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1、第八章第八章 植物生长物质植物生长物质plant growth substances 1926，黑泽英一，水稻恶苗病黑泽英一，水稻恶苗病1938，薮田等，水稻赤霉菌，薮田等，水稻赤霉菌赤霉素结晶赤霉素结晶 1959，确定化学结构，确定化学结构1. 赤霉素的发现赤霉素的发现第二节第二节 赤霉素类赤霉素类赤霉素烷赤霉素烷赤霉素的结构和种类赤霉素的结构和种类C C2020-GA-GAC C1919-GA-GAGAGA3 3GAGA1 1GAGA7 7双萜双萜4个异戊二烯单位个异戊二烯单位 现已知有现已知有136种天然赤霉素。种天然赤霉素。根据赤霉素分子中碳原子总数不根据赤霉素分子中碳原子总数不同，分
2、为同，分为 C19和和 C20两类赤霉素，两类赤霉素，C19生理活性高于生理活性高于C20自由赤霉素自由赤霉素(有活性有活性)和结合赤霉和结合赤霉素素(无活性无活性)三、赤霉素的生物合成与代谢三、赤霉素的生物合成与代谢 合成位置合成位置 根根根根 发育着的果实或种子发育着的果实或种子发育着的果实或种子发育着的果实或种子 伸长的茎伸长的茎伸长的茎伸长的茎几乎所有的器官和组织中均含有赤霉素几乎所有的器官和组织中均含有赤霉素;在生殖器官和生长旺盛的区域赤霉素含在生殖器官和生长旺盛的区域赤霉素含量高，活性也高量高，活性也高;休眠器官休眠器官GA含量极少，活性也低含量极少，活性也低;植物所含植物所含GA
3、的种类随植物种类和器官的种类随植物种类和器官而异而异 ;五、赤霉素的生理作用与应用1.促进茎的伸长在GAs的作用下，茎伸长的生长速度加快， 但节间数目不变 Rice GA3诱导甘蓝诱导甘蓝茎的伸长茎的伸长 ，诱，诱导产生超长茎导产生超长茎对照对照施用施用5g GA3后第后第7天天GA3对矮化豌豆幼苗茎伸长的作用对矮化豌豆幼苗茎伸长的作用 大麦籽粒水解酶的合成与大麦籽粒水解酶的合成与GAs的关系的关系赤霉素诱导水解酶的合成赤霉素诱导水解酶的合成Gibberellin effects on enzyme synthesis and mRNA synthesis in barley aleurone
4、 layers (糊粉层糊粉层)GA3增强了增强了-淀粉酶的淀粉酶的mRNA转录转录 3.促进抽薹和开花 赤霉素能代替某些植物对低温和长日照的需要，诱导其抽薹和开花对照对照10 g GA/d处理处理4周周低温处低温处理理6周周GA处理对需冷胡萝卜变种的作用处理对需冷胡萝卜变种的作用4.打破休眠 5.促进座果6.诱导单性结实 7.促进葫芦科植物多开雄花 马铃薯发芽过程中，会产生一种叫做马铃薯发芽过程中，会产生一种叫做龙葵碱的毒素龙葵碱的毒素，它，它是一种生物碱，有溶血和刺激黏膜的作用。人如果吃了是一种生物碱，有溶血和刺激黏膜的作用。人如果吃了发芽的土豆，会出现恶心、呕吐、头晕和腹泻等中毒症发芽的
5、土豆，会出现恶心、呕吐、头晕和腹泻等中毒症状，严重时还会造成心脏和呼吸器官的麻痹，使人死亡。状，严重时还会造成心脏和呼吸器官的麻痹，使人死亡。 汤普森手上拿的是赤霉素诱导生长的无籽葡萄汤普森手上拿的是赤霉素诱导生长的无籽葡萄 . 右手的那串右手的那串未经处理未经处理. 左手拿的那串是在果实发育阶段喷洒了左手拿的那串是在果实发育阶段喷洒了GA3 . 应用应用1 1、促进麦芽糖化、促进麦芽糖化 啤酒生产啤酒生产 2 2、促进茎叶生长、促进茎叶生长大麻、花卉、抽苔、水稻大麻、花卉、抽苔、水稻三系制种等三系制种等 （对根伸长无作用）（对根伸长无作用） 3 3、防止花、果脱落、防止花、果脱落 4 4、打
