激素BR
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课时2 其他植物激素、植物生长调节剂及环境因素对植物生命活动的影响1.[2023阜阳模拟]植物的生命活动主要受多种植物激素的调节。
下列叙述正确的是(A)A.乙烯在花、叶和果实的脱落方面起着重要作用B.赤霉素能促进种子萌发,抑制开花和果实的发育C.细胞分裂素在根、胚、果实中形成,主要分布在成熟果实中D.植物激素全部是在一个部位产生,运输到另一部位起作用的解析赤霉素能促进种子萌发,促进开花和果实发育等,B错误;细胞分裂素主要在根尖形成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,成熟果实中分布较少,C错误;植物激素往往是由植物体的某一部位产生,然后运输到另一部位起作用,也可在产生部位发挥作用,D 错误。
2.[2024浙江第二次联考]某研学小组进行了2,4-D对扦插铁皮石斛种苗生根作用的探究实验。
下列说法正确的是(D)A.插条保留相同数目的芽以避免养分竞争B.插条的不同处理方法应避免使用较高浓度的2,4-DC.本实验不需要单独设置空白对照组D.插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过强解析为提高扦插枝条的成活率,插条一般保留3~4个芽,因为芽能产生生长素,有利于插条生根,因此插条保留相同数目的芽可避免对实验结果造成影响,A错误;根对生长素较敏感,故实验不应使用较高浓度的2,4-D,B错误;本实验需要单独设置空白对照组,C错误;当插条上叶片较多时,蒸腾作用过于旺盛,可能会导致插条失水过多死亡,因此插条应剪去多数叶片以降低蒸腾作用,D正确。
3.[2024广东七校第一次联考]我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。
生产和生活中常采取的一些措施如下。
关于这些措施,下列说法合理的是(B)①嫁接矮果时,用小便反复浸过并晒干的黄泥封住树枝促进生根②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理③开花传粉遇上连续阴雨天,对作物及时喷洒一定浓度的生长素④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长A.措施①的原理是生长激素在浓度较低时促进植物生根B.措施②体现了高等植物的生命活动受环境因素调节C.措施③可以用于连续阴雨天气油菜传粉失败的补救,提高油菜种子的产量D.措施④反映了光直接调控植物的生长解析用小便反复浸过并晒干的黄泥封住树枝可促进生根是因为小便中含有生长素,而不是含有生长激素,A不合理;春化处理可以促进植物花芽形成,体现了高等植物的生命活动受环境因素调节,B合理;种植油菜是为了收获种子,传粉失败就不能形成种子,喷洒一定浓度的生长素不能促进传粉,C不合理;光周期处理反映了昼夜长短与作物开花的关系,不能反映光可直接调控植物的生长,D不合理。
227BIOTECHWORLD 生物技术世界植物激素是指在植物体内合成的,对生长发育产生显著作用的微量有机物。
五大类传统植物激素分别是:赤霉素(GA),生长素(auxin)、细胞分裂素(CK),脱落酸(ABA),乙烯(ET)。
此外新的植物激素也已经被发现,如油菜素内酯(BR),茉莉酸(JA)。
这些激素在调节植物的生长和发育方面发挥了重要的作用。
GA在植物整个生命周期的不同发育阶段都发挥作用,包括种子的萌发、叶片的增大、茎的伸长、花的诱导。
赤霉素是自分泌信号,产生部位和功能部位在同一细胞。
赤霉素的活动区域主要是在分生组织区域。
1 GA 和ABA 之间的作用GA和ABA在许多发育进程的调节中呈现出拮抗作用。
GA促进萌发、生长和开花,然而ABA抑制这些过程。
