普通生物學(xué)植物生長發(fā)育的調(diào)控

1、植物生長發(fā)育的調(diào)控植物生長發(fā)育的調(diào)控第第 三三 部部 分分q植物激素對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)植物激素對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)q環(huán)境因子對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)環(huán)境因子對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)q植物的運(yùn)動植物的運(yùn)動植物激素對生長發(fā)植物激素對生長發(fā)育的調(diào)節(jié)育的調(diào)節(jié)激素的基本概念激素的基本概念 植物植物體內(nèi)合成體內(nèi)合成的，通常的，通常從合成從合成部位運(yùn)往作用部位部位運(yùn)往作用部位，對生長發(fā)，對生長發(fā)育有顯著作用的育有顯著作用的微量生理活性微量生理活性物質(zhì)物質(zhì)。植物激素的特點(diǎn)植物激素的特點(diǎn)內(nèi)生的，植物生命過程中正常代謝產(chǎn)物內(nèi)生的，植物生命過程中正常代謝產(chǎn)物能運(yùn)轉(zhuǎn)的，由產(chǎn)生部位轉(zhuǎn)移到其它部位能運(yùn)轉(zhuǎn)的，由產(chǎn)生部位轉(zhuǎn)移到其它部位 發(fā)生作用發(fā)

2、生作用低濃度下（通常小于低濃度下（通常小于1mol/l)起作用起作用 五大類植物激素五大類植物激素生長素生長素(auxin)類類細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素(cytokinin, ctk)赤霉素赤霉素(gibberellin, ga)脫落酸脫落酸(abscisic acid, aba)乙烯乙烯(ethylene, eth)促進(jìn)生長發(fā)育促進(jìn)生長發(fā)育抑制生長發(fā)育抑制生長發(fā)育促進(jìn)器官成熟促進(jìn)器官成熟 植物激素對植物激素對細(xì)胞的作用細(xì)胞的作用不僅決定于不僅決定于激素本身的激素本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)和特性，也決特性，也決定于靶細(xì)胞定于靶細(xì)胞對激素的敏對激素的敏感性。感性。植物生長物質(zhì)植物生長物質(zhì)（plant

3、growth substance)plant growth substance) 植物激素植物激素 （plant hormone) 植物生長調(diào)節(jié)劑植物生長調(diào)節(jié)劑 （plant growth regulator)生長素的主要合成部位生長素的主要合成部位莖端、根端分生組織莖端、根端分生組織禾本科植物胚芽鞘尖端禾本科植物胚芽鞘尖端胚胚正在生長的幼葉正在生長的幼葉幼嫩的果實(shí)和種子幼嫩的果實(shí)和種子 生長素生長素生長素的主要生理作用生長素的主要生理作用 促進(jìn)生長促進(jìn)生長 促進(jìn)果實(shí)發(fā)育促進(jìn)果實(shí)發(fā)育 促進(jìn)不定根的形成促進(jìn)不定根的形成促進(jìn)形成層活動和維管組織的分化促進(jìn)形成層活動和維管組織的分化頂端優(yōu)勢頂端優(yōu)勢抑

4、制葉和果實(shí)的脫落抑制葉和果實(shí)的脫落無籽結(jié)實(shí) 植物生長發(fā)育過程中各項(xiàng)生植物生長發(fā)育過程中各項(xiàng)生理生化活動不是由某種激素單理生化活動不是由某種激素單一的調(diào)節(jié)，而是受幾種激素多一的調(diào)節(jié)，而是受幾種激素多方面協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)，激素間的平方面協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)，激素間的平衡關(guān)系影響著新陳代謝衡關(guān)系影響著新陳代謝。種子萌發(fā)過程中的種子萌發(fā)過程中的激素調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)赤霉素誘導(dǎo)水解酶的生成赤霉素誘導(dǎo)水解酶的生成細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素：促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)分裂細(xì)胞分裂素：促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)分裂生長素：促進(jìn)核分裂生長素：促進(jìn)核分裂赤霉素：促進(jìn)赤霉素：促進(jìn)dna合成，縮短細(xì)胞周期合成，縮短細(xì)胞周期細(xì)細(xì) 胞胞 伸伸 長長 促進(jìn)細(xì)胞伸長是生長素最基

5、本促進(jìn)細(xì)胞伸長是生長素最基本的作用。這與生長素引起的作用。這與生長素引起細(xì)胞壁細(xì)胞壁可塑性增加可塑性增加和和促進(jìn)蛋白質(zhì)與核酸促進(jìn)蛋白質(zhì)與核酸合成合成有關(guān)。有關(guān)。生長素作用的酸生長理論生長素作用的酸生長理論生長素作用的酸生長理論生長素作用的酸生長理論營養(yǎng)生長的激素調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長的激素調(diào)節(jié)頂頂 端端 優(yōu)優(yōu) 勢勢掃帚病（掃帚?。╳itches brooms)細(xì)胞分裂素（細(xì)胞分裂素（ctk）促進(jìn)側(cè)芽伸展）促進(jìn)側(cè)芽伸展激素在維管組織分化中的作用激素在維管組織分化中的作用0.05mg/l iaa + 1% 蔗糖蔗糖 少量木質(zhì)部分子少量木質(zhì)部分子0.05mg/l iaa + 2% 蔗糖蔗糖 較多木質(zhì)部分子較多