6、破休眠、打破休眠马铃薯马铃薯 5 5、促进单性结实、促进单性结实 葡萄葡萄 6 6、促进雄花的分化、促进雄花的分化第三节第三节 细胞分裂素类细胞分裂素类 （cytokinin CTK） 一、细胞分裂素种类及其化学结构一、细胞分裂素种类及其化学结构细胞分裂素的化学结构为细胞分裂素的化学结构为腺嘌呤的衍生腺嘌呤的衍生物，可分为天然和人工合成两大类物，可分为天然和人工合成两大类植物体内的天然细胞分裂素有植物体内的天然细胞分裂素有玉米素玉米素 (zeatin)、玉米素核苷玉米素核苷 (zeatin riboside)、二氢玉米素二氢玉米素( dihydrozeatin )、异戊烯基腺嘌异戊烯基腺嘌呤呤
7、(iP)等等 (1) 游离的细胞分裂素游离的细胞分裂素腺嘌呤腺嘌呤激动素（激动素（KT） DNA高压灭菌时产生高压灭菌时产生6-苄基腺嘌呤，苄基腺嘌呤，6-BA 人工合成的细胞分裂素人工合成的细胞分裂素氮氮-苯基苯基-氮氮-噻唑基噻唑基脲脲 二、二、CTK的分布与运输的分布与运输CTK广泛存在于高等植物中，其含量为广泛存在于高等植物中，其含量为11000 ng/g根尖是合成的主要场所，根尖根尖是合成的主要场所，根尖, 茎尖茎尖, 未成未成熟种子熟种子, 萌发的种子萌发的种子, 生长的果实也可合成生长的果实也可合成运输无极性表现，运输无极性表现，运输形式主要是玉米素运输形式主要是玉米素和玉米素核
8、苷和玉米素核苷三、细胞分裂素类的生物合成和代谢三、细胞分裂素类的生物合成和代谢CTK的降解 植物组织中细胞分裂素的氧化分解取决于细胞分裂素氧化酶。该酶以分子氧为氧化剂五五 CTK的生理作用和应用的生理作用和应用1.促进细胞分裂与扩大促进细胞分裂与扩大 CTK的主要生理功能是促进细胞分裂。的主要生理功能是促进细胞分裂。细胞分裂包括细胞核的分裂与胞质的分细胞分裂包括细胞核的分裂与胞质的分裂。裂。CTK主要调节细胞质的分裂。主要调节细胞质的分裂。CTK还能诱导细胞体积加大还能诱导细胞体积加大;叶面涂施叶面涂施CTK(100mgL-1)对照对照CTKCTK对萝卜子叶膨大的作用对萝卜子叶膨大的作用 用带
9、有产生用带有产生CTK类物质的菌类物质的菌的针，把番茄茎刺伤后，产的针，把番茄茎刺伤后，产生恶性肿瘤生恶性肿瘤2.诱导芽的分化与发育诱导芽的分化与发育 CTK 能诱导愈伤组织分化出芽，促能诱导愈伤组织分化出芽，促进维管束发育进维管束发育 IAA 与与CTK 对愈伤组织的根或芽的分对愈伤组织的根或芽的分化起调控作用。化起调控作用。CTK/IAA 高高时，愈伤组织分化时，愈伤组织分化芽芽；CTK/IAA低低时，分化时，分化根根；CTK/IAA比例适中比例适中维持愈伤组织维持愈伤组织不分化不分化3.解除顶端优势，促进侧芽生长 4.延缓叶片衰老CTK阻止核酸酶、蛋白酶等水解酶类的形成；吸引营养物质向C
10、TK所在的部位运输 第四节 乙烯（ethylene, Eth）一、乙烯的分布、生物合成和代谢 D. N. Neljubov, 1901照明气照明气 乙烯广泛地存在于植物的各种器乙烯广泛地存在于植物的各种器官和组织中，含量通常在官和组织中，含量通常在0.0110nl/gh。以正在成熟的果实中以正在成熟的果实中含量最高含量最高 1.乙烯的分布乙烯的分布2. 乙烯的生物合成过程乙烯的生物合成过程 ACC合酶合酶是乙烯合成的一个关键酶。是乙烯合成的一个关键酶。IAA、CTK等可促进等可促进ACC合成酶的合成酶的合成；逆境条件可诱导合成或活化合成；逆境条件可诱导合成或活化ACC合成酶；合成酶；AVG和和
11、AOA是是ACC合合成酶的竞争性抑制剂成酶的竞争性抑制剂 乙烯本身可以促进或抑制乙烯的乙烯本身可以促进或抑制乙烯的合成，叫做合成，叫做乙烯的自我催化作用或乙烯的自我催化作用或自我抑制作用自我抑制作用 逆境条件可诱导乙烯的合成，称逆境条件可诱导乙烯的合成，称为为逆境乙烯逆境乙烯；机械伤害也可诱导乙；机械伤害也可诱导乙烯的产生，称为烯的产生，称为伤乙烯伤乙烯4.3 4.3 乙烯的生理作用和应用乙烯的生理作用和应用(1)促进作用促进作用(2)抑制作用抑制作用1.乙烯与营养生长乙烯与营养生长三重反应三重反应: 乙烯对茎伸长的抑制乙烯对茎伸长的抑制作用，促进茎的加粗和横向生作用，促进茎的加粗和横向生长，
