页数：73页文件大小：12.73 MB来源： 植物生理学ppt课件
本课件系统介绍五大类植物激素的发现、结构、分布、代谢与生理效应，包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯的作用机理，并介绍其他植物生长物质与生长调节剂。
第七章植物生长物质7.1 植物生长物质的概念和种类7.2 生长素类7.3 赤霉素类7.4 细胞分裂素类7.5 脱落酸7.6 乙烯7.7 其他植物生长物质7.8 植物生长物质在农业生产上的应用
1.五大植物激素主要生理作用(注意它们之间的区别和联系)2.生长素的作用机理、赤霉素对大麦种子α—淀粉酶的诱导。3.五大激素合成途径(不记过程)及前体物质，乙烯生物合成的调节本章重点和难点
植物生长物质（plant growth substances）：指具有调节植物生长发育的一些生理活性物质，包括植物激素和生长调节剂。植物激素(plant hormones或phytohormones)：指在植物体内合成的，可移动的，对生长发育产生显著作用的微量(<1µmol/L)有机物。
第一，内生性是植物生命活动中的正常代谢产物；第二，可运性，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发挥调控作用，在特殊情况下植物激素在合成部位也有调控作用；第三，调节性，植物激素不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效应。植物激素具有以下特点：
研究植物生长物质的方法激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。生物鉴定法：通过测定激素作用于植物或离体器官所产生的生理生化效应的强度，从而推测激素的含量的方法。特点：1.灵敏度高；但并不绝对。2.对某些激素特异性强；3.技术要求不高；4.样品不需要纯化。物理和化学方法免疫分析法
研究植物生长物质的方法激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。生物鉴定法：物理和化学方法免疫分析法原理：利用不同物质在不同的介质中有不同的分配系数。如：薄层层析，气相色谱，液相色谱，质谱分析等。
研究植物生长物质的方法激素含量低，不稳定，易受干扰。测定时要用非常灵敏的方法。生物鉴定法：物理和化学方法免疫分析法放射免疫（RIA）酶联免疫（ELISA）。动物对进入其血液的外来物质的免疫性。将抗原导入动物血液。动物的保护机制使体内产生出专一性的抗体蛋白质。从血清中分离抗体。根据抗原与抗体的反应，用于检测抗原（植物激素）的量。抗原通常是蛋白质，激素可以与另一种蛋白质结合后再导入动物体内。两种原理：
7.2 生长素类(Auxin )一、生长素的发现和种类二、生长素在植物体内的分布与运输三、生长素的生理效应﹡四、生长素的作用机理﹡
天然生长素类Indole-3-acetic acid (IAA)吲哚-3-乙酸4-chloroindole-3-acetic acid (IAA)4-氯吲哚-3-乙酸Indole-3-butyric acid (IBA)吲哚-3-丁酸phenylacetic acid (PAA)苯乙酸2.生长素的种类
人工合成生长素类Naphthalene acetic acid (NAA)萘乙酸2-methoxy-3,6-dichlorobenozic acid(dicamba)2-甲基氧-3,6-苯乙酸2,4-dichlorophenoacetic acid (2,4-D)2,4-二氯苯氧乙酸2,4,5-trichlorophenoacetic acid(2,4,5-T)2,4,5-三氯苯氧乙酸
