新的植物激素

新發(fā)現(xiàn)的植物激素簡介及相關試題一、獨角金內酯獨角金內酯最初是由棉花根分泌液中分離出來的，獨腳金內酯具有刺激植物種子萌發(fā)、促進叢枝菌根真菌菌絲產生分枝 ，直接或間接抑制植物側芽萌發(fā)等諸多作用。 其生理作用的發(fā)揮與生長素和細胞分裂素有相互作用。目前，國際上對獨腳金內酯調控植物分枝發(fā)生的機理已經有了一定的研究基礎，基于生長素運輸管道形成假說而提出的。 生長素運輸管道形成假說的核心觀點是極性運輸?shù)纳L素增多總是伴隨著分枝的增多，獨腳金內酯可以降低生長素的運輸作用從而減少分枝的發(fā)生。二、水楊酸水楊酸是一種酚類激素， 可調節(jié)植物的生長發(fā)育， 對植物的光合作用、 蒸騰作用與離子的吸收與運輸也有調節(jié)作用。水楊酸同時也可以誘導植物細胞的分化與葉綠體的生成。 水楊酸還作為內生信號參與植物對病原體的抵御，部分受到病原體感染時在其他部分產生抗性。酸還作為內生信號參與植物對病原體的抵御，部分受到病原體感染時在其他部分產生抗性。通過形成揮發(fā)性的水楊酸甲酯， 這一信號還可在不同植物間傳遞。三、茉莉酸茉莉酸及其甲酯是一類脂肪酸的衍生物，是存在于高等植物體內的內源生長調節(jié)物質。茉莉酸能誘導氣孔關閉；抑制Rubisco生物合成，從而影響光合作用；影響植物對N、P的吸收和葡萄糖等有機物的運輸；還與抵抗病原侵染有關，誘導植物對外界傷害 (機械、食草動物、昆蟲傷害)和病原菌侵染做出反應。四、活性氧中間體(reactiveoxygenintermediates,ROI )和一氧化氮(NO)植物與病原菌互作時，活性氧中間體( reactiveoxygenintermediates,ROI )和一氧化氮(NO)參與了植物抗病性的建立。病原菌與寄主非親合性互作會導致植物體內 NO增加，另外許多氧化酶可以催化氧爆發(fā)產生 ROIoROI和NO通過氧化還原信號啟動寄主細胞局部的過敏性壞死反應和全株系統(tǒng)獲得性抗病性。五、H2Q近年來，H2Q作為植物中新的信號分子的發(fā)現(xiàn)，使H2Q與植物抗病性的研究成為新的熱點。在動物細胞中，已經證實HbQ參與激素及生長因子的信號轉導、 轉錄因子的活化、DNA的合成等多種生理活動，H2Q可直接調控蛋白激酶及磷酸酯酶的活性 ，并可以與DNA上的反應元件直接相互作用。在植物方面，水楊酸誘發(fā)植物產生系統(tǒng)抗病反應并激活防御相關基因的表達，可能是通過抑制過氧化氫酶的活性，增加植物體內HbO2的濃度來調控的，H2O2在此可能作為第二信使起作用。H2O2對于病原菌的防御和信號轉導有著重要意義。 HQ不僅可直接殺死病原菌，還可以促進細胞壁木質化。此外，H2Q是一種擴散的小分子，跨過細胞膜進入病原菌侵染點以外的組織中，作為第二信使激活防衛(wèi)基因的表達，最終導致對病原菌產生抗性。例題

1?（17分）獨腳金內酯是近年新發(fā)現(xiàn)的一類植物激素。為了研究獨腳金內酯類似物側枝生長發(fā)育的影GR24對響，科研人員進行了實驗。（1） 獨腳金內酯是植物體內產生的，對生命活動起調節(jié)作用的有機物。（2） 科研人員用GR24處理擬南芥的野生型和突變體植株，結果如圖1。據實驗結果推測，GR24的作用是側枝產生，突變體植株可能出現(xiàn)了獨腳金內酯（填“合成”或“信息傳遞”）缺陷。（3）為了進一步研究GR24的作用機理，科研人員用野生型植株進行了圖 2所示實驗,ffi2 ffi3進行實驗處理時，NAA應加入固體培養(yǎng)基（填“A”或“B”）中。據圖分析，GR24對側枝生長，推測GR24的作用機理是（4）據圖3的結果，科研人員提出了一個假設：在頂芽產生的生長素沿主莖極性運輸時，GR24會抑制側芽的生長素向外運輸。為驗證該假設，采用與圖 2相同的切段進行實驗。請在下表中的空白處填寫相應處理內容，完成實驗方案。組別 處理 檢測

