第6章 植物生长物质-TCK-IAA
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第六章植物生长物质本章内容提要植物激素是植物体内合成的调控生长发育的微量有机物,包括AUXs、GAs、CTKs、ABA、ETH。
其它天然的生长物质有BRs、多胺、JAs、SAs和玉米赤霉烯酮等。
植物生长调节剂是具有植物激素效应的化学合成物质。
植物生长物质一词,则统指植物激素和植物生长调节剂。
AUXs是最先被发现的植物激素,天然的AUXs有IAA、IBA、4-Cl-IAA和PAA。
GAs具有赤霉烷环的基本结构,迄今已发现120余种,包括C20-GAs和C19-GAs,GA1和GA20是活性最强的GAs。
CTKs是一类在N6位置上取代的腺嘌呤衍生物。
其中玉米素分布最广。
ABA是一种倍半萜化合物,具有右旋、左旋两种旋光异构体。
天然的ABA是2-cis (+)-ABA,化学合成的ABA 是一种左、右旋各半的外消旋混合物。
ETH是最简单的烯烃。
农业生产和研究中常使用乙烯利、乙烯硅等ETH释放剂,AgNO3、硫代硫酸银等是乙烯的拮抗剂。
IAA的生物合成发生于细胞迅速分裂和生长的部位,合成前体为L-色氨酸;IAA可以形成糖酯和肽等多种结合物。
IAA的降解有酶促降解和光氧化。
IAA具有极性运输的特点,并以非极性的方式进行长距离运输。
GAs主要在生长中的种子和果实、幼茎顶端和根部合成。
合成前体为甲羟戊酸,其重要的中间物为GA12-7-醛。
GAs的运输无极性,GAs的结合形式有葡萄糖苷和葡萄糖酯。
植物生长延缓剂(AMO-1618、矮壮素、多效唑等)是通过抑制GAs的生物合成而延缓植物生长的。
CTKs的主要合成部位是细胞分裂旺盛的根尖及生长中的种子和果实。
CTKs的合成前体为AMP,[9R-5’P]iP是植物组织中其他天然CTKs的前体。
CTKs可与葡萄糖和氨基酸形成无活性的结合物。
CTKs通过CTKs氧化酶降解。
ABA的主要合成部位植物是根尖、老叶及成熟的花、果实与种子。
合成前体为甲羟戊酸,或是经叶黄素裂解而来--间接途径(高等植物中ABA主要由此途径合成)。
第六章植物生长物质本章内容提要:植物激素是植物体内合成的调控生长发育的微量有机物,包括AUXs、GAs、CTKs、ABA、ETH。
其它天然的生长物质有BRs、多胺、JAs、SAs和玉米赤霉烯酮等。
植物生长调节剂是具有植物激素效应的化学合成物质。
植物生长物质一词,则统指植物激素和植物生长调节剂。
具有植物激素活性的植物生长调节剂已广泛应用于农业生产中,并在调节植物生长发育方面发挥重要作用。
Concepts:植物生长物质包括:植物激素植物生长调节剂植物激素(plant hormones or Phytohormones):在植物体内合成的,可以从产生部位运往作用部位,对生长发育具有显著生理效应的微量有机物质。
五大类内源激素:生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)特点:①内源性;②可运性;③微量调节性植物生长调节剂(Plant growth regulators):人工合成的具有类似激素效应的化合物。
第一节生长素(auxins)一、发现历史1880年:达尔文父子的胚芽鞘向光性试验1928年:Went建立燕麦试法1934年:Kogl等分离出刺激生长物质,确定为吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA).后来发现其他具有类似结构的物质,也具有生长素的功能:如吲哚乙醛、吲哚乙腈二、生长素在体内的分布与运输分布:广泛存在,不均匀分布运输:极性运输(只能从形态学上端运往形态学下端)。
三、生长素的生物合成前体物:色氨酸(Trp)部位:幼叶、发育中的种子合成途径:①先脱氨,后脱羧②先脱羧,后脱氨③吲哚乙腈吲哚乙酸腈酶四、生长素的存在形式和分解1、存在形式◎游离型:◎束缚型:IAA 与葡萄糖、氨基酸、肌醇等物质结合2、分解(1)酶促氧化:IAA氧化酶:含铁血红蛋白;辅因子:Mn2+、一元酚(如香豆酸、阿魏酸等)(2)光氧化:◎避光提取;◎生产上用替代品。
