植物生理学植物的生长物质

整理了生长素类、 赤霉素类、细胞分裂素类、油菜素甾醇类、 脱落酸等内容，有助于知识点的理解与记忆，适用于考试复习！

植物生长物质

• 生长素类
  • 化学状态
    • 自由型生长素：能自由移动，可扩散到琼脂，活性很高
    • 束缚型生长素：没有活性，作为贮藏形式，作为运输形式，解毒作用，调节自由型生长素含量
  • 分布和运输
    • 分布在生长旺盛的部位，根、茎、叶、花、果实、种子
    • 极性运输：短程、但方向，耗能，属于主动运输，从顶部向基部运输
    • 非极性运输：长距离向上或向下，运输快，不耗能不需载体，运输方向主要决定于两端生长素浓度
    • 化学渗透假说：ATP水解，H+进入细胞壁，pH较低，其呈非解离型，亲脂易进入细胞；有输入载体AUXI，H+/IAA内向转运体。
  • 生物合成和降解
    • 合成
      • 色氨酸依赖型
        • 吲哚丙酮酸途径（最主要途径）
        • 色胺途径
        • 吲哚乙酰胺途径
      • 非色氨酸依赖型，吲哚合酶
    • 降解
      • 酶促降解
      • 光氧化
  • 信号转导
    • 生长素受体
      • ABP1:参与了细胞骨架的重排以及调控
      • TIR1:位于细胞核，有F-box序列，负责蛋白质降解的SCF蛋白复合体
      • PIN：质膜上的极性定位
  • 生理作用
    • 促进伸长生长
    • 促进器官与组织的分化
    • 促进座果及形成无籽果实
    • 诱导菠萝开花和瓜类植物开雌花
    • 引起顶端优势
• 赤霉素类
  • 双萜类化合物
  • 种类
    • 自由型：不与其他物质结合，易提取
    • 结合型：与其他物质结合，要酸水解或蛋白水解才能释放出自由型
  • 分布和运输
    • 存在于生长旺盛的部分，茎端、嫩叶、根尖和种子
    • 运输无极性
  • 合成和代谢
    • 合成部位：发育中的果实或种子、伸长生长中的茎顶端以及根部
    • 质体：异戊二烯焦磷酸（IPP）➡️GGPP➡️CDP➡️内根-贝壳杉烯；内质网：内根-贝壳杉烯酸➡️GA12（前体）；细胞质：GA20➡️GA1➡️GA34或GA8
  • 信号转导途径
    • 赤霉素受体：GID1；DELLA蛋白是转录因子，阻遏GA反应抑制植物生长发育
  • 生理作用
    • 促进茎的伸长生长
    • 促进抽薹和开花
    • GA引导酶的生物合成
    • 促进果实生长及诱导无籽果实
    • 打破休眠，促进发芽
    • 性别控制，诱导雄花的形成
    • 抑制块茎的形成
• 细胞分裂素类
  • 种类和化学结构
    • 游离性，具有活性
    • 自由型，有生理活性
  • 分布和运输
    • 分布于进行细胞分裂的部位，根尖、茎尖、未成熟的种子、萌发的种子和生长着的果实
    • 通过扩散或主动运输的方式运往靶细胞
  • 合成和代谢
    • 在根尖合成，经木质部运到地上部分
    • tRNA分解途径
    • 从头合成途径：主要途径，主要前体异戊烯基腺苷-5-二磷酸盐
    • 代谢，由细胞分裂素氧化酶催化
  • 信号转导
    • 正调控因子：AHPI-5
    • 负调控因子：AHP6
  • 生理作用
    • 促进细胞分裂与扩大
    • 诱导器官分化
    • 解除顶端优势促进侧芽生长
    • 延缓叶片衰老
    • 促进气孔开放
    • 促进某些色素的生物合成
    • 促进果树花芽分化
    • 刺激块茎形成
• 乙烯
  • 分布、合成
    • 简单不饱和碳氢化合物，气体，种子萌发、花叶脱落、花衰老和果实成熟时产乙烯多，植物遭受机械损害和逆境胁迫时形成较多的乙烯
    • 合成：1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）直接前体三种重要的酶：SAMS、ACC合酶、ACC氧化酶
  • 信号转导
    • 三重反应
