植物生理学植物生长物质.ppt

植物生理学植物生长物质
（一）生长素类的发现和化学结构
生长素“auxin”是发现最早，研究最多的一类植物激素。 Charles Darwin (1880) 父子的向光弯曲生长（向光性现象）实验：正常完整胚芽鞘，发生向光弯曲；切去鞘尖或鞘尖戴不透明小帽，不发生向光弯曲；鞘尖戴透明小帽，发生向光弯曲；
鞘尖单侧光照、下部遮光，发生向光弯曲。胚芽鞘产生向光弯曲是由于幼苗在单侧光照下产生某种影响，并将这种影响从上部传到下部，造成背光面和向光面生长速度不同。
一、生长素类
荷兰的Went (1926)： 来自燕麦胚芽鞘尖端输出的“生长物质”的量与胚芽鞘的弯曲程度呈正相关。
荷兰的温特(，1926)把燕麦胚芽鞘尖端切下，放在琼胶薄片上，约1 h后，移去芽鞘尖端，将琼胶切成小块，然后把这些琼胶小块放在去顶胚芽鞘一侧，置于暗中，胚芽鞘就会向放琼胶的对侧弯曲。如果放纯琼胶块，则不弯曲，这证明促进生长的影响可从鞘尖传到琼胶，再传到去顶胚芽鞘，这种影响与某种促进生长的化学物质有关，温特将这种物质称为生长素。
根据这个原理，他创立了植物激素的一种生物测定法——燕麦试法(avena test)，即用低浓度的生长素处理燕麦芽鞘的一侧，引起这一侧的生长速度加快，而向另一侧弯曲，其弯曲度与所用的生长素浓度在一定范围内成正比，以此定量测定生长素含量，推动了植物激素的研究。
天然生长素类
Indole-3-acetic acid (IAA)
吲哚-3-乙酸
4-chloroindole-3-acetic acid (IAA)
4-***吲哚-3-乙酸
Indole-3-butyric acid (IBA)
吲哚-3-丁酸
phenylacetic acid (PAA)
***
1934年，荷兰的科戈()等人从人尿中提取出了吲哚乙酸（IAA，C10H9O2N，相对分子质量=)。
从化学结构上看，具有生长素生物活性的化合物的分子结构特征有如下三点：
（1）具有一个芳香环；（2）具有一个羧基侧链；（3）芳香环和羧基侧链之间有间隔
人工合成生长素类
Naphthalene acetic acid (NAA)
萘乙酸
2-methoxy-3,6-dichlorobenozic acid
(dicamba)
2-***氧-3,6-***
2,4-dichlorophenoacetic acid (2,4-D)
2,4-二***苯氧乙酸
2,4,5-trichlorophenoacetic acid
(2,4,5-T)
2,4,5-三***苯氧乙酸
(二)生长素的分布、存在形式和运输：
分布：幼嫩的、生长发育旺盛的部位含量较高，衰老的部位含量较少。
存在形式：游离态和结合态
束缚型（结合态）：不易被有机溶剂提取。储藏和运输形式。无活性。
自由型（游离态）：易被有机溶剂提取。有活性。
束缚型生长素作用：
1）作为贮藏形式 吲哚乙酰葡萄糖
2）作为运输形式 吲哚乙酰肌醇
3）解毒作用 吲哚乙酰天门冬氨酸
4）调节自由生长素含量
5）防止氧化
生长素的运输：
两种运输方式：极性运输和非极性运输
极性运输：只能从植物形态学上端向形态学下端运输，而不能倒过来运输。只存在于胚芽鞘、幼茎及幼根的薄壁细胞之间。距离短，速度慢，生长素特有。机制：主动运输
非极性运输：叶片合成的：通过韧皮部
根合成的：通过木质部
长距离，速度快
三、生长素的生物合成和降解：
生物合成的前体物：色氨酸
生物合成的直接前体：吲哚乙醛
合成途径：吲哚***酸途径(大多数植物)
色***途径（少数）
吲哚乙***途径(十字花科植物)
吲哚乙酰***途径（细菌途径，最终使寄生植物形态发生改变）
吲哚乙醛途径（吲哚乙醇途径）
Zn是色氨酸合成酶的活化剂，所以缺Zn患小叶病
(色***途径)
色氨酸脱羧酶
色***
***氧化酶
(吲哚***酸途径)
(直接前体)
色氨酸
(合成前体)
色氨酸
转氨酶
吲哚***酸
吲哚***
酸脱羧酶
吲哚乙醛
吲哚乙醛
脱氢酶
吲哚乙酸
(吲哚乙***途径)
(十字花科等)
芸薹葡糖硫苷
吲哚乙***
***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)
合成途径：主要有4条
吲哚乙醛还原为吲哚乙醇（暂时贮藏），需要时再氧化为吲哚乙酸（IAA）。
生长素的降解：
酶促降解：IAA氧化酶。其