这两种激素的拮抗关系和它们的比例,调节着胚胎发生到种子萌发过程的转换。
在谷类植物种子萌发阶段,发育中的胚胎释放GA 到糊粉粒细胞中,诱导a-淀粉酶基因的表达。
然后这些酶分泌到胚乳中,水解淀粉和蛋白质,提供营养给发育中的胚胎。
而ABA则抑制a-淀粉酶的表达。
在谷类植物糊粉层的a-淀粉酶的表达受GA的诱导和ABA的抑制,已经成为研究GA和ABA相互作用的经典实验方法。
此外,在调节拟南芥根的生长时, GA促进根的生长,ABA抑制根的生长。
2 Auxin 和GA 之间的作用GA和auxin在许多发育进程的调节中呈现出协同作用,赤霉素和生长素的功能存在部分重叠。
在拟南芥中,GA促进根的伸长,已经被证实需要auxin的参与。
能够产生生长素的茎尖被移除后,GA诱导根的伸长被抑制,但加入生长素后这个影响被消除。
除了在根中的GA信号途径需要auxin 外, auxin也能够通过正调节GA合成基因的表达,来影响茎中的GA 产量。
豌豆和烟草中茎尖的去除减少了茎中活化的GA的水平,这个影响可以通过添加外源auxin来消除。
3 GA 和ET 之间的作用GA和胁迫相关的激素ET间的相互作用是相当复杂的,既有协同作用也有拮抗作用。
新型植物激素-油菜素内酯摘要:油菜素内酯(brassinolide,简称BR)是以甾醇类为基本结构的具有生物活性的天然化和物,是一种新型的植物激素,同其他的五大类植物激素一样能够对植物的生长发育起重要的调节控制作用,被誉为“第六大激素”。
目前在农林业上的应用逐渐增加,近30年来的研究取得了很大的进展。
本文介绍了油菜素内酯的发现发展过程,油菜素内酯的生理作用,详述了油菜素内酯对植物的抗逆性的作用以及对植物衰老的调节作用,同时展望了油菜素内酯的应用前景。
关键词: 油菜素内酯新型植物激素抗逆性多年来,许多有机化学家、生物学家及农学家对植物的生长发育进行了长期不懈的探索和研究。
寻找高活性的植物生长激素(植物生长调节剂)一直是科学家们梦寐以求的夙愿。
发现最早的植物生长激素可分为5类:生长素(auxin)、赤霉素(gibberellin)、乙烯(ethylene)、脱落酸(abscisic acid)及细胞分裂素(cytokinin)。
油菜素内酯又称芸薹素内酯,是一种天然植物激素,广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中。
它的发现是植物生长调节剂领域继赤霉素之后最重要的发现。
在第16届国际植物生长调节物质(IFGSA)会议上,它和水杨酸同时被列入植物激素的范畴,由于其生理活性大大超过现有的五种激素,已被国际上誉为第六激素。
虽然在植物体内含量极低,但生理活性却极高,植物经极低浓度处理便能表现出明显的生理效应。
研究证明,BR具有改善植物生理代谢,提高品质和产量的作用,并能调节植物生长发育的许多过程,在农林业生产中有着极为广泛的应用。
近年来对油菜素内酯的应用报道很多,但对植物抵抗环境胁迫的能力,特别是提高植物抗逆性的研究报道较少。
本文将对近年来BRs 提高植物抗逆性的研究进展进行介绍,并为其在生产实践中广泛应用提供理论依据。
油菜素内酯的发现可以说是植物生长调节剂领域的里程碑,为农业生产发展的新飞跃带来了机遇。
1.油菜素内酯的发现发展概况1.1 发现油菜素内酯的发现成果研究一直具有争议。
植物调节剂的现状、发展方向及安全性根据农业部农药信息网统计,我国常用的植物生长调节剂登记数据有800余项。
其中,登记数量比较多的原药有10余种,包括赤霉素、多效唑、萘乙酸、氯吡脲、芸苔素内酯、乙烯利、噻苯隆、苄氨基嘌呤、复硝酚钠、单氰胺等。
从登记作物来看,水果中葡萄、柑橘、苹果、香蕉、菠萝登记的植物生长调节剂最多;农作物上主要登记的有棉花、水稻、小麦、玉米、油菜、花生;蔬菜上登记的主要有番茄、芹菜、菠菜、黄瓜、马铃薯和白菜;其他植物生长调节剂登记的农产品有花卉、人参、茶叶、杨树等。
