到刺激生长的物质，经鉴定是吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）。最终发现胚芽鞘尖端产生的生长信号为生长素。胚芽鞘尖端产生的生长信号为生长素。9二、生长素的代谢和运输二、生长素的代谢和运输(一一)生长素的生物合成生长素的生物合成 合成部位合成部位:旺盛分裂和生长的部位旺盛分裂和生长的部位(嫩叶、茎端及嫩叶、茎端及 生长的种子为主生长的种子为主)。合成途径：合成途径：吲哚丙酮酸途径；色胺途径；吲哚乙醇途径；吲哚丙酮酸途径；色胺途径；吲哚乙醇途径；吲哚乙腈途径吲哚乙腈途径(十字花科等十字花科等)。合成前体合成前体:色氨酸色氨酸。101112(三三)生长素在

6、植物中的存在形式生长素在植物中的存在形式自由生长素：自由生长素：易于被提取，具有生物活性，易于被提取，具有生物活性，为生长素的作用形式。为生长素的作用形式。2 2、束缚生长素：、束缚生长素：常与一些小分子结合，不易于被提取，常与一些小分子结合，不易于被提取，无生物活性。其功能有：无生物活性。其功能有：贮存形式贮存形式:如如IAAIAA与葡萄糖形成与葡萄糖形成吲哚乙酰葡糖吲哚乙酰葡糖；B.B.运输形式：运输形式：如如IAAIAA与肌醇形成与肌醇形成吲哚乙酰肌醇吲哚乙酰肌醇 C.C.解毒作用：解毒作用：如如IAAIAA与天冬氨酸形成与天冬氨酸形成吲哚乙酰天冬氨酸吲哚乙酰天冬氨酸。D.D.防止氧化防

7、止氧化 E.E.调节自由生长素含量调节自由生长素含量13(四)IAA的运输 1.1.极性运输极性运输:形态学上端的形态学上端的IAA(IAA(游离态游离态)只能运向形态学下端只能运向形态学下端。如胚芽鞘、幼茎及幼根中的如胚芽鞘、幼茎及幼根中的IAAIAA，运输距离短。，运输距离短。引起引起IAAIAA的梯度分布，导致极性发育现象的梯度分布，导致极性发育现象(向向 性、顶端优势和不定根形成等性、顶端优势和不定根形成等)。2.2.非极性运输：被动的，通过韧皮部的长距离运输。非极性运输：被动的，通过韧皮部的长距离运输。主要以主要以IAA-IAA-肌醇等结合态肌醇等结合态IAAIAA的形式运输，再由酶

8、的形式运输，再由酶水解后释放出游离态水解后释放出游离态IAAIAA。1415茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚类物质中的酚霉素的贮藏形式。油菜素内酯、三十烷醇、多胺类化合物。胞核合成mRNA，合成蛋白质，一些蛋白质（酶）补充到细胞壁IAA与质膜受体结合，结合后的信号传递到细胞核，使细引起IAA的梯度分布，导致极性发育现象(向GAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响6、增加库的竞争能力(一)赤霉素的生物合成为什么GA对矮生植物特别敏感？矮生性状通常是由于基因突变引起 的，三、赤霉素的生理作用人工化学合成类似生长素的化合物按分子结构可分为三类：GAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响三、赤霉素的生理作用E.三、生长素类的生理

9、作用1 1、促进生长、促进生长 低浓度IAA可诱导离体茎段伸长；高浓度IAA则抑制其生长。16生长素对生长的作用有三个特点：生长素对生长的作用有三个特点：1 1）双重作用生长素在较低浓度下促进生长，高浓）双重作用生长素在较低浓度下促进生长，高浓度时则抑制生长。度时则抑制生长。2 2）不同器官对生长素的敏感程度不同）不同器官对生长素的敏感程度不同 根根对生长素最为敏感，其最适浓度大约为10-10mol/L，茎最不敏感茎最不敏感，其最适浓度高达210-5mol/L，而芽则处于根与茎之间，其最适浓度约为10-8mol/L。由于根对生长素十分敏感，所以浓度稍高就超最适浓度而起抑制作用。3）生长素对离体