實驗組在主莖上端施力口NAA在側芽處施加在固體培養(yǎng)基中主莖下端的放射性標記含量對照組同上在固體培養(yǎng)基中②請你再提出一個合理的新假設：【答案】（17分）（1） 微量（2） 抑制信息傳遞（3） ①A無明顯抑制作用通過促進NAA的作用抑制側枝生長（4） ①處理放射性標記的NAA（或生長素）力口入GR24在主莖上端施加NAA—不加入GR24②在頂芽產生的生長素沿主莖極性運輸時， GR24促進生長素運入側芽（合理即可得分）（16分）為探究植物免疫的作用機制，科研人員以擬南芥為材料進行研究。（1）病原菌入侵植物時，植物細胞膜表面的可以識別病原菌，病原菌可向植物體內注入一些效應因子來抑制植物的免疫。 植物通過讓感病部位出現(xiàn)類似于動物細胞凋亡的現(xiàn)象，阻止病原菌的進一步擴散。 植物和病原菌在相互影響中不斷進化和發(fā)展， 稱為（2）植物對抗病原體的免疫包括兩方面，一方面是細胞表面的物理屏障，如質膜和細胞壁間形成胝質沉淀，有效防御病原體的入侵；另一方面是植物細胞分泌的起防御作用的化學物質，如HQ?？蒲腥藛T用白粉菌侵染擬南芥突變體，得到下圖 1和圖2所示結果。砥質沉淀Ic砥質沉淀Ic據圖可知，E基因敲除導致是 ，據此推測E基因的功能（3）研究表明，水楊酸和茉莉酸信號作用通路在植物免疫中具有重要作用。已知P基因控制水楊酸的合成，C基因是茉莉酸信號通路上的關鍵基因?？蒲腥藛T利用P基因敲除突變體和C基因敲除突變體進一步研究，實驗結果如圖3。據實驗結果推測，P基因對植株免疫有（填“促進”或“抑制”）作用。依據實驗結果判斷， E基因的作用與水楊酸信號通路有關，并且 E基因是P基因（填“上游”或“下游”）的調控基因。 判斷依據是一種驗證上述推測的方法是：檢測并比較含量?！敬鸢浮浚?）膜蛋白共同（協(xié)同）進化（2）胝質沉淀量和H2O2產生量均增加 抑制植物兩方面的免疫（3） ①促進下游第5組與第1組結果相近，第6組與第2組結果相近，說明C基因不參與白粉菌誘導的植物免疫，E基因的作用與茉莉酸信號通路無關；第4組與第3組結果相近，遠高于第2組，說明E基因的作用需要正常P基因的作用，E基因位于信號通路下游（注：要求從兩方面作答）野生型和E基因敲除突變體植株中的水楊酸（16分）科研人員發(fā)現(xiàn)植物在與病原生物的長期互作、協(xié)同進化中逐漸形成一系列的方位機制，而植物激素在防衛(wèi)機制中起著重要作用。誘導植物抗病性可分為兩種類型：一是在誘導部位發(fā)生的局部、快速的過敏性壞死反應（HR）;二是系統(tǒng)性獲得抗體（SAR，即植物受病菌浸染或誘抗劑處理后，未被浸染或處理的部位對病菌也會產生抗體。（1） 活性氧中間體（ROls）、一氧化氮（NO）水楊酸（SA）、茉莉酸JA）、乙烯（ET）等物質參與調節(jié)植物的 HR和SAR其中的信號分子和細胞中特異性結合后，通過跨膜離子流的變化，對細胞內ROIs和NO發(fā)生影響，將信號逐漸放大，此過程是一種調節(jié)。