植物生长调节剂的种类可分为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯、脱落酸和其他类(包括芸苔素内酯、水杨酸、多胺、茉莉酸、植物多肽激素、寡糖素等),其中,生长素、赤霉素、细胞分裂素、芸苔素內酯属于生长促进剂,脱落酸、乙烯属于生长抑制剂。
适当使用植物生长调节剂对提高产量、改善品质、提高抗性、延长保质期等有明显的作用[1]。
下文将分类介绍各类植物生长调节剂的性质、文献报道的使用方法,以及一些在国内(国光公司)未使用的植物生长调节剂。
1 生长素(IAA)类生长素(IAA)是最早被发现、生理作用最重要的一种物质。
1926年温特利用燕麦胚芽鞘实验证明其尖端有一种能促进生长的化学物质,称为生长素。
1934年科戈从麦芽、人尿和根霉中分离出一种促进生长的物质,称为吲哚乙酸。
之后科学家还陆续发现了萘乙酸(NAA)、苯乙酸(PAA)吲哚丁酸(IBA)等类似生长素的生理活性物质。
由于吲哚乙酸性质不稳定,易在体内分解,于是人工合成了吲哚丁酸、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、萘乙酸等,这些外源生长素性质稳定,活性较强,在各种作物上进行了大面积使用。
生长素大多集中在根尖、茎尖、嫩叶、正在发育的种子和果实等植物体内分裂和生长代谢旺盛的组织。
生长素只能由植物顶部向基部运输,这种单方向的运输形式称为及极性运输。
生长素的主要生理作用有:促进侧根和不定根的形成;促进胚芽鞘和茎的生长,抑制根的生长,促进顶端优势;推迟叶片的衰老脱落;诱导雌花分化和单性果实成熟;促进叶片扩大;诱导维管细胞分化,低浓度诱导韧皮部分化,高浓度诱导木质部分化。
植物激素作用公认的植物激素有5类,即生长素类,赤霉素类,细胞分裂素类,乙烯和脱落酸。
近来发现的植物激素还有油菜素甾醇(第六大激素),多胺,水杨酸类和茉莉酸等。
已知植物体内产生的激素有六大类,即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。
即生长素(auxin)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯(ethylene,ETH)和油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)。
生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程,而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长,促进成熟和衰老。
1.生长素。
燕麦胚芽鞘尖端分离出一种具生理活性的物质,称为生长素。
吲哚乙酸可以人工合成。
生产上使用的是人工合成的类似生长素的物质如吲哚丙酸、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、2,4-D、4-碘苯氧乙酸等,可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃薯发芽等方面。
愈伤组织容易生根;反之容易生芽。
作用:1.低浓度的生长素有促进器官伸长的作用。
从而可减少蒸腾失水。
超过最适浓度时由于会导致乙烯产生,生长的促进作用下降,甚至反会转为抑制。
不同器官对生长素的反应不同,根最敏感,芽次之,茎的敏感性最差。
生长素能促进细胞伸长的主要原因,在于它能使细胞壁环境酸化、水解酶的活性增加,从而使细胞壁的结构松弛、可塑性增加,有利于细胞体积增大。
2.生长素还能促进RNA和蛋白质的合成,促进细胞的分裂与分化。
生长素具有两重性,不仅能促进植物生长,也能抑制植物生长。
低浓度的生长素促进植物生长,过高浓度的生长素抑制植物生长。
2,4-D曾被用做选择性除草剂。
