任课教师：张鹏生命科学与技术学院

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植物生理学植物生理学————生长物质生长物质————

第一节植物生长物质的概念及其种类

第二节生长素类

第三节赤霉素类

第四节细胞分裂素类

第五节脱落酸

第六节乙烯

第七节植物生长物质在农业生产上的应用


植物生长物质

植物激素

植物生长调节剂

生长素类

赤霉素类

细胞分裂素类

脱落酸乙烯

植物生长物质：调节植物生长发育的微量化学物质。植物激素：在植物体内合成的，通常从合成部位运往作用部位，对植物的生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机质。





第五节脱落酸

第六节乙烯



吲哚乙酸 (indole-3-acetic acid, IAA)

苯乙酸 (phenylactic acid, PAA)

4-氯吲哚乙酸 (4-chloroindole-3-acetic acid ， 4-

Cl-IAA)

吲哚丁酸 (indole-3-butyric cid, IBA)

( 一 ) 生长素的种类


1.分布植物体内生长素的含量很低，一般每克鲜重为 10 ～ 100ng。各种器官中都有生长素的分布，但较集中在生长旺盛的部位，衰老的组织或器官中生长素的含量少。

( 二 ) 生长素的分布与运输

2.运输生长素在植物体内的运输具有极性，即生长素只能从植物的形态学上端向下端运输，而不能向相反的方向运输，这称为生长素的极性运输。其它植物激素则无此特点。


( 二 ) 生长素的分布与运输


( 三 ) 生长素的代谢

1.生长素的生物合成植物的茎端分生组织、禾本科植物的芽鞘尖端、根尖、胚和正在扩展的叶等是 IAA 的主要合成部位。

A B C D



2.生长素的结合与降解

(1)束缚型和游离型生长素植物体内的 IAA可与细胞内的糖、氨基酸等结合而形成束缚型生长素，反之，没有与其他分子以共价键结合的易从植物中提取的生长素叫游离型生长素。　 (2)生长素的降解降解有两条途径，即酶氧化降解和光氧化降解。



3.生长素代谢的调节束缚型生长素在植物体内的作用可能有下列几个方面： ①作为贮藏形式。 ②作为运输形式。 ③解毒作用 ④防止氧化 ⑤调节游离型生长素含量


（四）生长素的生理效应 ( 一 ) 促进生长 “没有生长素，就没有生长”。生长素对生长的作用有两个特点：

　　 1.双重作用 2.不同器官对生长素的敏感性不同


（四）生长素的生理效应

（二）促进插条不定根的形成（三）对养分的调运作用（四）生长素的其它效应





第五节脱落酸

第六节乙烯


（一）赤霉素的种类


种类繁多，分部广泛，是植物激素中种类最多的一种激素。

（二）赤霉素的生物合成


1.从异戊烯焦磷酸到贝壳杉烯阶段 2.从贝壳杉烯到 GA12醛阶段 3. 由 GA12醛转化成其它 GA的阶段

（三）赤霉素的运输


GA在植物体内的运输没有极性，可以双向运输。根尖合成的 GA通过木质部向上运输，而叶原基产生的 GA则是通过韧皮部向下运输。

　　 GA合成以后在体内的降解很慢，然而却很容易转变成无生物活性的束缚型 GA。植物体内的束缚型 GA主要有 GA-葡萄糖酯和 GA-葡萄糖苷等。

（四）赤霉素的生理效应


（一）促进茎的伸长生长

GA促进生长具有以下特点：　　 1.促进整株植物生长　　 2.促进节间的伸长　　 3.不存在超最适浓度的抑制作用

GA3对矮生豌豆的影响　　图中左为矮生突变体，右为施用 GA3植株长高至正常植株的高度

（四）赤霉素的生理效应


（二）诱导开花（三）打破休眠（四）促进雄花分化（五）其它生理效应





第五节脱落酸

第六节乙烯


（一）细胞分裂素的种类


来源于植物的、其生理活性类似于激动素的化合物统称为细胞分裂素 (cytokinin, CTK ， CK)，目前在高等植物中已至少鉴定出了 30多种细胞分裂素。

（二）细胞分裂素的生物合成


植物体内游离型细胞分裂素一部分来源于tRNA 的降解，其中的细胞分裂素游离出来。另外也可以从其它途径合成细胞分裂素。

（三）细胞分裂素的运输


在高等植物中细胞分裂素主要存在于可进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子和生长着的果实等。