6、木質(zhì)部分子0.05mg/l iaa + 2.5%3.5%蔗糖蔗糖 木質(zhì)部和韌皮部木質(zhì)部和韌皮部0.05mg/l iaa + 4% 蔗糖蔗糖 主要是韌皮部主要是韌皮部激素對根激素對根 和和 芽芽 的的 分分 化化組織培養(yǎng)中組織培養(yǎng)中iaa與與kt的比例決定根和芽的分化的比例決定根和芽的分化黃化豌豆幼苗對乙烯的黃化豌豆幼苗對乙烯的“三重反應(yīng)三重反應(yīng)”乙烯對生長的影響乙烯對生長的影響乙烯對果實(shí)成熟的調(diào)節(jié)乙烯對果實(shí)成熟的調(diào)節(jié)植物激素間的相互關(guān)系植物激素間的相互關(guān)系 協(xié)協(xié) 同同 作作 用用增增 效效 作作 用用拮拮 抗抗 作作 用用拮拮 抗抗 作作 用用糊粉層細(xì)胞的退化：受糊粉層細(xì)胞的退化：受ga促進(jìn)，

7、促進(jìn)， 受受aba抑制。抑制。激激素素作作用用的的途途徑徑環(huán)境因子對植物生長環(huán)境因子對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)發(fā)育的調(diào)節(jié)光對種子萌發(fā)的影響光對種子萌發(fā)的影響需光種子需光種子 萵苣萵苣嫌光種子嫌光種子 番茄、莧菜、黃瓜番茄、莧菜、黃瓜中光種子中光種子掩埋對種子萌發(fā)的影響掩埋對種子萌發(fā)的影響野歐白芥野歐白芥大車前大車前光光光光 紅光（紅光（r）和遠(yuǎn)紅光（）和遠(yuǎn)紅光（fr）反復(fù)照射對萵苣種子萌發(fā)）反復(fù)照射對萵苣種子萌發(fā) 的控制的控制 （26下反復(fù)地以下反復(fù)地以1分鐘紅光和分鐘紅光和4分鐘遠(yuǎn)紅光照射）分鐘遠(yuǎn)紅光照射） 照照 射射 發(fā)發(fā) 芽芽 率（）率（） r 70 r+fr 60 r+fr+r 74 r+f

8、r+r+fr 6 r+fr+r+fr+r 76 r+fr+r+fr+r+fr 7 r+fr+r+fr+r+fr+r 81 r+fr+r+fr+r+fr+r+fr 7 光形態(tài)建成 (photomorphogenesis) 由低能量光所調(diào)節(jié)的植物生長發(fā)育過程稱為光由低能量光所調(diào)節(jié)的植物生長發(fā)育過程稱為光形態(tài)建成，或稱光形態(tài)發(fā)生。形態(tài)建成，或稱光形態(tài)發(fā)生。 光在光形態(tài)建成中的作用是信號作用。光在光形態(tài)建成中的作用是信號作用。 受體：光敏素受體：光敏素(phytochrome) 藍(lán)光、近紫外光受體藍(lán)光、近紫外光受體(blue/uv-a photoreceptor) 紫外光紫外光b受體受體(uv-b p

9、hotoreceptor)植物生長的周期性植物生長的周期性 近似晝夜節(jié)律近似晝夜節(jié)律菜豆葉運(yùn)動菜豆葉運(yùn)動生 物 鐘(biological clock)(biological clock)（近似晝夜節(jié)奏circadian rhythms) 節(jié)奏的啟動需要一個信號節(jié)奏的啟動需要一個信號 節(jié)奏是自由運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)奏是自由運(yùn)轉(zhuǎn)的 節(jié)奏周期的長度對溫度變化不敏感節(jié)奏周期的長度對溫度變化不敏感植物的運(yùn)動植物的運(yùn)動(plant movement)(plant movement) 向性運(yùn)動向性運(yùn)動(tropic movement) 向光性向光性(phototropism) 向重力性向重力性(gravitropism) 向化性向化性(chemotropism) 向水性向水性(hydrotropism) 向觸性向觸性(thigmotropism)向光性向光性(phototropism)向重力性向重力性(gravitropism)根冠柱細(xì)胞的造粉根冠柱細(xì)胞的造粉體對重力的反應(yīng)體對重力的反應(yīng)向觸性向觸性(thigmotropism)感性運(yùn)動感性運(yùn)動(nastic movement) 感震運(yùn)動感震運(yùn)動 (thigmonastic movement) 感夜運(yùn)動感夜運(yùn)動 (nyctinastic movement)感感震震運(yùn)運(yùn)動動含羞草含