吲哚丁酸(IBA),主要用于插条生根,可诱导根原体的形成,促进细胞分化和分裂,有利于新根生成和维管束系统的分化,促进插条不定根的形成。
2.赤霉素。
水稻恶苗病,赤霉素(GA)。
现已从赤霉菌和高等植物中分离出60多种赤霉素,分别被命名为GA1,GA2等。
植物内源激素BR的合成与转运途径植物内源激素BR(Brassinosteroid)是一类天然存在于绝大多数植物中的激素,在植物生长发育、抗逆性等方面发挥重要作用。
在植物生长的过程中,BR的合成和转运途径是非常重要的研究方向之一。
一、BR的合成途径BR的合成途径比较复杂,包括甾体生物合成途径、萜烯和色素生物合成途径及BERBERINE BRIDGE ENZYME-LIKE (BBE) 过渡酶家族生物合成等多条途径。
其中以甾体生物合成途径为主要途径。
该途径主要分为两个步骤:第一步骤是在线粒体中合成的五元环甾醇类物质,如(24-脱甲基)-爱草碱,这些物质称为五环类物质;第二步则是五环类物质和多种氧化还原酶在质体内发生反应,最终生成BR。
二、BR的转运途径BR生物学功能的实现需要遵循植物体内复杂的信号传递机制,其中BR分子的传递难以穿越细胞膜,因此必须借助植物体内特定的转运途径。
研究表明,BR的存在是通过细胞膜拟层的转运过程实现的。
BR的转运过程中,受到一系列蛋白质和激素的调控。
目前已知的BR转运蛋白中,以BRI1蛋白和BAK1蛋白为代表。
BRI1蛋白是BR信号转导途径中的重要组成部分,它是一个跨膜受体激酶。
BRI1靶向到细胞膜,通过其extracellular domain(ECD)结合BR分子,通过Kinase Activity Domain(KAD)依靠其细胞膜上内部的激酶活性,对特定的蛋白质底物进行磷酸化修饰,从而引发一系列信号转导过程。
BAK1蛋白是BRI1本身的保护因子,BRI1和BAK1蛋白结合在一起才能保证BRI1有效地接收BR信号。
此外,研究人员还发现,BR分子和物质箭头素(PIN)蛋白也有一定的联系。
PIN蛋白是植物细胞内主要的轨道蛋白,用于转移植物身体内不同方位的方向信号。
PIN蛋白在BR转运过程中,起到了增强BR分子传递的作用。
三、BR的生物学功能BR在植物生长发育、抗逆方面发挥着重要作用。
实验提供激素:2,4-D/6-BA/NAA
以下可能会用到的激素:KT,BR(油菜素内酯)
1.甘蓝型
2.0mg/L 2,4-D 出愈伤组织的概率最高,达到90% 09Y
2.对比三个不同类型0.1mg/L 2,4-D、1.0mg/L 6-BA、5.0mg/L AgNO3 愈伤组织的诱导率最高81% 植物的组织和细胞在离体培养时易产生乙烯,而乙烯对细胞的生长有毒害作用,在培养基中添加AgNO3可有效地抑制乙烯的形成
3.甘蓝型湘油14号0.3mg/L 2,4-D和3.0mg/L 6-BA
4.6-BA浓度为1.5mg/L和2.5mg/L时,子叶柄芽的再生率可达90%以上。
而NAA浓度超过0.2mg/L 时再生率会下降,超过0.5mg/L则会产生抑制。
2,4-D对于诱导愈伤组织的产生是必须的
5.0.5mg/L 2,4-D单独添加既可促进脱分化,加0.2mg/L 6-BA可以促进愈伤组织生长。
该实验结果认为KT和6-BA的作用相差不大,当其浓度在1.0-5.0mg/L,再加0.2-0,5mg/L NAA时效果更好。
6.3mg/L 2,4-D和0.2mg/L 6-BA 75%
综上,我完全不知道说什么了……还得看大家的讨论结果。
不过新的药剂除了AgNO3就没有了,因为老师提供的三种激素是最常用也是效果最好的三种。
就是感觉好像是随机组合组合就出一篇文章……再组合组合再出一篇,总之很无语。
但也有重合的数据,比如0.2mg/L 6-BA。
油菜素内酯/芸苔素/油菜素甾醇(BR/BL)检测
油菜素内酯(Brassinolide, BR或BL),又称油菜素甾醇(Brassinosteroids)、芸苔素、芸苔素内酯,是一种广泛存在于植物体内的甾醇类激素,被誉为“第六大激素”。
