普通生物学植物生长发育的调控.ppt

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1、植物生长发育的调控植物生长发育的调控第第 三三 部部 分分q植物激素对生长发育的调节植物激素对生长发育的调节q环境因子对生长发育的调节环境因子对生长发育的调节q植物的运动植物的运动植物激素对生长发植物激素对生长发育的调节育的调节激素的基本概念激素的基本概念 植物植物体内合成体内合成的，通常的，通常从合成从合成部位运往作用部位部位运往作用部位，对生长发，对生长发育有显著作用的育有显著作用的微量生理活性微量生理活性物质物质。植物激素的特点植物激素的特点内生的，植物生命过程中正常代谢产物内生的，植物生命过程中正常代谢产物能运转的，由产生部位转移到其它部位能运转的，由产生部位转移到其它部位 发生作用发

2、生作用低浓度下（通常小于低浓度下（通常小于1mol/L)起作用起作用 五大类植物激素五大类植物激素生长素生长素(auxin)类类细胞分裂素细胞分裂素(cytokinin,CTK)赤霉素赤霉素(gibberellin,GA)脱落酸脱落酸(abscisic acid,ABA)乙烯乙烯(ethylene,ETH)促促进进生生长长发发育育抑制生长发育抑制生长发育促进器官成熟促进器官成熟 植物激素对植物激素对细胞的作用细胞的作用不仅决定于不仅决定于激素本身的激素本身的化学结构和化学结构和特性，也决特性，也决定于靶细胞定于靶细胞对激素的敏对激素的敏感性。感性。促进促进促进促进抑制抑制抑制抑制植物生长物质植

3、物生长物质（plant growth substance)plant growth substance)植物激素植物激素 （plant hormone)植物生长调节剂植物生长调节剂 （plant growth regulator)生长素的主要合成部位生长素的主要合成部位茎端、根端分生组织茎端、根端分生组织禾本科植物胚芽鞘尖端禾本科植物胚芽鞘尖端胚胚正在生长的幼叶正在生长的幼叶幼嫩的果实和种子幼嫩的果实和种子生长素的主要生理作用生长素的主要生理作用 促进生长促进生长 促进果实发育促进果实发育 促进不定根的形成促进不定根的形成促进形成层活动和维管组织的分化促进形成层活动和维管组织的分化顶端优势顶端

4、优势抑制叶和果实的脱落抑制叶和果实的脱落无籽结实 植物生长发育过程中各项生植物生长发育过程中各项生理生化活动不是由某种激素单理生化活动不是由某种激素单一的调节，而是受几种激素多一的调节，而是受几种激素多方面协调地调节，激素间的平方面协调地调节，激素间的平衡关系影响着新陈代谢衡关系影响着新陈代谢。种子萌发过程中的种子萌发过程中的激素调节激素调节赤霉素诱导水解酶的生成赤霉素诱导水解酶的生成细胞分裂细胞分裂细胞分裂素：促进细胞质分裂细胞分裂素：促进细胞质分裂生长素：促进核分裂生长素：促进核分裂赤霉素：促进赤霉素：促进DNA合成，缩短细胞周期合成，缩短细胞周期细细 胞胞 伸伸 长长 促进细胞伸长是生长

5、素最基本促进细胞伸长是生长素最基本的作用。这与生长素引起的作用。这与生长素引起细胞壁细胞壁可塑性增加可塑性增加和和促进蛋白质与核酸促进蛋白质与核酸合成合成有关。有关。生长素作用的酸生长理论生长素作用的酸生长理论生长素作用的酸生长理论生长素作用的酸生长理论RaylyRayly and Cleland(1970)and Cleland(1970)提出生长素作用的酸生长理论：提出生长素作用的酸生长理论：提出生长素作用的酸生长理论：提出生长素作用的酸生长理论：营养生长的激素调节营养生长的激素调节顶顶 端端 优优 势势扫帚病（扫帚病（witches brooms)细胞分裂素（细胞分裂素（CTK）促进侧芽

6、伸展促进侧芽伸展激素在维管组织分化中的作用激素在维管组织分化中的作用0.05mg/L IAA+1%蔗糖蔗糖 少量木质部分子少量木质部分子0.05mg/L IAA+2%蔗糖蔗糖 较多木质部分子较多木质部分子0.05mg/L IAA+2.5%3.5%蔗糖蔗糖 木质部和韧皮部木质部和韧皮部0.05mg/L IAA+4%蔗糖蔗糖 主要是韧皮部主要是韧皮部 丁香愈伤组织丁香愈伤组织丁香愈伤组织丁香愈伤组织豌豆幼苗实验豌豆幼苗实验豌豆幼苗实验豌豆幼苗实验激素对根激素对根 和和 芽芽 的的 分分 化化组织培养中组织培养中IAA与与KT的比例决定根和芽的分化的比例决定根和芽的分化黄化豌豆幼苗对乙烯的黄化豌豆幼