    • 组分：CTR1蛋白、EIN2、EIN3、FIL1、铜离子
  • 生理作用
    • 偏上生长，叶柄下弯，叶片下垂
    • 促进果实成熟
    • 促进脱落与衰老
    • 促进某些植物的次生物质的排泄
    • 促进某些植物的开花与雌花分化
• 脱落酸
  • 化学结构和分布
    • 结构：半萜类化合物
    • 分布：各器官和组织中都有，将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多，在逆境条件下含量会迅速增多
  • 合成、代谢和运输
    • 根、茎叶、果实、种子都可以合成脱落酸，ABA生物合成的场所在质体和细胞质基质
    • 生物合成：异戊烯焦磷酸（IPP）为前体
    • 代谢：氧化降解途径和失活降解途径
  • 信号转导：ABAR、PP2C、SnRK2
  • 生理作用
    • 促进休眠
    • 抑制生长
    • 促进器官脱落
    • 加速衰老，ABA抑制蛋白质的合成，加速蛋白质与核酸降解
    • 引起气孔关闭
    • 影响开花
    • 提高抗逆性
    • 促进块茎的形成
• 油菜素甾醇类
  • 结构和种类
    • 从油菜的花粉提取物得到，油菜素内酯、栗甾酮
    • BR由包含A、B、C、D四个碳环的类固醇骨架和烷烃侧脸组成
  • 合成和代谢
    • 合成：甲羟戊酸合成前体物质，油菜甾醇直接前提CN经历氧化、还原、脱氢、羟基化合成BL
    • 代谢：羟基化和糖基化
  • 信号转导：BRI1具有BL受体的功能
  • 生理作用
    • 促进作用：促进细胞分裂和伸长、木质部分化、种子萌发、根的生长、茎和花粉管的伸长、叶的伸展、不定根和侧根形成、同化物的运输、抗逆性
    • 抑制作用：抑制主根伸长，加速有些植物的叶片和子叶的衰老，抑制光形态的建成
• 其他天然的植物生长物质
  • 水杨酸（SA）
    • 酚类化合物
    • 延缓花瓣衰老
    • 诱导抗氰呼吸
    • 提高植物抗病力
  • 茉莉素（JA）
    • 促进乙烯合成、叶片衰老脱落、气孔关闭、呼吸作用、蛋白质合成、块茎形成、抗逆性、对病虫和机械伤害的防卫能力
    • 抑制作用：抑制种子萌发、营养生长、花芽形成、叶绿素形成、光合作用
  • 独脚金内酯（SL）
    • 倍半萜类化合物
    • 诱导寄生种子萌发，从而促进寄生植物与丛枝菌根的共生
    • 调控根系生长、根毛生长、不定根固定、次生生长、光形态建成
  • 多胺（PA）
    • PA是一类低分子量脂肪族含氮碱，具有刺激植物生长和防止衰老。分布在细胞分裂旺盛的地方。
    • 促进生长、延缓衰老、提高作物抗性、刺激不定根的形成、调节植物的开花过程
  • 多肽激素
    • 系统素：抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，从而抑制病原菌繁殖
    • 植硫肽：诱导细胞分裂和增值
    • SCR/SPII：引发自交不亲和反应
    • CLE：在干细胞维持与调控形态发生方面发挥作用
• 植物生长调节剂
  • 植物生长促进剂
    • 促进分生组织细胞分裂和伸长，促进营养器官的生长和生殖器官的发育
    • 生长素类：吲哚丁酸（IBA）、NAA主要作用于刺激生长、插条生根、疏花疏果或防止落花落果，诱导开花，促进早熟和增值，2，4-D
    • 赤霉素类：GA3促进种子萌发和茎伸长
    • 细胞分裂素类：6-BA提高坐果率，促进种子萌发和茎伸长，打破休眠；激动素（KT）促进细胞分裂和调节细胞分化，也可延缓衰老，用于果蔬保鲜
    • 乙烯类：2-氯乙基膦酸（乙烯利）乙烯利促进橡胶树乳胶的排泌，也促进菠萝开花，调节性别分化，促进果实成熟
  • 植物生长抑制剂
    • 能抑制顶端分生组织生长，使植物丧失顶端优势，侧枝多，叶小，生殖器官也受影响
    • 脱落酸、肉桂酸、香豆素、水杨酸、咖啡酸、茉莉酸、3三碘苯甲酸、马来酰肼可以促进茎部短粗
  • 植物生长延缓剂
    • 能抑制赤霉素的生物合成