分布：大多集中在生长旺盛的部位运输：IAA的极性运输运输途径韧皮部二、生长素的代谢1.生长素在植物体内的分布与运输上端下端主动运输－－缺氧抑制极性运输活性
2.生长素的代谢(色胺途径)色氨酸脱羧酶色胺胺氧化酶(吲哚丙酮酸途径)(直接前体)色氨酸(合成前体)色氨酸转氨酶吲哚丙酮酸吲哚丙酮酸脱羧酶吲哚乙醛吲哚乙醛脱氢酶吲哚乙酸(吲哚乙腈途径)芸薹葡糖硫苷吲哚乙腈腈水解酶葡糖硫苷酶吲哚乙醇氧化酶吲哚乙醇(吲哚乙醇途径)
3.生长素存在形式与分解两种形式存在游离型：不与任何物质结合，有生物活性。束缚型：与其它物质结合，没有生物活性束缚型生长素是贮存与运输形式。两种形式可以进行相互转化。生长素的分解酶解：在IAA氧化酶的作用下分解。IAA氧化酶是一种含铁的血红蛋白，它需要Mn2+及一元酚类作辅基光氧化：强光下IAA易被分解失活。所以保存时应避光。
2.促进插条不定根的形成3.对养分的调运作用4.生长素的其他效应诱导雌花顶端优势促进菠萝开花高低无
四、生长素的作用机理1.酸生长理论IAA激活H＋-ATPase激活纤维素酶等多种壁水解酶胞间介质酸化壁组分降解壁伸展性加大细胞ψp下降，ψw下降，吸水，体积增大→不可逆增长H+内→壁，壁
赤霉素的发现及其种类赤霉素的分布和运输赤霉素的生理效应﹡赤霉素的作用机理﹡7.3 赤霉素类(Gibberellins)
1.赤霉素的发现赤霉素（Gibberellins GA）一、赤霉素的发现及其种类2.赤霉素的种类和化学结构异常生长的稻苗—“笨苗”/“恶苗病赤霉菌水稻赤霉菌的分泌物GA分离异戊二烯为基本单位
分布：生长旺盛的部位含量较高运输：赤霉素在植物体内的运输没有极性。途径：嫩叶合成的赤霉素通过韧皮部的筛管向下运输，而根尖合成的赤霉素可沿木质部的导管向上运输。存在形式：自由赤霉素、结合赤霉素二、赤霉素的分布和运输3. 生物合成游离型束缚型合成场所：发育中种子，幼叶，根前体物：甲瓦龙酸
1.促进茎的伸长生长.三、赤霉素的生理效应GA克服豌豆遗传矮生性状CKCKGA处理⑴促进整株植物生长⑵促进节间的伸长⑶不存在超最适浓度的抑制作用GA3诱导甘蓝茎的伸长，诱导产生超长茎
2.诱导开花3.打破休眠4.促进雄花分化5.其他生理效应GA对胡萝卜开花的影响对照10 μg GA/d处理4周诱导单性结实葡萄花前10d，400 mg L-1GA, 无核率98%
四、GA的作用机理1. GA与酶的合成这证明糊粉层细胞是GA作用的靶细胞。无胚种子不能产生α-淀粉酶外加GA，产生α-淀粉酶既去胚又去糊粉层，用GA处理，不能产生α-淀粉酶。证明GA诱导α-淀粉酶的形成大麦生物鉴定法
1.赤霉素与酶的合成大麦种子萌发时胚中产生的GA，通过胚乳扩散到糊粉层细胞，诱导α—淀粉酶的形成，该酶又扩散到胚乳使淀粉水解
GA对大麦糊粉层产生α-淀粉酶的影响无胚种子
大麦籽粒纵剖面示意图及水解酶的合成与GA的关系
2．赤霉素调节生长素的水平GA与IAA形成的关系双线箭头表示生物合成虚线箭头表示调节部位表示促进表示抑制
3. GA调节细胞壁中的钙的水平(促进茎的延长)Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用。GA能使Ca2+壁→胞质，壁中Ca2+水平下降，壁伸展，生长加快。
第三节细胞分裂素类(Cytokinins )一、细胞分裂素的发现和种类二、细胞分裂素的运输和代谢三、细胞分裂素的生理效应﹡
腺嘌呤激动素(KT)异戊烯基腺嘌呤(iP)二氢玉米素(diHZ)玉米素(Z)玉米素核苷([9R]Z)6-苄基腺嘌呤(6-BA)
