藻類中的植物激素

藻類中的植物激素第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日主要類容：引言一、藻類中植物激素的種類及其作用二、鑒定藻類中植物激素的方法三、藻類中最新發(fā)現(xiàn)的其他的植物激素第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日引言

對于高等植物中激素的研究，目前已經(jīng)取得了很多成就，藻類中“激素”的深入研究是從上世紀(jì)七十年代才開始的，起步和研究水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于高等植物，制約了人們對海洋植物資源的開發(fā)和利用，因此對藻類中植物激素的研究尤為重要。

第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日引言

迄今為止，已有的研究成果表明，藻類中植物激素的情況十分復(fù)雜，高等植物中已經(jīng)確定的激素有些可能在藻類中仍起激素作用，有些則不起作用;還有可能某一植物激素在某些藻類中起作用，而在另一些藻類中則不起作用，另外，藻類中還含有特殊的植物激素，是高等植物所不具有的，某些藻類可能會以自己特有的激素來調(diào)節(jié)其生長和發(fā)育。第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用

（一）植物激素的分類植物激素有六大類：生長素(Auxin)；細(xì)胞分裂素(eytokinin)；赤霉素(gibberellin)；脫落酸(abseisieacid)；乙烯(ethylene)；油菜素內(nèi)酷(brasinosteroloid)。第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用

（二）植物激素的作用

維持植物正常協(xié)調(diào)的生長發(fā)育狀態(tài)、適應(yīng)外界環(huán)境，使各細(xì)胞、組織和器官之間進(jìn)行及時有效的信息交流。

以下主要對生長素做主要介紹第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用1、生長素在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)內(nèi)源生長素的作用：（1）影響細(xì)胞形成層的活性；（2）增強(qiáng)細(xì)胞膜的滲透性；（3）誘導(dǎo)乙烯的生成；（4）影響植物子房的發(fā)育。第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用外源生長素的作用：（1）促進(jìn)藻體細(xì)胞個體的伸長；（2）促進(jìn)藻體細(xì)胞的分裂；（3）促進(jìn)藻體假根的生長；（4）促進(jìn)頂端葉片的生長；（5）通過反分化誘導(dǎo)愈傷組織形成。第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用生長素的作用機(jī)制：(1)生長素的酸生成學(xué)說賴特（Rayle）等人1970年提出：質(zhì)膜上存在ATP酶-H+泵的蛋白質(zhì)結(jié)合時使其活化，從而把細(xì)胞質(zhì)的H+泵到膜外進(jìn)入細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)胞壁基質(zhì)的PH下降，引起對酸不穩(wěn)定的化學(xué)鍵斷裂第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用；與此同時，酸性條件有利于某些水解酶類的活性提高，將固態(tài)的多糖轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘膯翁牵辜?xì)胞壁變軟，膨壓降低，細(xì)胞吸水使其體積增大。酸生長理論認(rèn)為，在質(zhì)膜上存在生長素的受體，并能較好地解釋生長素所誘導(dǎo)的快速生長反應(yīng)。試驗也證明，生長素促進(jìn)H+分泌速度和細(xì)胞伸長速度相一致。第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用(2)生長素作用的基因活化學(xué)說

植物組織在生長素處理后，其基因表達(dá)會產(chǎn)生差異，即生長素處理的組織會誘導(dǎo)出新的mRNA，而未經(jīng)生長素處理則缺少這種mRNA。但目前還很難了解生長素處理后到底哪一種具有特定生理功能的酶或蛋白質(zhì)被誘導(dǎo)表達(dá)了。第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用(3)生長素作用的受體學(xué)說目前已有許多實驗表明，生長素的生理作用不僅決定于它在某一組織、器官中存在的濃度，而且更可能決定于不同器官對生長素的敏感性。而受體便是敏感性的基礎(chǔ)之一。把與激素特異地結(jié)合并在結(jié)合后呈現(xiàn)特殊的生理生化活性的物質(zhì)稱為激素受體．第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用激素必須與靶細(xì)胞中(質(zhì)膜上)的受體結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號，才能啟動特定的生化反應(yīng)，調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)。激素受體一般都是蛋白質(zhì)，故稱受體蛋白。受體對激素具有很高的親和力，并且是專一性的結(jié)合。第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用海藻生長素的應(yīng)用特點(1)作用面廣，應(yīng)用領(lǐng)域多可以對不同作物，在植株生長的各個不同時期和發(fā)育階段，利用生長素來調(diào)控其生命過程，使作物農(nóng)藝性狀表達(dá)朝著人類需求的方向發(fā)展。(2)用量小、速度快、效益高、殘毒少第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用2、脫落酸在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)脫落酸在高等植物對各種環(huán)境因素產(chǎn)生的脅迫反應(yīng)起著很重要的作用，但在藻類中類似的報道卻極為罕見，部分研究表明，脫落酸在藻類中極有可能起到脅迫信號分子的作用。如：綠藻氧化脅迫的信號分子。第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用3、細(xì)胞激動素已證實在紅藻、綠藻、褐藻門的許多種藻內(nèi)存在這類結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)，主要由腺嘌呤類、嘌呤核苷類為主的化學(xué)物質(zhì)組成，可促進(jìn)細(xì)胞分裂，增加蛋白質(zhì)和葉綠素含量，調(diào)節(jié)藻類的形態(tài)建成和再生。第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用4、赤霉素類