在植物中含量低,但生理活性极高,参与了植物诸多的生理过程,例如,细胞分裂素调控植物细胞的增殖和分化,植物的生长,生殖以及衰老,根的生长等。
迪信泰检测平台采用高效液相色谱(HPLC)、液质联用(LC-MS)法,可高效、精准的检测油菜素内酯的含量变化。
此外,我们还提供其他植物激素检测服务,以及植物激素系列检测试剂盒产品,以满足您的不同需求。
样品制备
激素提取方法(此部分涉及到公司的核心工艺,以下提供常规的提取工艺)
1)称量约0.5 g的新鲜植物样品;
2)液氮研磨至粉末;
3)加入5 mL异丙醇/盐酸缓冲液,4℃震荡30 min;
4)加入10 mL二氯甲烷,4℃震荡30 min;
5)4℃,13000 rpm离心5 min,取下层有机相;
6)避光,氮气吹干有机相,用250 μL-500 μL甲醇(0.1%甲酸)溶解;
7)0.45 μm的微孔滤膜过滤,用HPLC-MS/MS检测。
HPLC和LC-MS测定油菜素内酯样本要求:
1. 请确保样本量大于0.2g或者0.2mL。
周期:2~3周
项目结束后迪信泰检测平台将会提供详细中英文双语技术报告,报告包括:
1. 实验步骤(中英文)
2. 相关质谱参数(中英文)
3. 质谱图片
4. 原始数据
5. 油菜素内酯含量信息。
植物调控器BR与植物生长发育的关系研究植物是我们生活中不可或缺的一部分,不仅能提供养分和氧气,还能美化环境和净化空气。
而植物生长发育的过程中,植物调控器也起到了至关重要的作用。
其中最为关键的调控器之一就是BR(brassinosteroid),BR能够影响植物的几乎所有方面,如种子萌发、幼苗生长、花期和果实发育等等。
从BR与植物生长发育的关系入手,本文将探讨BR作为植物调控器的作用机制以及其应用展望,为读者进一步了解植物调控器BR提供一些思考。
一、BR作为植物调控器的基本作用机制BR是一种具有类固醇骨架的内源性植物类固醇激素,由多个同分异构体组成,分子量约为400-500Da。
它们的生物活性因结构而异,如BRs-H,23-hydroxyBRs和C-6-oxoBRs等,不同的分子具有不同的生物活性和基因表达调控能力。
BRs作为一种半水溶性的激素,在大小年轮层中的植物组织中是分布广泛的。
研究表明,BR主要起到促进植物生长的作用。
BR能够影响植物细胞的分裂和扩展,增加植物细胞的大小和膨胀力,从而提高植物的生长速度和生长质量。
同时,BR也可以调节植物的有机物质产生,影响植物的代谢和养分吸收,从而保证植物健康地生长。
此外,BR也是植物免疫调节的重要因素。
BR能够增强植物对逆境的抵御能力,如干旱、低温、盐渍和胁迫等。
二、BR与植物生长发育的关系1. 对种子萌发的影响BR能够提高种子萌发的速度和质量。
研究表明,在一定浓度下施加BR可以促进种子萌发的进程,对于黑麦草、黄瓜和大豆等作物萌发率有明显的增加。
此外,BR能够通过调节植物雄性器官的发育提高种子的质量和产量。
2. 对幼苗生长的影响BR可以促进植物幼苗的生长和根系发育。
研究表明,施加BR可以增加植物的根长和根数,提高幼苗的叶片面积,从而促进幼苗的生长。
此外,BR还可以影响植物的形态发生,如花序的分支和叶柄的延长等。
3. 对花期和果实发育的影响BR也是影响植物花期和果实发育的关键调控器。
植物激素的生物学功能和作用机制植物激素是一类能够在植物生长发育、代谢和逆境应答过程中发挥关键作用的内源性物质。
它们协调调节了植物的生长和发育、促进或抑制了营养素的吸收和代谢、以及增强了植物对应激环境的适应力等生物学功能。
本文将就植物激素的作用机制和生物学功能进行详细阐述。
一、植物激素的类型和基本作用机理植物激素是指细胞内的一类生物活性分子,可以通过细胞膜和细胞核内的受体与靶标蛋白作用,调节细胞的生长、分化、代谢和逆境应答等生物过程。