茎尖、根尖、未成熟的种子等1～1000 ng·g-1DW 合成部位: 根尖，怎样证明？生物合成由tRNA水解产生从头合成，前体: 甲瓦龙酸二、细胞分裂素的运输与代谢存在形式：游离态与结合态进行细胞分裂的部位
IBA, 0.5 μg ml-1IBA, 0.5 μg ml-1ZT, 2.0 μg ml-1拟南芥（Arabidopsis）
3．延缓叶片衰老4. 其他生理作用促进气孔开放；打破种子休眠；刺激块茎形成；促进果树花芽分化清除活性氧阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶绿素不被破坏阻止营养物质外流？CTK
延缓叶片衰老促进细胞分裂CTK氧化酶
脱落酸的发现和性质脱落酸的代谢（略讲）脱落酸的生理效应﹡第五节脱落酸(Abscisic Acid )
1.脱落酸的发现1963年，英国Wareing从槭树将要脱落的叶子中提取一种促进休眠的物质，命名为休眠素(dormin)。1964年，美国Addicott等从将要脱落的未成熟的棉桃中提取一种促进脱落的物质，命名为脱落素Ⅱ(abscisin Ⅱ)。休眠素和脱落素具有相同的化学结构(一种倍半萜化合物)，属同一种物质。1967年的国际植物生长物质会议上将其命名为脱落酸(abscisic acid，ABA)。一、脱落酸的发现
2.脱落酸的化学结构倍半萜化合物cis-ABAtrans-ABA3.脱落酸分布与运输二、脱落酸的代谢合成部位：根尖和叶绿体是脱落酸合成的主要部位。前体物质：甲瓦龙酸（MVA）异戊二烯为基本单位
2.促进气孔关闭3.抑制生长4.促进脱落5.增加抗逆性三、脱落酸的生理效应甲瓦龙酸IPP长日照短日照GAABA(促进生长)(抑制生长、促进休眠)1.促进休眠
玉米ABA不敏感突变体，示未成熟的种子发芽root
ABA－induced stomata closure. Epidermal strips of Commelina communisL incubated in buffer (10 mM Pipes, pH6.8) containing 50mM KCI and supplied with CO2-free air. The stomata are open wide after two to three hours (A). When transferred to the same solution plus 10uM ABA, the pores close completely within 10 to 30 minutes (B).CKABA treatmentABA诱导气孔关闭A:pH6.8, 50mmol L-1KClB: 转移至添加10μmol L-1ABA的溶液中，10~30min内气孔关闭
1.乙烯的发现与结构2.乙烯的生物合成及运输3.乙烯的生理效应﹡第六节乙烯（ethylene，简称ETH）。
一、乙烯的发现与结构早在1864年，Girardin就记载了由照明煤气灯漏出的气体能促进植物落叶。1901年，俄国植物生理学家D. N. Neljubow推断豌豆幼苗产生的“三重反应”是乙烯引起的。1934年，英国R. Gane证明乙烯是植物的天然产物。1935年，美国W. Crocker认为乙烯是一种实催熟激素，同时调节营养器官的生长。直到20世纪60年代，被确认为植物内源激素之一。乙烯(ethylene, ETH)是最简单的气态烯烃
二、乙烯的生物合成及运输1.生物合成及其调节AOA、AVG-缺氧、解偶联剂、自由基、Co2+-干旱、成熟、衰老、伤害IAA、水涝+成熟、乙烯+ACC合成酶蛋氨酸（Met）乙烯S-腺苷蛋氨酸（SAM）蛋氨酸腺苷转移酶O2乙烯形成酶5’-甲硫基腺苷(MTA)5’-甲硫基核苷(MTR)腺苷(Ade)MACC1-氨基环丙烷-1-