10、器官的生长具有明显的促进作用，而对整株植株效果不太好。17对生长素的敏感度：18 2 2、促进细胞分裂和分化、促进细胞分裂和分化 如组织培养时，培养基中加入生长素时才能促进细胞分裂，形成愈伤组织，要使愈伤组织进一步分化形成芽或根，则除IAA外，还需加入细胞分裂素。当当IAA/CTKIAA/CTK比值高时促进比值高时促进根的分化，根的分化，IAA/CTKIAA/CTK比值低时诱导芽的分化。比值低时诱导芽的分化。19 3 3促进插条生根。促进插条生根。对于果树，茶树，林木及花卉等进行扦插繁殖的种类，其插条经一定浓度IAA处理后可促进根的形成，有提高成活率的作用。204 4促进顶端优势。促进顶端优势

11、。生长素茎尖合成后向下作极性运输，生长素被运送到侧枝(或侧芽)，而侧枝(或侧芽)对生长素比较敏感，超过10-8mol.L-1浓度时，就会受抑制，使生长缓慢或不生长。而顶端的生而顶端的生长要快于下部，这种植株顶端生长比下部快，长要快于下部，这种植株顶端生长比下部快，顶端生长占优势的现象称为顶端生长占优势的现象称为顶端优势顶端优势。概念？概念？2122 5 5促进果实发育促进果实发育 外施AUXs可以诱导少数植物的单性结实，起到保花保果作用。促进瓜类促进瓜类(黄瓜、南瓜毛等黄瓜、南瓜毛等)多开雌花。多开雌花。正在发育的种子中正在发育的种子中AUXsAUXs的含量很高，子房的含量很高，子房受精后受精

12、后IAAIAA含量大增。含量大增。6 6、增加库的竞争能力、增加库的竞争能力 IAAIAA促进光合产物向发育中果实的运输。促进光合产物向发育中果实的运输。23(一一)酸生长理论酸生长理论 19701970年，雷利和克莱兰年，雷利和克莱兰(Rayle(Rayle和和Cleland)Cleland)提提出酸生长理论。其要点如下：出酸生长理论。其要点如下：IAAIAA与受体结合激活质膜上的与受体结合激活质膜上的H H+-ATPase,H-ATPase,H+被转运到细胞壁空间，被转运到细胞壁空间，酸化细胞壁，进而激活了一种乃至多种适宜低酸化细胞壁，进而激活了一种乃至多种适宜低pHpH的壁水解酶，使细胞

13、的壁水解酶，使细胞壁中纤维素分子之间的交换键打开，使壁松弛，增加壁的伸展性壁中纤维素分子之间的交换键打开，使壁松弛，增加壁的伸展性。四、生长素的作用机理四、生长素的作用机理24(二二)基因活化学说认为：基因活化学说认为：IAAIAA与质膜受体结合，结合后的信号传递到细胞核，使细与质膜受体结合，结合后的信号传递到细胞核，使细胞核合成胞核合成mRNAmRNA，合成蛋白质，一些蛋白质（酶）补充到细胞壁，合成蛋白质，一些蛋白质（酶）补充到细胞壁上，另一些蛋白质补充到细胞质，最终引起细胞吸水能力加上，另一些蛋白质补充到细胞质，最终引起细胞吸水能力加强，细胞体积加大。强，细胞体积加大。25三、生长素类的生

14、理作用(一)赤霉素的生物合成GAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响合成部位:旺盛分裂和生长的部位(嫩叶、茎端及引起IAA的梯度分布，导致极性发育现象(向1934年由荷兰的Kogel等从玉米粉及未成熟的玉米种子胚乳中分别分离得到刺激生长的物质，经鉴定是吲哚乙酸（IAA）。烯效唑（S3307）6-苄基腺膘呤（6-BA，BAP）离体器官作用不大.1)内生的；1)促进整株植物生长,油菜素内酯、三十烷醇、多胺类化合物。三、生长素类的生理作用(一)生长素的生物合成茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚类物质中的酚烯效唑（S3307）生长中的种子和果实人工化学合成类似生长素的化合物按分子结构可分为三类：1)促进整株植物生长,马来