根据其化学结构、生物活性和功能特征,植物激素主要分为以下几类:1.赤霉素(GA):能够促进植物茎、叶和果实的纵向生长和分化,通过激活真核糖体蛋白合成增进植物蛋白质合成,还可以促进花粉的萌发。
生长素是由青霉素(Gibberella fujikuroi)等真菌代谢所得,广泛分布于植物界。
2.生长素(IAA):影响植物细胞伸长、分化和营养吸收,能够调控植物根、茎、叶、花和果实的生长和发育。
植物体内生长素合成、转运途径复杂,但最终通过植物生长发育的过程中的一系列信号通路发挥生物学功能的作用。
3.细胞分裂素(CK):参与细胞分裂和分化,以及植物萌芽和发芽的生长过程。
一些细菌和植物生物源物质生产细胞分裂素,并通过调节逆境胁迫、生物通讯和发育过程中的信号通路发挥它的生物学功能。
4.脱落酸(ABA):负向调节植物生长,促进种子休眠、逆境应答和干旱和盐碱逆境胁迫环境下植物对水分的保存和调节。
这是一种C15的五元环二烯酸类植物生物素。
5.雄性激素(BR):调节植物细胞壁合成、营养物质的吞噬和代谢,和茎、花和果实生长发育。
雄性激素类似于甾体激素和脂环素类激素,主要是玉米、烟草、水稻等富含植物体内的生物素的植物所产生。
二、植物激素的生物学机制和调节作用植物激素的生物学功能和作用机制相互交织,而其调节作用也已成为植物发育生物学领域研究的重要方向。
以下从植物生长发育、代谢和逆境应答的角度对植物激素的生物学机制和调节作用进行简述:1.植物生长发育中的作用机制和调节作用植物生长发育是植物体内所有与细胞增殖、分化和功能形成相关的生物学过程。
植物的激素调节1.甲、乙、丙为植物激素,NAA为某种植物激素类似物。
它们的作用模式如图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用,下列叙述不正确的是( )A.甲、乙在调节种子萌发和器官脱落过程中具有拮抗作用B.乙、丙最可能代表脱落酸和生长素C.生长素在植物体内的运输不一定是极性运输D.甲、乙、丙和NAA都可在细胞中少量合成【答案】 D【解析】从图形分析,甲可促进种子萌发,抑制器官脱落,而乙的作用与甲相反,因此二者在调节种子萌发和器官脱落过程中具有拮抗作用,A项正确;乙能抑制种子萌发,促进器官脱落,为脱落酸,丙能诱导植物形成无子果实,为生长素,B项正确;在成熟组织中,生长素可以通过植物的韧皮部进行非极性运输,C项正确;据题干信息可知,NAA是植物激素类似物,是人工合成的,D项错误。
2.金链花由于受到能分泌细胞分裂素类物质的病原体的侵袭,侧芽生长失控,形成大量分枝,称为“扫帚病”。
有关说法错误的是( )A.该病原体分泌的是一种能调节植物生长发育的植物激素B.该现象说明细胞分裂素类物质能解除植物的顶端优势C.正常生长的金链花侧芽生长受抑制是因为生长素含量不足D.侧芽生长失控是因为该部位生长素与细胞分裂素的比值增大【答案】 B【解析】植物激素是由植物体内产生的能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,因此该病原体分泌的细胞分裂素类物质不属于植物激素,A项错误;根据题干信息可推断出细胞分裂素类物质能解除植物的顶端优势,促进侧芽发育成侧枝,B项正确;正常生长的金链花侧芽生长受抑制,是因为顶芽产生的生长素逐渐向下运输并积累在侧芽附近,引起侧芽部位生长素含量高抑制侧芽的生长,C项错误;由题中信息无法确定侧芽处的生长素与细胞分裂素的比值变化,D项错误。
3.某研究小组探究2,4D对插枝生根作用的实验结果记录如表(a、b、c数据不慎丢失)。
A.若a=0,则c>b B.若b=0,则c>aC.若c=0,则a>b D.若b最大,则a>c【答案】 C【解析】 2,4D属于生长素类似物,其对生根的促进作用具有两重性。
生长激素对植物生长发育的影响生长激素是促进植物生长与发育的重要激素,它可以调控植物的营养、代谢与生理反应,从而对植物的根系、茎、叶等器官产生影响。
