植物生长物质.ppt

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1、天然天然人工人工植物生长物质植物生长物质植物激素植物激素植物生长调节剂植物生长调节剂调节调节植物生长发育的生理植物生长发育的生理活性物质活性物质l植物激素植物激素内生性内生性移动性移动性调节性调节性l植物生长调节剂植物生长调节剂 外源性外源性移动性移动性调节性调节性生长素类（生长素类（IAA）赤霉素类（赤霉素类（GA）细胞分裂素类（细胞分裂素类（CTK）脱落酸（脱落酸（ABA）乙烯（乙烯（ETH）特特 点点种种 类类生长促进剂生长促进剂生长抑制剂生长抑制剂生长延缓剂生长延缓剂本章要求：本章要求：&植物激素和植物生长调节剂的定义、植物激素和植物生长调节剂的定义、种类种类&植物激素的分布、运输、植

2、物激素的分布、运输、生理效应生理效应及及相互关系相互关系&生长素和赤霉素生长素和赤霉素作用机制作用机制&植物生长调节剂的种类、作用及应用植物生长调节剂的种类、作用及应用种类种类IAAGACTKABAETH化学化学本质本质运输运输存在存在形式形式合成合成 前体前体作用作用机理机理 生理生理作用作用 第一节第一节 生长素类生长素类 一、生长素一、生长素（IAA）的发现与化学本质的发现与化学本质FDarwin-向光性实验向光性实验-某种影响向下传递某种影响向下传递FWent-化学物质化学物质-生长素生长素(AUX)-定量分定量分析析FKgl-纯化纯化-鉴定鉴定-吲哚乙酸吲哚乙酸(IAA)F化学本质化

3、学本质-含吲哚环含吲哚环F分布分布-旺盛分裂和生长的部位旺盛分裂和生长的部位F存在形式存在形式-自由态、结合态自由态、结合态F运输运输-极性与非极性极性与非极性二、生长素的分布、存在形式与运输二、生长素的分布、存在形式与运输1.分布分布集中在旺盛分裂和生长的部位集中在旺盛分裂和生长的部位2.存在形式存在形式l自由型：自由型：l结合型：结合型：有生理活性有生理活性无生理活性无生理活性自由型自由型结合型结合型3.运输运输 (1)极性运输极性运输 v运输距离短运输距离短v运输速率低运输速率低v消耗能量消耗能量T概念概念T特点特点(2)非极性运输非极性运输三、生长素的代谢三、生长素的代谢 1.生物合成

4、生物合成2.降解降解l合成部位：合成部位：l合成前体：合成前体：l合成途径：合成途径：l酶降解酶降解 l光降解光降解-IAA氧化酶氧化酶色氨酸色氨酸吲哚丙酮酸为主吲哚丙酮酸为主（主要）（主要）高山植物高山植物四、四、IAA的生理效应的生理效应 1.促进伸长生长促进伸长生长（纵向）（纵向）最显著最显著|双重作用双重作用T低浓度促进生长低浓度促进生长T高浓度抑制生长高浓度抑制生长|器官的敏感性器官的敏感性根根 芽茎芽茎幼嫩衰老幼嫩衰老黄化绿色黄化绿色离体整株离体整株|离体与整株的效应有别离体与整株的效应有别2.促进器官与组织的分化促进器官与组织的分化诱导诱导不定根不定根的形成的形成木质部木质部韧皮

5、部韧皮部高浓度高浓度低浓度低浓度顶芽对侧芽生长的抑制现象顶芽对侧芽生长的抑制现象3.保持顶端优势保持顶端优势 4.促进果实发育促进果实发育5.其它效应其它效应 参与向性运动参与向性运动促进菠萝开花促进菠萝开花抑制花果脱落抑制花果脱落诱导雌花分化诱导雌花分化lIAA溶液溶液，伸长同时外液，伸长同时外液pH下降下降 lpH3.0溶液溶液，1分钟伸长分钟伸长1.酸生长理论酸生长理论背景：（燕麦胚芽鞘）背景：（燕麦胚芽鞘）（雷利和克莱兰）（雷利和克莱兰）快快速反应速反应五、五、IAA的作用机理的作用机理 IAA与与H+-泵泵结合结合H+-泵泵活化活化细胞壁细胞壁酸化酸化氢键断裂，酶氢键断裂，酶激活激活