促进抑制
[Ag(S2O3)2]3-对康乃馨的处理效果
1.改变生活习性番茄叶片的偏上生长受涝害根系缺氧，ACC向地上部运输，导致叶片偏上生长用10μl L-1乙烯处理4h后番茄苗的形态三、乙烯的生理效应
乙烯抑制黄化豌豆幼苗的伸长生长，使其失去负向地性而横向生长。乙烯抑制黄化绿豆幼苗的伸长生长（B）；使黄化绿豆幼苗胚轴加粗生长（C）。乙烯的三重反应生物鉴定:三重反应
2.促进成熟转ACC氧化酶基因的番茄（只有5％的正常乙烯含量）CK乙烯促进番茄果实成熟
3.促进脱落4.促进开花和雌花分化5.乙烯的其他效应，如：诱导次生物质(橡胶树的乳胶)的分泌；不定根的形成；打破种子休眠等
第七节其他植物生长物质油菜素甾体类、多胺、茉莉酸类与水杨酸类等。一、油菜素甾体类从油菜花粉中分离出来的甾体类生长物质(brassino1ide，BRs)，能引起菜豆幼苗节间的强烈生长、弯曲及裂开等反应。BRs的主要生理作用：（1）兼具促进细胞伸长和分裂的功能；（2）提高光合作用；可促进光合产物向穗部运输（3）增强植物的抗逆性。BRs能提高水稻、黄瓜和茄子等抗低温和抗病的能力。“逆境缓和激素”
二、茉莉酸类（jasmonic acid, JA）主要作用：抑制幼苗和根的生长；抑制种子和花粉的萌发；可提高植物的抗性。（~ABA）三、水杨酸类(salicylic acid，SA)主要生理作用：延长切花的寿命；增加植物的抗病性；参与交替呼吸途径中的产热（SA亦称为“产热素”）。四、多胺(polyamine,PA)主要作用：促进核酸和蛋白质的生物合成；提高植物抗逆性；延缓衰老。
胺类名称化学结构分布精胺（spermine）NH2(CH3)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2普遍存在亚精胺（spermidine）NH2(CH2)3NH(CH2)4NH普遍存在腐胺（putrescine）NH2(CH2)4NH普遍存在鲱精胺（agmatine）NH2(CH2)4NHC(NH)NH 普遍存在尸胺（cadaverine）NH2(CH2)5NH 豆科
植物激素之间既有相互促进，也有相互拮抗作用。1.生长素与赤霉素增效作用原因GA促进IAA的合成；抑制IAA的分解；促进I AA由结合态转变为游离态。2.生长素与细胞分裂素1.增效：CTK加强IAA的极性运输。2.拮抗：CTK促进芽的分化；IAA促进根的分化；CTK解除顶端优势；IAA保持顶端优势。第八节植物生长物质在农业生产上的应用一、植物激素间的相互关系﹡
过量表达IAA突变体乙烯缺失突变体，与野生型差异不大增加IAA含量，降低乙烯含量突变体的双价转化突变体说明顶端优势主要受IAA的控制，乙烯对茎的伸长有部分作用
4.赤霉素与脱落酸两者有共同的合成前体物质mvAMVA 法尼基焦磷酸长日照GA短日照ABA光敏素日照长度生理作用相反：GA打破休眠；ABA促进休眠。GA促进生长；ABA抑制生长。
5.细胞分裂素与脱落酸拮抗作用CTK促进气孔开放；ABA促进气孔关闭。CTK防止衰老；ABA促进衰老。二、植物生长调节剂在农业生产上的应用（一）.植物生长调节剂的类型指人工合成的具有植物激素活性的一类有机化合物。三类：植物生长促进剂；植物生长抑制剂；植物生长延缓剂。
1. 植物生长促进剂促进细胞分裂、伸长和分化生长素类: NAA, IBA, 2,4-D等赤霉素类：GA3细胞分裂素类: KT, 6-BA
三、应用生长调节剂的注意事项1.明确生长调节剂的性质2.根据不同对象和不同的目的选择合适的药剂3.正确掌握药剂的浓度和剂量
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