7、苗对乙烯的“三重反应三重反应”乙烯对生长的影响乙烯对生长的影响l l抑制上胚轴生长抑制上胚轴生长抑制上胚轴生长抑制上胚轴生长l l上胚轴横向生长上胚轴横向生长上胚轴横向生长上胚轴横向生长l l上胚轴和根横向上胚轴和根横向上胚轴和根横向上胚轴和根横向 加粗加粗加粗加粗乙烯对果实成熟的调节乙烯对果实成熟的调节呼吸跃变现象呼吸跃变现象呼吸跃变现象呼吸跃变现象植物激素间的相互关系植物激素间的相互关系 协协 同同 作作 用用增增 效效 作作 用用拮拮 抗抗 作作 用用拮拮 抗抗 作作 用用种子萌发：种子萌发：IAA、GA、CTK促进萌发；促进萌发；ABA抑制萌发。抑制萌发。糊粉层细胞的退化：受糊粉层细胞

8、的退化：受GA促进，促进，受受ABA抑制。抑制。激激素素作作用用的的途途径径环境因子对植物生长环境因子对植物生长发育的调节发育的调节光对种子萌发的影响光对种子萌发的影响需光种子需光种子 莴苣莴苣嫌光种子嫌光种子 番茄、苋菜、黄瓜番茄、苋菜、黄瓜中光种子中光种子掩埋对种子萌发的影响掩埋对种子萌发的影响野欧野欧白芥白芥大大车前车前光光光光 红光（红光（R）和远红光（和远红光（FR）反复照射对莴苣种子萌发反复照射对莴苣种子萌发 的控制的控制 （26下反复地以下反复地以1分钟红光和分钟红光和4分钟远红光照射）分钟远红光照射）照照 射射 发发 芽芽 率（）率（）R 70 R+FR 60 R+FR+R 7

9、4 R+FR+R+FR 6 R+FR+R+FR+R 76 R+FR+R+FR+R+FR 7 R+FR+R+FR+R+FR+R 81 R+FR+R+FR+R+FR+R+FR 7 A:A:暗下暗下暗下暗下 B B：4-104-10分钟照光分钟照光分钟照光分钟照光/天天天天 光形态建成 (photomorphogenesis)由低能量光所调节的植物生长发育过程称为光由低能量光所调节的植物生长发育过程称为光形态建成，或称光形态发生。形态建成，或称光形态发生。光在光形态建成中的作用是信号作用。光在光形态建成中的作用是信号作用。受体：光敏素受体：光敏素(phytochrome)蓝光、近紫外光受体蓝光、近紫

10、外光受体(blue/UV-A photoreceptor)紫外光紫外光B受体受体(UV-B photoreceptor)植物生长的周期性植物生长的周期性 近似昼夜节律近似昼夜节律夜夜夜夜昼昼昼昼菜豆叶运动菜豆叶运动生 物 钟(biological clock)biological clock)（近似昼夜节奏circadian rhythms)节奏的启动需要一个信号节奏的启动需要一个信号 节奏是自由运转的节奏是自由运转的 节奏周期的长度对温度变化不敏感节奏周期的长度对温度变化不敏感植物的运动植物的运动(plant movement)plant movement)向性运动向性运动(tropic m

11、ovement)向光性向光性(phototropism)向重力性向重力性(gravitropism)向化性向化性(chemotropism)向水性向水性(hydrotropism)向触性向触性(thigmotropism)向光性向光性(phototropism)向重力性向重力性(gravitropism)根冠柱细胞的造粉根冠柱细胞的造粉体对重力的反应体对重力的反应向触性向触性(thigmotropism)感性运动感性运动(nastic movement)感震运动感震运动 (thigmonastic movement)感夜运动感夜运动 (nyctinastic movement)感感震震运运动动含羞草含羞草叶枕叶枕叶枕叶枕感震运动感震运动睡睡 眠眠 运运 动动阳光跟踪阳光跟踪(solar solar tracking)tracking)自动运动自动运动(automatic movement)鞭鞭 毛毛 运运 动动电子显微镜下的鞭毛横切面图电子显微镜下的鞭毛横切面图叶叶 绿绿 体体 运运 动动转板藻转板藻苔藓植物苔藓植物