6、细胞水势细胞水势下降下降细胞体积细胞体积膨大膨大内容要点：内容要点：激素受体激素受体-能与激素特异能与激素特异结合结合并能引发特殊生理并能引发特殊生理反应反应的蛋白质的蛋白质 细胞信号转导细胞信号转导-偶联各种胞外刺激信号与其偶联各种胞外刺激信号与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。第二信使第二信使-响应外部信号并引起细胞响应外部信号并引起细胞内内生理效应的胞内信号分子生理效应的胞内信号分子DGCa2+cAMPIP3细胞反应细胞反应质膜质膜细胞反应细胞反应胞内信号转导胞内信号转导胞间信号传递胞间信号传递跨膜信号转换跨膜信号转换第一信使第一信使 第二

7、信使第二信使 2.基因激活假说基因激活假说|IAA与激素受体结合与激素受体结合|激活转录因子激活转录因子|基因表达基因表达|合成蛋白质合成蛋白质IAA的的作用机理作用机理第二节第二节 赤霉素类赤霉素类 一一、赤霉素、赤霉素（GA）的发现及化学本质的发现及化学本质l为双萜为双萜l目前超过目前超过136种种lGA3活性最强活性最强二、二、GA的生物合成与运输的生物合成与运输1.生物合成生物合成2.运输运输合成场所合成场所：发育中种子，幼茎，根：发育中种子，幼茎，根合成前体合成前体：甲瓦龙酸（：甲瓦龙酸（MVA）3.存在形式存在形式-木质部木质部 韧皮部韧皮部结合型结合型游离型游离型三、三、GA的生

8、理效应的生理效应1.促进茎的伸长生长促进茎的伸长生长T促进促进整株整株植物生长植物生长 T促进节间的伸长促进节间的伸长 T无无超最适浓度超最适浓度的抑制作用的抑制作用 芹菜、莴苣、牧草等芹菜、莴苣、牧草等 特点特点2.诱导开花诱导开花l代替低温代替低温l代替长日照代替长日照3.打破休眠打破休眠-诱导水解酶的合成诱导水解酶的合成4.促进雄花分化促进雄花分化5.促进某些植物座果促进某些植物座果 6.诱导单性结实诱导单性结实 7.促进细胞的分裂与分化促进细胞的分裂与分化 IAA/GA高高 促进促进木质部木质部分化分化低低 促进促进韧皮部韧皮部分化分化四、赤霉素的作用机理四、赤霉素的作用机理1.GA与

9、酶的合成与酶的合成 GA的合成部位的合成部位酶的合成部位酶的合成部位-胚胚-糊粉层糊粉层2.GA调节调节IAA水平水平-GA可提高可提高IAA的水平的水平降低降低IAA氧化酶活性氧化酶活性提高蛋白酶活性提高蛋白酶活性促进促进IAA结合型结合型自由型自由型 第三节第三节 细胞分裂类细胞分裂类 一、一、CTK的发现和本质的发现和本质腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性腺嘌呤具有促进细胞分裂的活性细胞分裂细胞分裂DNA分解产物中纯化分解产物中纯化激动素激动素-玉米素玉米素l1948年年 Skoog和崔澄发现生长素存在和崔澄发现生长素存在时时l1955年年Millu和和Skoog等发现存放了等发现存放了4年的

10、年的DNA也能诱导也能诱导l1956年，年，Millu等从高压灭菌处理的等从高压灭菌处理的l1963年，未成熟的玉米籽粒促进细年，未成熟的玉米籽粒促进细胞分裂胞分裂二、二、CTK的分布与代谢的分布与代谢l合成部位合成部位l合成前体合成前体l存在形式存在形式l运输运输 AMP和和iPP细胞分裂旺盛的部位细胞分裂旺盛的部位游离态游离态 结合态结合态木质部木质部 韧皮部韧皮部1.促进细胞分裂和扩大促进细胞分裂和扩大 IAA-促进细胞核分裂促进细胞核分裂 CTK-促进细胞质分裂促进细胞质分裂 GA-缩短细胞周期缩短细胞周期三、三、CTK的生理效应的生理效应2.促进芽的分化促进芽的分化 IAA/CTK