12、称为乙烯的长，称为乙烯的“三重反应三重反应”黄化六天的豌豆幼黄化六天的豌豆幼苗和四天的绿豆种苗和四天的绿豆种子的三重反应子的三重反应用用10lL-1乙烯处理乙烯处理4h后番茄苗的形态后番茄苗的形态 偏上性反应偏上性反应:乙烯使叶柄上方比下方生长快，乙烯使叶柄上方比下方生长快，叶柄向下弯曲叶柄向下弯曲 2.促进果实成熟促进果实成熟乙烯利在生产上的应用乙烯利在生产上的应用乙烯利乙烯利2.促进成熟转转ACC氧化酶反义基因的番氧化酶反义基因的番茄（只有茄（只有5的正常乙烯含量）的正常乙烯含量）CK乙烯促进番茄果实成熟乙烯促进番茄果实成熟 3.促进器官脱落促进器官脱落 Ag(S2O3)23-对康乃馨的处
13、理效果对康乃馨的处理效果 乙烯作用的抑制乙烯作用的抑制 4.促进某些植物的次生物质排泌促进某些植物的次生物质排泌5.促进某些植物的开花与雌花分促进某些植物的开花与雌花分化化第五节第五节 脱落酸（脱落酸（abscisic acid ABA） 脱落酸的化学结构、分布与运输脱落酸的化学结构、分布与运输 ABA是以异戊二烯为基本结构单位构成是以异戊二烯为基本结构单位构成的倍半萜类，含有的倍半萜类，含有15个个C原子；难溶于水和原子；难溶于水和石油醚，易溶于甲醇、乙醇和丙酮中石油醚，易溶于甲醇、乙醇和丙酮中在正常条件下组织中在正常条件下组织中ABA含量很低，一含量很低，一般为般为104000ng/gFW
14、。在衰老组织或即将进入休眠状态的器官在衰老组织或即将进入休眠状态的器官中中ABA的含量很高，的含量很高，在各种逆境条件下，在各种逆境条件下，ABA的含量猛增的含量猛增ABA的运输没有极性，以游离形式或脱的运输没有极性，以游离形式或脱落酸糖苷的形式运输落酸糖苷的形式运输pH=4.5pH=4.52 2pH=6.5pH=6.5 101 101pH=7.5pH=7.510011001叶肉细胞中叶肉细胞中ABAABA的分布的分布ABAABA的生物合成和代谢的生物合成和代谢 ABAABA可在任何器官中合成，主要合成可在任何器官中合成，主要合成的场所是根尖和萎蔫的叶片。细胞内合的场所是根尖和萎蔫的叶片。细胞
15、内合成成ABAABA的主要场所是质体。如，的主要场所是质体。如，叶绿体叶绿体 ABAABA在植物体内合成的前体物质是甲在植物体内合成的前体物质是甲瓦龙酸，可通过两条途径合成瓦龙酸，可通过两条途径合成ABAABA 2.ABA生物降解生物降解 6.5.3 脱落酸的生理作用脱落酸的生理作用 1. 促进气孔关闭促进气孔关闭诱导气孔关闭机理诱导气孔关闭机理 ABA对气孔运动有明显的调节作用。ABA能抑制保卫细胞质膜中的 K+- H+离子泵，使H+不能泵到膜外侧，K+不能进入细胞内，引起液泡水势升高，水分流出保卫细胞，抑制气孔张开 2. 促进休眠促进休眠 ABA能促进芽和种子的休能促进芽和种子的休眠、抑制
16、其萌发眠、抑制其萌发3. 促进器官脱落促进器官脱落 ABA通过增加乙烯的生成，间接通过增加乙烯的生成，间接促进叶片、果实等器官脱落促进叶片、果实等器官脱落4.提高植物抗逆性提高植物抗逆性5.调节器官分化调节器官分化6.诱导种子贮藏蛋白的形成，促诱导种子贮藏蛋白的形成，促进光合产物运往发育着的种子，进光合产物运往发育着的种子，促进根系吸水和某些果实的成促进根系吸水和某些果实的成熟以及抑制多种器官生长熟以及抑制多种器官生长脱落酸是具有全面功能的激素脱落酸是具有全面功能的激素一一 名词解释名词解释1.1.植物生长物质植物生长物质 2.2.植物激素植物激素3.3.三重反应三重反应二二 简答题简答题1.1.简述生长素促进生长的酸生长理论。简述生长素促进生长的酸生长理论。2.2.简述生长素作用的基因活化学说。简述生长素作用的基因活化学说。3.3.简述生长素极性运输的机理。简述生长素极性运输的机理。4.4.生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯各有什么生理作用？各有什么生理作用？5.5.简述乙烯的合成与合成调控？简述乙烯的合成与合成调控？