細胞內ROIs和NO與SA產生關聯(lián)，進而誘導產生局部抗性（ HR）和產生系統(tǒng)性抗性（SAR。（2）研究表明，在HR發(fā)生前有一個短暫的氧爆發(fā)階段，使細胞中活氧性 （H2Q）的濃度明顯提高，可使病原生物細胞膜的磷脂雙分子層發(fā)生過氧化來直接殺傷病原物，進而導致 hr同時H2O2能以的方式通過細胞膜進入病原生物侵染以外的植物組織中， 作為第二信使來激活植物防衛(wèi)基因的表達，進而產生 SARSA正是通過增加超氧化物歧化酶（ SOD等H2O2合成酶的活性和CAT（過氧化氫酶）以及APX（抗壞血酸過氧化物酶）等 HbQ降解酶的活性，最終積累HQ從而達到提高植物抗病性的目的。（3） SA還可抑制病原生物在植物體內的增殖，從而增強植物的抗病性。右圖為科研人員采用不同濃度SA處理受病原菌感染的煙草葉片的實驗結果，據圖分析回答：Iq—安tmiuoLT3nunol'L本實驗中用蒸餾水處理作為II2 3 4 方?mhd）本實驗中用蒸餾水處理作為組，在時，抑制效果最顯著。（4）科研人員用JA和ET處理可降解SA的轉基因擬南芥，仍然誘導產生了SAR說明JA/ET介導的抗病信號轉導不依賴于 SA途徑，以上研究結果說明植物對病原生物的方位過程是多種植物激素的結果。植物抗病性與相關蛋白（PR蛋白）基因的表達密切相關，在成熟的煙草葉片中，所有堿性PR蛋白斗毆被SA抑制，而所有酸性PR蛋白都被JA抑制。這說明SA途徑和JA途徑之間存在作用。

【答案】（每空2分，共16分）（1） 受體正反饋（反饋）（2） 擴散抑制（3） 空白對照用5mmol/LSA處理（1分）5天（3天至5天）（1分）（4）相互作用，共同調節(jié) 相互抑制（拮抗或對抗）（16分）科研人員以萌發(fā)的豌豆種子為材料，研究外源 H2Q對根生長的影響。（1）研究發(fā)現(xiàn)，植物細胞代謝過程中產生的 H2O2可作為信息分子植物的生命活動。細胞內的可催化分解H2Q,以避免HbOb濃度過高對細胞產生毒害。（2） 用不同濃度的H2Q2處理萌發(fā)的豌豆種子，得到下表所示結果。H2Q濃度（mM對照組2°4°6°8°彎曲度相對值°（向地生長）35.345.°55.265.5本實驗對照組是用處理萌發(fā)的豌豆種子。實驗結果表明，外源 HbQb處理的豌豆根均向水平方向的發(fā)生了彎曲，且彎曲度使根向地生長。科研人員（3）研究發(fā)現(xiàn)，豌豆根的根冠細胞中存在感受重力作用的淀粉體（內含淀粉），使根向地生長?？蒲腥藛T測定了外源果如圖1。比°亦度（mM）圖1測定了外源果如圖1。比°亦度（mM）圖1由實驗結果分析，外源h2q作用下，豌豆根中根了對重力的感應。增加，促進了淀粉水解，使(4)生長的原因，科研人員將每個處理組的根切下后，迅速地將側和外側赤霉素(如由實驗結果分析，外源h2q作用下，豌豆根中根了對重力的感應。增加，促進了淀粉水解，使(4)生長的原因，科研人員將每個處理組的根切下后，迅速地將側和外側赤霉素(如2圖。為進一步研究根彎曲其彎曲部分縱向切開為彎曲內側和外側兩部分，測定內GA)含量，結果Q2044160SO敢度(tnM)彎曲根都GA含量增加。據圖2結果可知 在四種不同H彎曲根都GA含量增加。據，且隨著H2Q2濃度的提高,此可推測，GA可能使生長快，導致根出現(xiàn)彎曲