11、高高-形成根形成根IAA/CTK 低低-形成芽形成芽消除顶端优势消除顶端优势3延缓叶片衰老延缓叶片衰老 v促进气孔开放促进气孔开放v打破需光种子休眠打破需光种子休眠v促进雌花分化促进雌花分化4.其它生理作用其它生理作用 与与GA相似相似与与IAA相同相同第四节第四节 脱落酸类脱落酸类 l1961年年-脱落素脱落素l1963年年-休眠素休眠素l1967年年-名名为为脱脱落落酸酸一、脱落酸（一、脱落酸（ABA）的发现与本质）的发现与本质脱落、休眠器官或逆境下较多脱落、休眠器官或逆境下较多 合成部位合成部位合成前体合成前体 甲瓦龙酸甲瓦龙酸甲瓦龙酸甲瓦龙酸FPP二、二、ABA的分布、代谢与运输的分布

12、、代谢与运输分布分布根冠、萎蔫叶片（为主）根冠、萎蔫叶片（为主）合成途径合成途径 GA长日条件长日条件运输运输多以游离型多以游离型 短日条件短日条件 ABA三、三、ABA的生理效应的生理效应3.促进气孔关闭促进气孔关闭1.促进休眠促进休眠 2.促进脱落促进脱落4.抑制生长和萌发抑制生长和萌发 5.加速种子成熟加速种子成熟6.提高抗性提高抗性 第五节第五节 乙烯乙烯l1901年年Neljubow发现乙烯能引起黄化豌豆发现乙烯能引起黄化豌豆 苗的苗的三重反应三重反应 l1910年年Cousins发现成熟苹果可发现成熟苹果可催熟催熟青香蕉青香蕉l1959年年Burg测出未成熟果实中有测出未成熟果实中

13、有乙烯乙烯产生产生l1965年，被公认为是植物的年，被公认为是植物的天然激素天然激素 一、乙烯一、乙烯（ETH）的发现的发现甲硫氨酸（甲硫氨酸（Met）二、二、ETH的分布与生物合成的分布与生物合成合成部位合成部位合成前体合成前体 分布分布较多较多逐渐成熟的果实逐渐成熟的果实即将脱落器官即将脱落器官成熟或老化的器官或组织成熟或老化的器官或组织1.改变生长习性改变生长习性l乙烯三重反应乙烯三重反应l偏上生长偏上生长三、三、ETH的生理效应的生理效应v抑制茎的伸长生长抑制茎的伸长生长v促进茎或根的横向增粗促进茎或根的横向增粗v促进茎的横向生长促进茎的横向生长指器官的指器官的上部上部生长速度快于生长

14、速度快于下部下部的现象的现象2.促进成熟促进成熟-最显著的效应最显著的效应3.促进脱落与衰老促进脱落与衰老 -加速水解酶的合加速水解酶的合成成促进次生物质分泌促进次生物质分泌促进菠萝开花促进菠萝开花诱导不定根形成诱导不定根形成诱导雌花分化诱导雌花分化4.其它效应其它效应 第六节第六节 其它天然的植物生长物质其它天然的植物生长物质油菜素甾醇类（油菜素甾醇类（BR）l促进伸长生长促进伸长生长l促进光合作用促进光合作用l提高抗性等提高抗性等第六类第六类固醇固醇多胺类（多胺类（PA）l促进生长促进生长l延缓衰老延缓衰老l提高抗性等提高抗性等脂肪族含氮碱脂肪族含氮碱茉莉酸类（茉莉酸类（JA）l抑制生长与

