植物激素的作用機(jī)理課件

1、植物激素的作用機(jī)理課件植物激素的作用機(jī)理課件激素是植物體內(nèi)合成的一系列天然化合物，以極微量的濃度引發(fā)生理反應(yīng)，在植物的生長發(fā)育等多種生理過程以及器官發(fā)育、形態(tài)建成等方面起重要調(diào)節(jié)作用，也影響農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等重要性狀。激素是植物體內(nèi)合成的一系列天然化合物，以極微量的濃度引發(fā)生理第一次綠色革命、雜交稻生產(chǎn) 赤霉素(GA)產(chǎn)量提高(抗倒伏) 細(xì)胞分裂素 穗粒數(shù)顯著增多 油菜素內(nèi)酯 株型結(jié)構(gòu)，光合能力蔬菜、瓜果的產(chǎn)量、抗性 油菜素內(nèi)酯株型、根 生長素第一次綠色革命、雜交稻生產(chǎn)植物激素的定義產(chǎn)生于植物體內(nèi)的特殊部位，是植物在正常發(fā)育過程中或特殊環(huán)境條件下的代謝產(chǎn)物；能從合成部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬?/p>

2、不是營養(yǎng)物質(zhì)，僅以很低的濃度產(chǎn)生各種特殊的調(diào)控作用。植物激素的定義植物激素的種類植物激素的種類植物激素的合成部位吲哚乙酸 分生組織、種子細(xì)胞分裂素 根尖赤霉素 生長的種子脫落酸、乙烯 成熟、衰老和環(huán)境條件油菜素內(nèi)酯 花粉，整株水平植物激素的合成部位生長素脫落酸細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞體積擴(kuò)大乙烯赤霉素莖伸長生長促進(jìn)細(xì)胞分裂促進(jìn)休眠促進(jìn)果實(shí)成熟油菜素內(nèi)酯促進(jìn)細(xì)胞延伸生長素脫落酸細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞體積擴(kuò)大乙烯赤霉素莖伸長生長促 作用廣泛 相互作用、不同信號(hào)途徑間的交叉 感知、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 作用廣泛生 長 素生長素的生理功能生 長 素生長素的生理功能植物激素的作用機(jī)理課件吲哚乙酸(IAA)的合成部位及含量細(xì)胞

3、迅速分裂的部位, 以嫩葉、莖端的分生組 織及正在成長的種子為主（在未成熟時(shí)最 高，隨成熟進(jìn)度而逐漸減少）。含量視植物種類、器官及生長發(fā)育階段而異。吲哚乙酸(IAA)的合成部位及含量細(xì)胞迅速分裂的部位, 以嫩植 物組 織游離IAAIAA酯肽合IAA燕麥營養(yǎng)組織16569燕麥穎 果4407620未測到大麥穎果(已磨)40329未測到水稻穎 果17032739未測到黍穎 果3663198未測到小麥穎 果123511未測到玉米營養(yǎng)組織24528未測到玉米穎 果50010007160078800未測到大豆種 子450524菜豆種 子2030136豌豆?fàn)I養(yǎng)組織35543豌豆種 子93未測到202椰子胚乳液

4、0905未測到蕎麥種 子4012725向日葵種 子30110未測到禾谷類豆科其他游離及結(jié)合態(tài)IAA在不同植物種類和部位的含量植 物組 織游離IAAIAA酯肽合IAA燕麥營養(yǎng)組織165AuxinTryptophan-dependant biosynthesis Tryptophan-independent biosynthesis Polar transportConjugationSignalingTropismsCell divisionRoot initiation Apical dominance Leaf senescence Fruit setting and growth Flow

5、eringVasculardevelopmentFertility Chen et al., 2006Lin et al., 2005生理作用多種激素的相互作用 赤霉素、乙烯、油菜素內(nèi)酯AuxinTryptophan-dependant biosDifferential effects of various auxin molecules IAA 2,4-D NAA IBA 10 nM 100 nM 100 nM 10 mM Woodward et al., 2005Differential effects of variou作用機(jī)理（一）酸生長理論（二）基因活化學(xué)說（三）激素受體（hormo

