植物生长素的极性运输 - 现代农业科技 杂志社——国家优秀

西北植物学报,2009,29(8):1714-1722Acta Bot.Boreal.-Occident.Sin.文章编号:1000-4025(2009)08-1714-09*植物生长素的极性运输载体研究进展李运合1,孙光明1,吴蓓2(1中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江524091;2华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006)摘要:生长素极性运输在植物生长发育中起重要的调控作用。

植物细胞间的生长素极性运输主要通过生长素运输载体进行调控。

该文对近年来有关生长素极性运输载体,包括输入载体A U X/L A X、输出载体PIN、尤其是新近发现的兼有输入和输出载体功能的M DR/P GP等蛋白家族,以及生长素极性运输中P IN与M DR/PG P蛋白间相互作用关系进行综述。

关键词:生长素;极性运输;输入载体;输出载体中图分类号:Q945.3;Q789文献标识码:AAdvances on C arriers of Plant Polar Auxin TransportLI Yun-he1,SUN Guang-m ing1,WU Bei2(1South Sub tr opical Crop Resear ch In stitute,Chin ese Academy of T ropical Agricultural Science,Zh anjiang,Guangdong524091,C hina;2College of Bioscience and Bioengin eering,South China University of Technology,Guangzh ou510006,China)Abstract:Po lar aux in transpor t(PAT)play s a central ro le in m any plant g row th and developmental proces-ses.Cellular aux in transpo rt is prim arily mediated by PAT carriers.This r ev iew fo cus o n the advances of aux in influx carriers and efflux carriers in recent years,including AUX/LAX and PIN protein families,and especially focus o n m ult-i drug-resistant/P-g lycopr otein(MDR/PGP)protein fam ilies and the functional in-teraction betw een PIN and PGP pro teins in PAT.Beside that,this review also indicated some pr oblem s a-bout PA T resear ch and one of the im por tant study fields in the future.Key words:aux in;polar aux in tr ansport;influx car riers;efflux carriers高等植物不能逃离对其不利的环境,只有通过改变自己的生长发育进程来适应外界环境的刺激(光、重力等),以更好地获得水分、光照等来维持正常生长发育。

生长素的极性运输林科院 9310031 傅建平摘要生长素的极性运输与植物生长发育密切相关并受许多因素调控，研究植物生长素的极性运输具有十分重要的意义。

本文综述了生长素极性运输的研究进展情况。

关键词生长素极性运输抑制剂输出载体输入载体生长素是第一个被发现的植物激素。

生长素在植物叶原基、幼叶以及发育的种子等部位合成，沿茎或根进行传输。

生长素在茎切段试验和胚芽鞘试验中表现刺激细胞伸长生长，它的主要生理作用还包括诱导不定根发生促进维管束分化、控制向性生长和顶端优势，以及调节植物开花坐果等生理过程。

在植物茎尖合成的生长素需要通过极性运输到达靶细胞才能调节植物的生长和发育, 因此生长素极性运输广泛参与植物的叶片发育、花的分化、维管的分化、胚胎发育、光形态建成以及侧根的发育等。

早期对生长素极性运输的研究主要采取施加极性运输抑制剂如NPA、HFCA、TIBA、CA的方法。

后来通过对生长素极性运输突变体的研究, 从分子水平上为生长素极性运输的化学渗透偶联学说提供了新的证据, 进一步发现了极性运输与植物的生长发育现象之间的联系。

1生长素的极性运输特点生长素的极性运输是指生长素在植物体内由形态学的上端向形态学的下端单向运输的现象。

在高等植物茎中, 生长素由茎尖合成位点极性运输到茎基部的作用位点。

生长素极性运输具有依赖于能量、需要O2、对温度敏感、随年龄增加而减弱等生理特点,是一种需要消耗代谢提供能量的主动运输。

其运输的速度比维管系统中的运输速度慢得多。

极性运输需要消耗能量, 可逆浓度梯度运输。

一些化合物如TIBA和NPA等能抑制生长素极性运输, 缺氧会严重地阻碍生长素的运输。

此外, 生长素又有自动抑制现象, 即先发育的器官通过其合成并向外输出的生长素抑制后发育期器官生长素的输出。

2 极性运输处于主导地位从整体组织看, 生长素的移动方向是向基性的。

极性运输与能量消耗有关, 它包括生长素从上部细胞的透出和向下部细胞的透入, 透入时几乎不受代谢抑制剂或缺氧等因素的影响, 而透出却明显地受这些因素阻碍。

植物生长素极性运输的研究进展庞静洋摘要：生长素的极性运输是一种独特的运输方式，它与植物生长发育密切相关并受许多因素调控。

研究植物生长素极性运输的生理机制及其调控具有十分重要的意义。

目前生长素极性运输机理方面已取得较大进展。

本文阐述了生长素在植物生长发育中的作用，并总结了生长素极性运输机理方面的研究进展。

关键词：生长素；极性运输；生长发育；输入载体；输出载体高等植物的生长发育受到植物激素的调控，目前公认的植物激素有五类，生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯和脱落酸。