15、酰肼（MH 青鲜素）生长中的种子和果实二、生长素的代谢和运输IAA与受体结合激活质膜上的H+-ATPase,H+被转运到细胞壁空间，酸化细胞壁，进而激活了一种乃至多种适宜低pH的壁水解酶，使细胞壁中纤维素分子之间的交换键打开，使壁松弛，增加壁的伸展性。茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚类物质中的酚2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）离体器官作用不大.生长素对生长的作用有三个特点：IAA与质膜受体结合，结合后的信号传递到细胞核，使细赤霉菌引起水稻患恶苗病，分泌的物质称为赤霉素。四、生长素的作用机理五、人工合成的类生长素及其应用五、人工合成的类生长素及其应用 人工化学合成类似生长素的化合物按分子结构可分按分子结

16、构可分为三类：为三类：吲哚类化合物:吲哚丙酸（吲哚丙酸（IPA）和吲哚丁酸（）和吲哚丁酸（IBA）苯氧酸类化合物:2、4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2，4D）萘类化合物。26类生长素的应用：类生长素的应用：1 1促进插条生根促进插条生根。2.2.防止器官脱落。防止器官脱落。特别是用于防止果蔬子房、果实的脱落，并由此形成无籽果实。3.3.促进菠萝开花。促进菠萝开花。如如NAA、2，4D处理生长处理生长14个月后的菠萝，个月后的菠萝，经经2个月后即可开花。个月后即可开花。274.4.除草。除草。如2，4D,2，4-D丁酯，2甲4氯，2，4，5T等，防除双子叶杂草，此外MENA还有防止马铃薯发芽，N

17、AA还可用以疏花疏果保花保果等作用。28吲哚乙酸吲哚乙酸(IAA)(IAA)能显著影响植物的生长，在低浓度下促进生长(主要促进细胞伸长)；中等浓度抑制生长；高浓度可导致植物死亡。29 一、一、赤霉素的发现和化学结构赤霉素的发现和化学结构 二、赤霉素类的代谢和运输二、赤霉素类的代谢和运输 (一一)赤霉素的生物合成赤霉素的生物合成 (二二)赤霉素的结合物和运输赤霉素的结合物和运输 三、赤霉素的生理作用三、赤霉素的生理作用 四、赤霉素的作用机理四、赤霉素的作用机理第三节第三节 赤霉素类赤霉素类30第三节赤霉素类（GA）日本农民发日本农民发现水稻疯长，不现水稻疯长，不结穗。当时被称结穗。当时被称为恶苗

18、病。为恶苗病。赤霉菌引起水稻患恶苗病，分泌的物质称为赤霉素。赤霉菌引起水稻患恶苗病，分泌的物质称为赤霉素。赤霉素是种类最多的激素，赤霉素是种类最多的激素，126种，种，GA3最为常用。最为常用。31 目前已分离出126种。其中植物体中发现有60种，其余存在于真菌细菌中，一种植物中可同时含有许多种GA。基本结构是赤霉烷环:赤 霉 素 为 白赤 霉 素 为 白色结晶，难溶于色结晶，难溶于水而易溶于乙醇，水而易溶于乙醇，在酸性及低湿条在酸性及低湿条件下较稳定。件下较稳定。根据各种赤霉素含碳原根据各种赤霉素含碳原子数的不同，可分为子数的不同，可分为C C1919和和C C2020两大类赤霉素，两大类赤

19、霉素，前者的生理活性较高，前者的生理活性较高，如如GA3GA332二、赤霉素类的代谢和运输赤霉素类的代谢和运输木质部韧皮部1 1合成合成生物合成前体：生物合成前体：甲羟戊酸（甲瓦龙酸）甲羟戊酸（甲瓦龙酸）MVAMVA植物体内合成部位：植物体内合成部位：顶端幼嫩部分，如根尖和茎尖顶端幼嫩部分，如根尖和茎尖 生长中的种子和果实生长中的种子和果实2 2运输运输无极性无极性通过木质部和韧皮部运输通过木质部和韧皮部运输33 3.3.合成途径合成途径:GAGA1212是各类赤霉素的前身是各类赤霉素的前身 MVA经过一系列中间过程(包括环化)形成贝壳杉烯；后者经GA12-醛转化生成一系列不同的GA。各种GA