6、ne receptor）作用機(jī)理（一）酸生長理論（二）基因活化學(xué)說（三）激素受體（h（一）酸生長理論處理IAAIAA+PH4緩沖液IAA+PH7緩沖液IAA+PH4緩沖液PH 3.23.5緩沖液PH7緩沖液PH 3.23.5緩沖液切段表現(xiàn)伸長，介質(zhì)PH下降伸長(轉(zhuǎn)入)伸長停止重新伸長伸長(轉(zhuǎn)入)伸長停止轉(zhuǎn)入重新伸長（一）酸生長理論處理IAAIAA+PH4緩沖液IAA+（一）酸生長理論 質(zhì)膜H+-ATPase(質(zhì)子泵) 生長素質(zhì)子泵活化細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的（H+）細(xì)胞壁酸化鍵（如H鍵）斷裂。細(xì)胞壁水解酶活化，多糖單糖，纖維素交織點(diǎn)斷裂、松馳、細(xì)胞壁變軟、可塑性增加。（一）酸生長理論 質(zhì)膜H+-ATPase

7、(質(zhì)子泵)細(xì)胞水勢下降蛋白質(zhì)合成細(xì)胞吸水細(xì)胞質(zhì)中受體質(zhì)膜上的受體H+分泌到細(xì)胞壁中信使物進(jìn)入核內(nèi)使某些基因解阻遏，與生物有關(guān)的mRNA被轉(zhuǎn)錄細(xì)胞壁軟化快速反應(yīng)長期效應(yīng)IAA細(xì)胞生長（二）基因活化學(xué)說細(xì)胞水勢下降蛋白質(zhì)合成細(xì)胞吸水細(xì)胞質(zhì)中受體質(zhì)膜上的受體H+分植物激素的作用機(jī)理課件五、生長素的作用機(jī)理是指能與激素特異性結(jié)合, 并且能引發(fā)特殊生理生化效應(yīng)的蛋白質(zhì)。（三）激素受體（hormone receptor）PLA游離脂肪酸和溶血磷脂 LPC是磷脂酶C PK蛋白激酶 DAG和磷酸膽堿 DAG雙酰甘油五、生長素的作用機(jī)理是指能與激素特異性結(jié)合, 并且能引發(fā)Auxin-binding protei

8、n 1 (ABP1)ABP1, first described from maize.The first detection of ABP1 auxin binding activity in crude membrane preparations of etiolated coleoptiles.In 1985, the binding protein was purified for the first time leading to functional studies of ABP1, examination of its cell biology and its structure.

9、A 2,4-D matrix was also used to purify peach auxin binding proteins, later shown to be members of the protein superfamily known as the germins . Hertel et al., 1972Ray et al., 1977Ray, 1977Batt et al., 1976Ray et al., 1977Loebler and Klaembt, 1985Ohmiya et al., 1993Dunwell et al., 2000Auxin-binding

10、protein 1 (ABP1The conserved domains of ABP1Richard et al., 2003; Woo et al., 2001The conserved domains of ABP1RABP1 in organized cell elongation and division in embryogenesisChen et al., 2001ABP1/ABP1abp1/abp1abp1/abp1ABP1/ABP1ABP1/ABP1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1abp1/abp1controlAnti-ABP1BY

11、-2 cell Division stageBY-2 cell elongation stagecontrolAnti-ABP1ABP1 in organized cell elongatTian et al., 1995; Richard et al., 2003ABP1 is located both in the ER and at the outer face of the plasma membrane but the ABP1 in ER does not bind auxin.ABP1 located at the plasma membrane is involved in t

12、he control of early auxin electrophysiological responses.ABP1 and downstream auxin responsesTian et al., 1995; Richard et Crosslink of ABP1 and TIR1 signaling pathwaysATPase is rapidly stimulated by auxin and there is a lot of evidence that ABP1 is the receptor relevant for this process.Auxin induce

13、d de-novo synthesis of ATPase.Christian et al., 2006Crosslink of ABP1 and TIR1 sig二、赤霉素作用機(jī)理1、 GA與受體結(jié)合，激活G蛋白，誘發(fā)cGMP途徑和CaM及蛋白激酶途徑。二、赤霉素作用機(jī)理1、 GA與受體結(jié)合，激活G蛋白，誘發(fā)cG植物激素的作用機(jī)理課件二、赤霉素作用機(jī)理1、 GA與受體結(jié)合，激活G蛋白，誘發(fā)cGMP途徑和CaM及蛋白激酶途徑。2.GA促進(jìn)酶的合成（特別是水解酶）。GA是編碼這些酶基因的去阻遏抑物，促進(jìn)mRNA的形成。如誘導(dǎo)-淀粉酶 啤酒工業(yè)上的應(yīng)用3、GA調(diào)節(jié)IAA水平 二、赤霉素作用機(jī)理1、