15、萌发抑制生长与萌发l促进衰老促进衰老l提高抗性等提高抗性等水杨酸类（水杨酸类（SA）l产热产热l延缓花瓣衰老延缓花瓣衰老l诱导开花诱导开花l提高抗性等提高抗性等玉米赤霉烯酮（玉米赤霉烯酮（ZL）l参与春化作用参与春化作用l调控营养生长调控营养生长l提高抗性等提高抗性等二羟苯甲酸内酯二羟苯甲酸内酯第七节第七节 植物激植物激素间的相互关系素间的相互关系二、激素间的相互关系二、激素间的相互关系增效作用增效作用：一种激素可：一种激素可加强加强另一种另一种激素的效应激素的效应拮抗作用拮抗作用：一种激素可：一种激素可抑制抑制另一种另一种激素的效应激素的效应1增效作用：增效作用：2拮抗作用：拮抗作用：3协同

16、作用：协同作用：生长素与赤霉素生长素与赤霉素比值比值低低，诱导，诱导韧皮部韧皮部的分化的分化 比值比值高高，诱导，诱导木质部木质部的分化的分化IAA/GAIAA促进促进生根生根GA抑制抑制生根生根促进生长、单性结实等促进生长、单性结实等1协同作用：协同作用：2拮抗作用：拮抗作用：生长素与细胞分裂素生长素与细胞分裂素IAA维持维持顶端优势顶端优势CTK消除消除顶端优势顶端优势IAA-细胞核分裂细胞核分裂CTK-细胞质分裂细胞质分裂CTK/IAA比值比值高高，诱导，诱导芽芽的分化的分化比值比值低低，诱导，诱导根根的分化的分化生长素与乙烯生长素与乙烯1增效作用：增效作用：2拮抗作用：拮抗作用：高浓度

17、高浓度IAA促进促进ETH合成合成 J诱导不定根形成诱导不定根形成J促进菠萝开花促进菠萝开花J刺激雌花分化刺激雌花分化 ETH降低降低IAA的含量的含量 提高提高IAA氧化酶的活性氧化酶的活性抑制生长素的合成抑制生长素的合成阻碍生长素运输阻碍生长素运输 赤霉素与脱落酸赤霉素与脱落酸拮抗作用：拮抗作用：GA-打破休眠，促进萌发打破休眠，促进萌发ABA-促进休眠，抑制萌发促进休眠，抑制萌发GA-促进长日照植物开花促进长日照植物开花ABA-促进短日照植物开花促进短日照植物开花GA-促进座果促进座果ABA-抑制座果抑制座果GA-促进生长促进生长ABA-抑制生长抑制生长细胞分裂素与脱落酸细胞分裂素与脱落

18、酸拮抗作用：拮抗作用：CTK-延缓衰老延缓衰老ABA-加速衰老加速衰老CTK-促进气孔开放促进气孔开放ABA-抑制气孔开放抑制气孔开放CTK-打破休眠，促进萌发打破休眠，促进萌发ABA-促进休眠，抑制萌发促进休眠，抑制萌发l种子发育过程：种子发育过程：CTKGAIAAABA三、植物激素在生长发育过程的三、植物激素在生长发育过程的顺序调节顺序调节l种子萌发过程：种子萌发过程：GAIAA CTKABA第八节第八节 植物植物生长调节剂生长调节剂一、主要类型与应用一、主要类型与应用 l生长促进剂生长促进剂生长素类生长素类赤霉素类赤霉素类细胞分裂素类细胞分裂素类GA3NAA,IBA,2,4-DKT,6-BAl乙烯利释放剂乙烯利释放剂 强酸性液体强酸性液体pH3.0，稳定，稳定pH4.0，可分解释放出乙烯，可分解释放出乙烯2.应用应用1.性质性质二、应用植物生长调节剂的注意事项二、应用植物生长调节剂的注意事项配合肥水等栽培条件配合肥水等栽培条件考虑环境气象因素考虑环境气象因素药剂混用药剂混用进行预备试验进行预备试验l选择合适的生长调节剂选择合适的生长调节剂l选择适宜的使用时期选择适宜的使用时期l处理部位和施用方式处理部位和施用方式l适当的施用浓度与次数适当的施用浓度与次数l其它其它