生长素是最早发现的一种植物激素，1880年的Chevrles Darwin 父子用禾本科植物金丝雀葩胚芽鞘进行植物向光性研究，认为植物的向光性是由于植物在单侧光照射下产生某种影响，从上部传到下部，而造成二侧生长速度不同。

1892年F.W.went用燕麦胚芽鞘进行植物向光性研究,认为这种影响是一种可运输的调控物质，F.W.went称之为生长素。

在植物体内普遍存在的生长素是吲哚乙酸（IAA）。

其运输方式有两种，其中独特方式为极性运输。

目前已知的植物激素中只有生长素具有极性运输这一特征。

而且科研工作者还注意到在植物中存在着极性分化、生长、发育等生理现象，如维管组织的发生、植物的顶端优势以及向性生长等，同时很自然把生长素的极性运输与植物的极性分化、生长、发育等生理现象联系在一起，因而生长素极性运输机理的研究也愈来愈受到科研工作者的重视。

现代分析技术的应用和发展，使极性运输机理、作用有了进一步的认识。

尤其是最近从极性运输突变体中克隆的一些基因，分子水平上为生长素极性运输的化学渗透性扩散学说提供了新的依据。

1 生长素极性运输的生理特点生长素的极性运输是指生长素在植物体内由形态学的上端向形态学的下端单向运输的现象。

在高等植物茎中，生长素由茎尖合成位点极性运输到茎基部的作用位点；在根的不同组织中则存在两种截然不同的运输方式：中柱细胞中根基像根尖的向顶式运输在表皮细胞中由根尖向根基的向基式运输。

植物生长素极性运输和受体识别研究进展
植物生长素极性运输和受体识别研究进展
朱叶;鲁亚平;徐小杰;张颖
【期刊名称】《生物学教学》
【年(卷),期】2012(037)009
【摘要】植物五大类激素中唯一具有极性运输的生长素控制着植物一系列的生长发育过程.目前已经在模式植物拟南芥中发现了多种与生长素极性运输有关的运输蛋白,并找到了生长素受体TIR1蛋白,揭示了生长素信号传导的整个过程.【总页数】2页(9-10)
【关键词】生长素;极性运输;运输蛋白;受体;信号传导
【作者】朱叶;鲁亚平;徐小杰;张颖
【作者单位】安徽师范大学生命科学学院芜湖241000;安徽师范大学生命科学学院芜湖241000;安徽师范大学生命科学学院芜湖241000;安徽师范大学生命科学学院芜湖 241000
【正文语种】中文
【中图分类】
【相关文献】
1.关于植物生长素受体的研究进展 [J], 李兴军; 李三玉
2.植物生长素的极性运输载体研究进展 [J], 李运合; 孙光明; 吴蓓
3.生长素受体与信号转导机制研究进展 [J], 刘进平
4.生长素的生理功能，受体和信号传导的研究进展[J], 黄士文; 罗超; 王菡; 赵露
5.生长素极性运输的最新研究进展 [C], 冯晓黎; 许智宏; 薛红卫。

2017-2022年高考真题汇编——植物生命活动的调节（单选题）1．（2022·全国甲卷·高考真题）植物激素通常与其受体结合才能发挥生理作用。

喷施某种植物激素，能使某种作物的矮生突变体长高。

关于该矮生突变体矮生的原因，下列推测合理的是（）A．赤霉素合成途径受阻B．赤霉素受体合成受阻C．脱落酸合成途径受阻D．脱落酸受体合成受阻【答案】A【解析】【分析】赤霉素：合成部位：幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分；主要生理功能：促进细胞的伸长；解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。

【详解】AB、赤霉素具有促进细胞伸长的功能，该作用的发挥需要与受体结合后才能完成，故喷施某种激素后作物的矮生突变体长高，说明喷施的为赤霉素，矮生突变体矮生的原因是缺乏赤霉素而非受体合成受阻（若受体合成受阻，则外源激素也不能起作用），A正确，B错误；CD、脱落酸抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，与植物矮化无直接关系，CD错误。

故选A。

2．（2022·山东·高考真题）石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。

为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响，将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释，处理长势相同的石蒜幼苗，鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。