20、相互之间还可转化，所以大部分植物体内都含有多种赤霉素。34-无生理活性，无生理活性，是赤是赤 霉素的贮藏形式。霉素的贮藏形式。353)在极低浓度(1mol/kg)下可调节植物的生理过程。L-1浓度时，就会受抑制，使生长缓慢或不生长。生长的种子为主)。生长素对生长的作用有三个特点：1）双重作用生长素在较低浓度下促进生长，高浓度时则抑制生长。吲哚乙腈途径(十字花科等)。三、生长素类的生理作用GAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响运输形式：如IAA与肌醇形成吲哚乙酰肌醇吲哚乙腈途径(十字花科等)。主要以IAA-肌醇等结合态IAA的形式运输，再由酶水解后释放出游离态IAA。一、赤霉素的发现和化学结构2)能从

21、合成部位运往作用部位；赤霉菌引起水稻患恶苗病，分泌的物质称为赤霉素。三、赤霉素的生理作用GAGA促进生长的特点：促进生长的特点：1)1)促进整株植物生长促进整株植物生长,离体器官作用不大离体器官作用不大.2)2)促进促进节间的伸长节间的伸长,不不 是促进节数的增加。是促进节数的增加。3)3)无高浓度的抑制无高浓度的抑制 1 1、促进茎的伸长生长、促进茎的伸长生长GAs对矮生豌豆苗茎干伸长进程的影响36赤霉素最突出的作用是刺激细胞延长矮杆菜豆用赤霉素处理前后对比矮杆菜豆用赤霉素处理前后对比赤霉素处理芥菜前后对比赤霉素处理芥菜前后对比37为什么为什么GAGA对矮生植物特别敏感对矮生植物特别敏感？矮

22、生性状通常是由于基因突变引起 的，体内缺乏产生GA的遗传潜力，缺少合成GA的酶，使体内缺少GA。矮生植物过氧化物酶和IAA氧化酶活性高。GAsGAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响对矮生豌豆苗茎干伸长的影响CK喷喷GAGA38运输形式：如IAA与肌醇形成吲哚乙酰肌醇(一)生长素的生物合成吲哚乙腈途径(十字花科等)。(一)赤霉素的生物合成生长素对生长的作用有三个特点：3)在极低浓度(1mol/kg)下可调节植物的生理过程。生长的种子为主)。如胚芽鞘、幼茎及幼根中的IAA，运输距离短。MVA经过一系列中间过程(包括环化)形成贝壳杉烯；L-1浓度时，就会受抑制，使生长缓慢或不生长。1872年波兰园艺学家西

23、斯勒克(Ciesielski)发现，置于水平方向的根因重力影响而弯曲生长，根对重力的感应部分在根尖，而弯曲主要发生在伸长区。合成部位:旺盛分裂和生长的部位(嫩叶、茎端及后者经GA12-醛转化生成一系列不同的GA。2促进种子萌发、打破休眠生长的种子为主)。2 2促进种子萌发、打破休眠促进种子萌发、打破休眠 诱导淀粉酶(糊粉层细胞)产生，促进种子萌发，打破马铃薯的休眠。GAs在种子萌发中的主要作用是动员贮藏物质。39 试验证明，大麦种子经GA处理后1小时，其糊粉层细胞中即出现淀粉酶的mRNA，随后合成淀粉酶，表明GA能活化糊粉层细胞中合成淀粉酶的基因。加快mRNA合成后的翻译进程。402促进种子萌

24、发、打破休眠第三节赤霉素类（GA）四、生长素的作用机理1、自由生长素：易于被提取，具有生物活性，油菜素内酯、三十烷醇、多胺类化合物。四、赤霉素的作用机理GAs对矮生豌豆苗茎干伸长的影响胞核合成mRNA，合成蛋白质，一些蛋白质（酶）补充到细胞壁离体器官作用不大.烯效唑（S3307）高浓度IAA则抑制其生长。赤霉菌引起水稻患恶苗病，分泌的物质称为赤霉素。如胚芽鞘、幼茎及幼根中的IAA，运输距离短。3)在极低浓度(1mol/kg)下可调节植物的生理过程。而顶端的生长要快于下部，这种植株顶端生长比下部快，顶端生长占优势的现象称为顶端优势。3 3促进开花、结实促进开花、结实 GAsGAs促进瓜类雄花发育；促进瓜类雄花发育；GAsGAs促进促进多种长日照植物或需低温植物在不适宜的环境下开花，但对短日照及日中性植物一般没有效果。