14、 GA與受體結(jié)合，激活G蛋白，誘發(fā)cG激素控制植物伸長：GA促進(jìn)伸長最明顯（增加細(xì)胞伸展性），IAA促進(jìn)細(xì)胞壁松馳（增加細(xì)胞可塑性），從而提高了細(xì)胞壁的可塑性，乙烯、ABA抑制細(xì)胞伸長。GA提高木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖基酶活性，使伸展素穿入細(xì)胞壁，并使木葡糖切開，然后重新形成另一個(gè)木葡聚糖分子，再排列為木葡聚-纖維素網(wǎng)。IAA細(xì)胞壁酸化后活化擴(kuò)展素（一種蛋白質(zhì)），打斷細(xì)胞壁多糖之間的H鍵，使細(xì)胞壁松馳，膨壓推動(dòng)細(xì)胞伸長。激素控制植物伸長：GA促進(jìn)伸長最明顯（增加細(xì)胞伸展性），IA三、細(xì)胞分裂素作用機(jī)理三、細(xì)胞分裂素作用機(jī)理五、細(xì)胞分裂素的作用機(jī)理 DNARNAProteinHPK組氨酸蛋白激酶（H）CR

15、E細(xì)胞分裂素受體AHP組氨酸磷酸轉(zhuǎn)移ARR反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白五、細(xì)胞分裂素的作用機(jī)理 DNARNAPro四、脫落酸作用機(jī)理1、對酶蛋白變構(gòu)調(diào)節(jié),改變酶分子結(jié)構(gòu)，使酶分子結(jié)構(gòu)不能與底物結(jié)合。 2、阻礙DNA聚合酶活性，使DNA轉(zhuǎn)錄不能進(jìn)行，對基因表達(dá)起調(diào)控作用。 3、ABA誘導(dǎo)胞液Ca2+水平變化，使Ca2+成為第二信使。 四、脫落酸作用機(jī)理1、對酶蛋白變構(gòu)調(diào)節(jié),改變酶分子結(jié)構(gòu)，使酶11質(zhì)膜上ABA受體與ABA相結(jié)合2誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧ROS，它們作為第二信使激活質(zhì)膜的鈣離子通道，使胞外鈣離子流入胞內(nèi)3ABA還同時(shí)使細(xì)胞內(nèi)的cADPR(環(huán)化ADP核糖)和IP3(三磷酸肌醇水平升高，它們又激活液泡膜上

16、鈣離子通道，使液泡向胞質(zhì)溶膠釋放鈣離子)4胞外鈣離子的流入還可以啟動(dòng)胞內(nèi)胞內(nèi)發(fā)生鈣震蕩并促進(jìn)鈣從液泡中釋放出來5鈣離子升高（增加10倍以上）會(huì)阻斷鉀離子流入通道6鈣離子升高促進(jìn) 質(zhì)膜氯離子通道開放7鈣離子濃度升高抑制質(zhì)膜質(zhì)子泵，細(xì)胞內(nèi)pH升高，進(jìn)一步發(fā)生去極化作用8去極化導(dǎo)致向外流出的鉀離子通道活化9鉀離子氯離子先從液泡釋放到胞質(zhì)，進(jìn)而又通過質(zhì)膜上的鉀離子和陰離子通道向胞外釋放，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞水勢升高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉11質(zhì)膜上ABA受體與ABA相結(jié)合2誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧RO五、乙烯作用機(jī)理1、乙烯是附著在細(xì)胞某些金屬蛋白位置上，起著調(diào)節(jié)作用 五、乙烯作用機(jī)理1、乙烯是附著在細(xì)胞某些金屬蛋白位置上，起著乙烯受體與乙烯結(jié)合后，受體蛋白二聚體化并通過自主磷酸化和磷酸轉(zhuǎn)移來啟動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)乙烯受體與乙烯結(jié)合后，受體蛋白二聚體化并通過自主磷酸化和磷酸CTR1組成形三重反應(yīng)基因EIN乙烯不敏感基因，ERF乙烯反應(yīng)因子ETR乙烯敏感基因（乙烯受體）CTR1組成形三重反應(yīng)基因EIN乙烯不敏感基因，ERF乙烯反五、乙烯作用機(jī)理2、乙