赤霉素具有加速細(xì)胞伸長，促進(jìn)細(xì)胞分裂的作用。外加赤霉素可以增加大型海藻的生長速率影響藻的形態(tài)建成、再生和許多生理生化過程，但是也有些是因為與其它激素之間的協(xié)同或拮抗起的作用。第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用5、乙烯類對藻類細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用和影響生長速度。6、油菜素內(nèi)酯可提高藻的葉綠素含量并促進(jìn)其光合作用;使糖、蛋白質(zhì)及維生素C含量均增加。DNA和RNA含量也明顯提高，這可能是藻細(xì)胞增殖加快的物質(zhì)基礎(chǔ)。第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、植物激素的種類及其作用

己知的植物激素中生長素類和細(xì)胞分裂素是作為激素存在于藻類中并起激素作用。而赤霉素、脫落酸和乙烯在藻類中的激素作用還需要更多的可靠證據(jù)類證實。第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法

在激素的分離、鑒定研究中，采用了各種不同的研究方法和技術(shù)，概括起來主要有：

生物試法(BA)、氣相色譜法(GC)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(GC一MS)核磁共振法(NMR)。第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法

（1）生物式法生物試法是使用最早的植物生長素測定方法，通過某些植物的組織或器官產(chǎn)生特異性反應(yīng)來進(jìn)行測定。

特點：方法簡單，特別是能反映出某些激素的生理活性，如生長素。

第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法

缺點：周期長，樣品中若有生長素類似物、拮抗物等存在時回影響生物測定的結(jié)果。經(jīng)典的方法有很多：如豌豆的彎曲試法和伸長試法，燕麥彎曲試法，燕麥切段伸長試法，根的伸長和燕麥胚芽鞘伸長速率的分析，微量生長測量法。這些方法均有專一性強(qiáng)，靈敏度高，方法簡單等特點。第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法

最近又發(fā)展一新的生物試法。WoutBoerjanetal建立的分子生物學(xué)水平檢測生長素和細(xì)胞分裂素的方法。這一方法主要是利用生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)構(gòu)建的Pg5—GUS基因表達(dá)，通過測量表達(dá)產(chǎn)物量建立起來的。第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法（2）氣象色譜：

藻類激素研究中最常采用的另一種方法是氣相色譜法，它是通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的共色層分離(co-chromatography)來鑒定待測樣中的激素及其含量。在五大類植物激素中，由于結(jié)構(gòu)簡單和氣體性質(zhì)，乙烯的氣相色譜分析檢測結(jié)果是結(jié)論性的。第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法為了避免由于細(xì)菌污染和甲硫氨酸降解所產(chǎn)生的乙烯而引起的干擾，在乙烯的檢測中，常檢測乙烯合成的前體1一氨基環(huán)丙烷一1一竣酸(ACC)。但氣相色譜法對生長素類、赤霉素類和脫落酸的檢測結(jié)果尚不能作最后定論。因為這種檢測無法排除雜質(zhì)和污染物與標(biāo)準(zhǔn)植物激素的共色層分離。第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法（3）酶聯(lián)免疫分析非常特異和靈敏，但其最大的弱點是無法排除交叉反應(yīng)引起的錯誤。所以該方法目前在藻類激素分析中采用的不多。Hirsoh等(1989)采用酶聯(lián)免疫法檢測了64種藻，結(jié)果表明，所有被測藻中都有脫落酸活性。顯示了該方法的高靈敏性和應(yīng)用潛力。第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、鑒定藻類中植物激素的方法（4）氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(GC一MS)和核磁共振法(NMR)。

目前普遍認(rèn)為藻類激素研究最可靠的分析方法是GC一MS和NMR法。這兩種方法檢測的結(jié)果是結(jié)論性的。(Bradley1991;Evans‘tal.1992;zhang‘taz.，1993)。因為這兩種檢測技術(shù)可以得到被檢測物的準(zhǔn)確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而確認(rèn)其激素性質(zhì)。第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日三、藻類中可能存在的其他激素

除六大類激素外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)許多具有植物激素活性的其它化合物，如:（1）脂肪族多胺類(Polyamines)、（2）糖蛋白類（3）寡糖類（4）苯酚類（5）性激素類第二十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日三、藻類中可能存在的其他激素（1）脂肪族多巴胺類這類物質(zhì)從單細(xì)胞藻中發(fā)現(xiàn)，據(jù)報道可能對核酸蛋白質(zhì)起合成作用。（2）糖蛋白類：主要與細(xì)胞修復(fù)、細(xì)胞壁形成、組織分化有關(guān)。（3）寡糖類：般起調(diào)節(jié)“信號”作用，在藻類愈