八、植物生长物质

植物生理学 潘瑞炽 第八章 植物生长物质，植物生长物质 (plant growth substances)是调节植物生长发育的微量化学物质。 它可分为两类：植物 激素 和植物生长调节剂。

八、植物生长物质

• 一、生长素类
  • 生长素在植物体内的存在形式和运输
    • 存在形式：
      • 1、游离态（具有活性）
        • 自由生长素：能自由移动，能扩散到琼脂的生长素
      • 2、束缚态（无活性）
        • 束缚生长素：与细胞结合着，通过酶解，水解，或自溶作用才能将它提取出来的那部分生长素
    • 运输方式：
      • 1、和其他用化产物一样，通过韧皮部运输，运输方向决定于两端有机物浓度等因素
      • 2、极性运输：指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输
        • 存在于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞间做短距离运输
        • 极性运输只能从形态学上端运往形态学下端
        • 运输速度：1cm/h，高于简单扩散
  • 生长素的生物合成
    • 合成前体：主要是色氨酸
    • 合成部位：叶原基，嫩叶和发育的种子，子房
    • 合成途径：
      • 1、吲哚乙酰胺途径
      • 2、吲哚乙腈途径
      • 3、吲哚丙酮酸途径（主要）
      • 4、色胺途径
  • 植物不同器官对生长素浓度敏感程度不同
    • 根＞芽＞茎
  • 生长素及其人工合成生长调节剂的应用
    • 1、促进插条生根
    • 2、诱导单性结实（西红柿、黄瓜、茄子、菠萝）
    • 3、促进性别分化（黄瓜开雌花）
    • 4、促进菠萝开花
    • 5、疏花疏果
    • 6、除草剂
• 二、赤霉素类
  • 赤霉素的结构和种类
  • 赤霉素的分布和运输
    • 分布：广泛分布于被子植物、裸子植物、蕨类植物、褐藻、绿藻、真菌和细菌中， 和生长素一样，较多存在于生长旺盛的部分，如茎端、嫩叶、根尖和果实、种子
    • 存在形式：游离态和结合态
    • 运输方式：无极性运输，可沿导管向上运输，也可沿韧皮部向下运输（可双向运输）
  • 赤霉素的生物合成与代谢
    • 合成前体：甲瓦龙酸
    • 分子结构：异戊二烯
    • 赤霉素的合成
      • 1、在高等植物的合成部位：发育着的果实（或种子），伸长着的茎端和根部
      • 2、在细胞中的合成部位：质体、内质网、细胞质基质
  • 赤霉素的生理作用
    • 1、促进茎的伸长生长
    • 2、打破延迟器官的休眠
    • 3、生殖生理作用
      • ①、代替长日照使长日照植物在短日照下开花
      • ②、代替低温使未春化植物在常温下生长发育
      • ③、克服植物幼年性，使二年生植物当年开花
      • ④、促进雄花的形成
      • ⑤、诱导单性结实
    • 4、防止衰老脱落（促进果实坐果）
  • 赤霉素的应用
    • 赤霉素诱α-淀粉酶形成，在啤酒生产上可促进麦芽糖化
• 三、细胞分裂素类
  • 细胞分裂素的种类和化学结构
    • 结构：CTK几乎都是腺嘌呤的衍生物
    • 种类：游离的CTK，在tRNA中的CTK
    • 存在形式：游离态和束缚态
  • 细胞分裂素的分布和运输
    • 分布：主要存在于进行细胞分裂的部位 （如：茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实）
    • 运输：主要是在根尖合成，沿木质部向上运输，韧皮部也能少量运输
  • 细胞分裂素的生物合成和代谢
  • 细胞分裂素的生理作用
    • 1、促进细胞分裂与扩大 （细胞膨大，地上部分化）
    • 2、控制分化，诱导芽的分化 （侧芽生长）
    • 3、延缓叶片衰老
    • 4、促进腋芽发育，打破顶端优势
    • 5、促进气孔开放
    • 6、诱导单性结实
• 四、乙烯
  • 乙烯的分布、生物合成和代谢
    • 合成前体：甲硫氨酸
    • 直接前体：ACC
  • 乙烯的生理作用和应用
    • 1、对生长的影响——三重反映
      • ①、抑制茎的伸长生长（矮化）
      • ②、促进茎的加粗生长（加粗）
      • ③、使茎生长的负向地性消失，而水平方向生长（偏上生长）
    • 2、促进果实成熟
    • 3、促进器官脱落与衰老
    • 4、促进菠萝开花和黄瓜开雌花
    • 5、促进橡胶、漆等次生物质的排出
    • 6、促进水淹时不定根的形成
    • 7、促进种子萌发
• 五、脱落酸
  • 脱落酸的化学结构和分布
    • 分布
      • 1、ABA存在于全部维管植物中，包括被子植物，裸子植物和蕨类植物
      • 2、高等植物各器官中和组织中都有脱落酸，将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多 （所有含叶绿体或造粉体的细胞都合成脱落酸，在逆境条件下含量会迅速增多）
  • 脱落酸的生物合成、代谢和运输
    • 合成前体：甲瓦龙酸
    • 分子结构：异戊二烯
    • 代谢途径：
      • 1、氧化降解途径
      • 2、结成失活途径
    • 运输：
      • 1、不存在极性运输
      • 2、通过木质部和韧皮部运输，大多数是在韧皮部运输（双向运输）
  • 脱落酸的生理作用
    • 1、促进离层的形成和器官的脱落（促进花、叶、果脱落）
    • 2、抑制生长（抑制细胞分裂和伸长）
    • 3、促进休眠，抑制萌发
    • 4、促进气孔关闭
• 六、其他天然的植物生长物质
  • 油菜素甾醇类
  • 水杨酸
  • 茉莉酸
  • 多胺
• 七、植物生长调节剂
  • 植物生长促进剂
    • 概念：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，外施生长抑制剂可抑制其促进效能
    • 现常用的植物生长促进剂有
      • 1、生长素类
        • 吲哚丁酸（IBA）、吲哚乙酸、α-萘乙酸、2，4-D
      • 2、赤霉素类
        • GA1、GA3
      • 3、细胞分裂素类
        • 6-BA、激动素
      • 4、乙烯类
  • 植物生长抑制剂
    • 概念：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。外施赤霉素不能逆转这种抑制效应，但外施生长素类可逆转其抑制效应
    • 天然的植物生长抑制剂有：脱落酸、肉桂酸、香豆素、水杨酸、绿原酸、咖啡酸、茉莉酸
    • 人工合成的植物生长抑制剂有：三碘苯甲酸、马来酰肼
  • 植物生长延缓剂
    • 概念：是抗赤霉素，不同种类的生长延缓剂抑制赤霉素生物合成过程中的不同环节，外施赤霉素可以逆转其抑制效应
    • 常用的植物生长延缓剂有：氯化氯代胆碱（CCC）、Pix、PP333、S-3307
• 植物生长物质是一些调节植物生长发育的物质，分为两类
  • 1、植物激素
    • 指一些植物体内合成的，并从产生处运往别处，对生长发育起显著调节作用的微量有机物
    • 特点
      • 1、内生
      • 2、可移动
      • 3、微量
  • 2、植物生长调节剂
    • 具有植物激素活性的人工合成的物质