下列说法正确的是（）A．多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢B．对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗C．喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长，提高鳞茎产量D．该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”【答案】D【解析】【分析】由图可知，与对照组比较，多效唑可提高鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性，赤霉素降低AGPase的活性。

【详解】A、由图可知，多效唑可以增强AGPase活性，促进鳞茎中淀粉的合成，间接参与细胞代谢，A错误；B、由题“适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释”可知，对照组应使用等量的甲醇-清水稀释液处理，B错误；C、由题可知，赤霉素降低AGPase的活性，进而抑制鳞茎中淀粉的积累，根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关，喷施赤霉素不能提高鳞茎产量，反而使得鳞茎产量减少，C错误；D、与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，用外源激素赤霉素和植物生长调节剂多效唑处理遵循了实验变量控制中的“加法原理”，D正确。

生长素极性运输长度，在植物生长和发育过程中，极性运输起着至关重要的作用。

它可以有效地帮助植物吸收运输必需的营养物质和水，从而促进植物的生长发育。

生长素（auxin）是植物生长发育的一种重要激素，它可以调节光合作用、减弱叶片突出度和调节植物的细胞分裂等多种功能。

生长素的极性运输在植物的生长发育中发挥着关键性作用，它重要的作用包括：1.节植物内部生长素分布：生长素通过极性运输，可以在植物内部有效地分布和调节，充分发挥它的活性作用。

2.性运输对植物外部物质的反应：吸收的外部物质，包括精氨酸、氨基酸和核糖核酸，都可以与生长素相结合，促进植物的生长发育。

3.发植物的枝条发育：极性运输可以帮助植物以特定角度分化出新枝条，同时确保植物在特定环境下可以有效地利用阳光。

4.性运输对植物抗逆性能的影响：极性运输有助于补充植物营养物质和水，同时激活植物的抗逆机制，从而有效地抵抗外部环境的不利影响。

正确的极性运输能够帮助植物有效地吸收必需的营养物质和水，从而有效地促进植物的生长发育。

因此，为了有效地利用极性运输，开发必要的生物技术，植物生长素极性运输已经成为植物生物学领域的重要研究方向。

在植物生长素极性运输的研究进展方面，近年来已取得了一定的进展。

针对植物生长素的极性运输，研究者们设计了表达不同拓扑结构的基因，在植物内部形成极性转运系统，从而使生长素的极性运输更加有效。

另外，研究者们还研制出了可以精准把握植物生长素极性运输的传感器，以及能够有效抑制或促进植物生长素极性运输的药物，这些研究成果可以有效解决植物生长发育过程中极性运输系统的问题，促进植物的生长发育。

从长远来看，通过对植物生长素极性运输进行研究可以有效提高植物生长发育效率，增加植物的产量和品质。

因此，植物生长素极性运输的研究是一个潜在的研究课题，而植物生物学家们也应该把极性运输作为一种重要的研究方向，在此基础上促进植物的生长发育，实现植物的质量提高和产量增加。

“生长素的极性运输”开放性实验探究和改进作者：梁玮来源：《中学生物学》2018年第01期1问题的提出生长素是一类重要的植物激素，能从产生部位运送到作用部位而发挥作用。

研究表明，在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。

如何证明生长素的极性运输呢？人教版教材必修三第三章第一节的技能训练侧重于训练学生依据科学实验的要素分析其实验设计的严密性，提出改进意见。

同时，它也有助于学生理解生长素的极性运输。

[例]取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素。

在上端放一块有生长素的琼脂，下端放一块不含有生长素的琼脂（图1A，胚芽鞘形态学上端朝上）。

过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素（图1B）。

结论：①下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。

②生长素在胚芽鞘内只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

讨论：①这个实验的设计是否严密？②从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？③如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何进行改进？2探究讨论，得出结论在“植物生长素的发现”这一节的内容中，除了要求学生概述植物生长素的发现过程，体验发现生长素的过程和方法之外，另一个重要的教学目标就是评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。

在课堂教学过程中，采用的教学方式是先组织学生思考、讨论，找出实验设计中的问题和不足，然后由其他学生和教师共同评价、修正并完善。

大多数学生可以从实验结果推出结论①下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块，而结论②的逻辑推理不严谨，即不能够证明生长素在胚芽鞘内“只能”由形态学的上端运输到形态学的下端。

学生能够提出实验的改进意见：增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，来研究生长素能否从形态学下端运输到形态学上端，如果位于形态学上端的空白琼脂块中没有收集到生长素，即可证明生长素的极性运输是单方向的。

上述实验方案的改进似乎非常合理，并且教师教学用书上也是这个改进方案。