　　一般认为，细胞分裂素的合成部位是根尖，然后经过木质部运往地上部产生生理效应。随着试验研究的深入，发现根尖并不是细胞分裂素合成的唯一部位。

（四）细胞分裂素的生理效应


（一）促进细胞分裂

（二）促进芽的分化

（三）促进细胞扩大

（四）促进侧芽发育，消除顶端优势

（五）延缓叶片衰老

（六）打破种子休眠





第五节脱落酸

第六节乙烯


（一）脱落酸的结构

第五节脱落酸

ABA 是以异戊二烯为基本单位的倍半萜羧酸。 ABA 环 1′位上为不对称碳原子，故有两种旋光异构体。植物体内的天然形式主要为右旋 ABA 即 (+)-ABA ，又写作 (S)-ABA 。

右旋反式左旋反式

右旋顺式左旋顺式

（二）脱落酸的分布与运输

第五节脱落酸

脱落酸存在于全部维管植物中，包括被子植物、裸子植物和蕨类植物。苔类和藻类植物中含有一种化学性质与脱落酸相近的生长抑制剂，称为半月苔酸。

　　高等植物各器官和组织中都有脱落酸，其中以将要脱落或进入休眠的器官和组织中较多，在逆境条件下脱落酸含量会迅速增多。

　　脱落酸运输不具有极性。主要以游离型的形式运输，也有部分以脱落酸糖苷的形式运输。

（三）脱落酸的生物合成

第五节脱落酸

脱落酸的合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片，在茎、种子、花和果等器官中也能合成脱落酸。脱落酸是弱酸，以离子化状态积累在叶绿体中。

（四）脱落酸的生理效应

第五节脱落酸

（一）促进休眠

（二）促进气孔关闭

（三）抑制生长

（四）促进脱落

（五）增加抗逆性 ABA 促进气孔的关闭A. 培养在缓冲液中的蚕豆表皮　 B. 缓冲液中加入 ABA 后几分钟内气孔就关闭





第五节脱落酸

第六节乙烯


（一）乙烯的结构

第六节乙烯

乙烯 (ethylene, ETH ， ET) 是一种不饱和烃，其化学结构为 CH2=CH2 ，是各种植物激素中分子结构最简单的一种。乙烯

在常温下是气体，分子量为 28 ，轻于空气。

乙烯在极低浓度 (0.01 ～ 0.1μl·L-1)时就对植物产生生理效应。种子植物、蕨类、苔藓、真菌和细菌都可产生乙烯。

（二）乙烯的生物合成

第六节乙烯

( 三 ) 乙烯的运输

第六节乙烯

乙烯在植物体内易于移动，其运输是被动的扩散过程。

一般情况下，乙烯就在合成部位起作用。乙烯的前体ACC 可溶于水溶液，因而推测 ACC 可能是乙烯在植物体内远距离运输的形式。

（四）乙烯的生理效应

第六节乙烯

（一）改变生长习性

（二）促进成熟

（三）促进脱落

（四）促进开花和雌花分化

（五）乙烯的其它效应

A-C. 不同乙烯浓度下黄化豌豆幼苗生长的状态； D. 用 10μl·L-1乙烯处理 4 小时后蕃茄苗的形态，由于叶柄上侧的细胞伸长大于下侧，使叶片下垂





第五节脱落酸

第六节乙烯


乙烯利


乙烯利 (ethrel) 是一种水溶性的强酸性液体，其化学名称叫2-氯乙基磷酸 (2-chloroethyl phosphonic acid ， CEPA) ，在 pH ＜ 4

的条件下稳定，当 pH ＞ 4时，可以分解放出乙烯， pH愈高，产生的乙烯愈多。乙烯利在生产上主要用于以下几个方面：　　 1. 催熟果实　　 2. 促进开花　　 3. 促进脱落　 4. 促进次生物质分泌 5. 促进雌花分化

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