因此,了解生长激素对植物生长发育的影响是提高植物生产效益的重要途径。
一、生长激素的类型与生物合成生长激素包括IAA、GA、ABA、CTK和BR等多种类型,它们分别对植物的生长发育起到不同的调节作用。
其中IAA是天然存在的最为普遍的生长激素,在植物生长发育中起到重要的作用。
植物生长激素的生物合成受到多种外界因素、生理代谢和基因转录等过程的影响。
植物分泌多种生长激素,如IAA合成的过程涉及多种蛋白质的产生和酶促反应,而GA合成依赖于多种氧化反应酶的参与。
二、生长激素对植物生长发育的影响生长激素的含量、流向和作用区域对植物的生长发育影响较大。
下面分别阐述不同的生长激素对植物生长发育的影响。
1. IAAIAA是调节植物细胞分裂、细胞伸长和分化的重要激素,它参与了植物生长的各个环节。
一方面,IAA促进了植物茎、根的伸长,从而使植物能够适应环境变化;另一方面,高水平的IAA会抑制细胞分裂,导致植株的生长停滞。
同时,IAA还参与了植物对重力的感知和调节。
在引力场中,植物的根系和茎部所受的IAA含量不同,这种分布差异又能影响生长方向、细胞分裂和伸长等过程,从而使植物根据引力向上生长。
2. GAGA是调节植物伸长和开花的主要激素。
在植物茎部,GA能促进细胞分裂和伸长,从而使植物生长更高,适应更多的光照和气候变化。
同时,GA还能调节一些生理过程,如光反应和碳代谢,从而影响植物的种子萌发和开花等过程。
3. ABAABA是调节植物应激响应和抗旱能力的激素。
在干旱或盐性土壤等恶劣环境中,植物的ABA水平会升高,从而调节细胞膜的通透性、调节离子平衡和蛋白质表达等过程,以保证植物正常生长和发育。
4. CTK和BRCTK和BR是调节植物代谢、生长和开花的激素。
它们能影响植物的基因表达、酶活性和细胞功能,从而影响植物的形态、生理和发育。
转录因子BR与茉莉酸信号通路的关系及其机制研究茉莉酸(JA)是一种重要的植物内源性激素,参与调控植物生长发育、逆境响应等过程。
茉莉酸信号通路是从过去几十年的研究中逐渐揭示出来的,其中BR (Brassinosteroid)及其信号通路的研究也渐渐成为研究的热点。
BR信号通路虽然是独立于JA通路的,但是它们之间可能存在着相互影响,本文就BR与JA信号通路的关系及其机制研究作一综述。
BR信号通路对植物生长发育有重要调节作用,其信号的传递路径是:BR结合BR受体,启动激酶级联反应,最终将信号传递至DNA水平,通过激活或抑制转录因子等方式调控下游基因的表达。
BR对植物生长发育的影响具有明显的促进性,而关于JA信号通路的研究表明,JA对植物生长发育的调控是相对负面的。
所以,BR和JA通路的调控方向存在巨大的差异。
BR和JA信号通路的交叉对于植物的逆境响应也有重要作用。
有研究表明,在一些逆境胁迫的情况下,BR和JA信号通路之间存在着一定的相互作用。
例如在干旱、盐胁迫等情况下,BR能够通过调节下游基因的表达促进植物的逆境耐受能力。
而在昆虫等生物的攻击中,植物能够通过JA信号通路产生的物质诱导抗虫性反应。
BR和JA信号通路之间的交叉作用在细胞信号传导途径中有着广泛的研究。
BR和JA信号通路之间的交互作用机理还未完全明确,目前来看,机制主要包括以下几个方面。
首先,BR和JA信号通路可能存在着基因交叉调控。
发现象育性突变基因botrytis susceptible1(BOS1)编码的蛋白参与BR和JA信号通路共同的下游基因BRI1-EMS-SUPPRESSOR1(BES1)的废旧质,参与调节BES1皮下延长性及生长速率,促进植物生长的同时,也促进了植物对虫生物的抵御能力。
这表明BR和JA信号通路之间可能存在着基因交叉调控。
其次,BR和JA信号通路之间可能存在着蛋白相互作用。
有研究发现,BR信号通路中的一个核心转录因子BRI1-EMSSUPPRESSOR 1(BES1)可以和JA信号通路中的MYC2蛋白在植物细胞中共同参与信号传递。