五、生长素的生理效应1、促进伸长生长□具有浓度效应□不同器官间敏感性不同(根>芽>茎)2、促进器官分化□诱导愈伤组织产生根□促进插条生根3、促进座果10mg/L 2,4-D促进番茄结果,并可形成无籽果实。
第六章植物生长物质一、名词解释(写出下列名词的英文并解释)植物生长物质植物激素植物生长调节剂极性运输酸生长效应酸生长理论三重反应偏上生长生长抑制剂生长延缓剂激素受体信号转导二、填空题1 1 IAA的化学结构名为,它是在植物性研究时发现的。
2 2 IAAs是属于衍生物,它生物合成的主要部位是。
3 3 IAA的运输特点是,地上部总的方向是向基运输,地下部总的方向是向顶运输。
4 4 生长素有两种存在形式。
型生长素的生物活性较高,而成熟种子里的生长素则以型存在。
5 5 植物器官对生长素的适宜浓度是< < 。
6 6 超适量的IAA对植物生长有作用,这是由于其诱导生成了引起的。
7 7 解释IAA促进细胞伸长的快反应机制是,慢反应机制是。
8 8 生长素生理功能很多,例如、和等。
9 9 GA的基本结构是赤霉素烷,生物合成的前体物质是,对伸长作用最大的是茎。
10 10禾谷类种子萌发时,在部位合成a -淀粉酶,植物激素对这一合成有直接的诱导作用。
11 11植物激素能抑制大麦种子合成a-淀粉酶,它具有抗的作用。
12 12 CTK的基本结构是,它是由和在酶的催化下合成的。
13 13细胞分裂素是衍生物,其生物合成的主要部位是。
14 14 ABA是属于化合物,其生物合成有和途径。
15 15 ABA抑制大麦种子中诱导的酶合成,但要消除这种抑制效应,必须有植物激素和的联合作用。
16 16 Eth由循环途径合成,其直接前体为,由酶催化形成乙烯。
17 17乙烯特有的“三重反应”是指、、。
18 18乙烯释放剂乙烯利,在生产应用的例子有、和等。
19 19植物激素________ 能延缓叶片衰老,______ 则能使叶片提早衰老; ____ 能促使瓜类多开雌花,___________ 则使黄瓜多开雄花。
20 20实验发现,是防止植物衰老的激素,因为它能增强叶片中与的合成。
21 21组织培养时,较高的IAA/CTK比例,有利于诱导的形成;较低的IAA/CTK比例,则有利于诱导的形成。
植物生理学精品讲义第六章植物生长物质【目的要求】学习本章的主要目的在于了解植物激素对植物政党生长发育过程调控的重要性;它们的化学性质、生理功能、作用方式及特点;以及影响其生理效应发挥的内、外因素。
在了解植物激素对植物代谢调控规律的基础上,在生产实践中,能根据不同的生产目的,适量、适时、适法地正确应用各种植物生长调节剂对植物进行化学调控,以提高农林产品的产量和品质。
【重点】激素的生物合成、生理作用和应用【难点】激素的生物合成高等植物的正常生长发育,除了受遗传因素的控制、环境条件的影响以及需要大量的有机物质和无机物质作为细胞生命活动的结构和营养成分外,还需要一类微量的、生理活性极强的特殊物质参与调控,通常将这类物质称为植物生长物质(PlAnT groWTH suBsTAnCes)。
植物生长物质一般按其来源的不同分为两大类:一类叫做植物激素(P lAnT HorMones or PHyToHorMones);另一类称为植物生长调节剂(PlAnT groWTH reglATors)。
植物激素,是指一些在植物体内合成,并经常从产生部位转移到其他器官,对植物的生长发育和代谢具有显著调控作用的微量有机物。
由于它是植物体内的正常代谢产物,故又称为内源激素或天然激素。
植物生长调节剂,是指一些具有植物激素活性的人工合成的化合物。
根据国际植物学会的规定,植物激素具有三个显著的基本特征:①内生的,它是在植物生命活动中细胞接受特定环境信息诱导而形成的代谢产物。
②能移动的,通常由某些器官和组织产生后,再转运到其他部位起调节作用;其移动的速率和方式,因植物激素的种类、植物及其器官的特性而异,还要受到环境因素的影响。
③低浓度即有调节效应,它们在极低的浓度下都具有较强的生理活性,通常在10-6~1 0-4Mol/L浓度下即对植物的生长发育产生强烈的影响。
虽然植物激素广泛地存在于植物组织中,但它们在体内的含量却很低,一般约为植物组织鲜重的10-9~10-7。