藻類中的植物激素.ppt

1、,藻類中的植物激素,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,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七十年代才開始的，起步和研究水平都遠遠落后于高等植物，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。,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

2、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。,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)； 細胞分裂素(eytokinin)； 赤霉素(gibberellin)； 脫落酸 (abseisie acid)； 乙烯(ethylene)； 油菜素內(nèi)酷(brasinosteroloid)。,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)、適應外界環(huán)境，使各細胞、組織和器官之間進行及時有效的信息交流。 以下主要對生長素做主要介紹,一、植物激素的種類及其作用,1、生長素在藻類中的生物學效應 內(nèi)源生長素

3、的作用： （1）影響細胞形成層的活性； （2）增強細胞膜的滲透性； （3）誘導乙烯的生成； （4）影響植物子房的發(fā)育。,一、植物激素的種類及其作用,外源生長素的作用： （1）促進藻體細胞個體的伸長； （2）促進藻體細胞的分裂； （3）促進藻體假根的生長； （4）促進頂端葉片的生長； （5）通過反分化誘導愈傷組織形成。,一、植物激素的種類及其作用,生長素的作用機制： (1)生長素的酸生成學說 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，從而把細胞質(zhì)的H+泵到膜外進入細胞壁，導致細胞壁基質(zhì)的PH下降，引起對酸不穩(wěn)定的化學鍵斷裂,一、植物激素的種類及其作用

4、,； 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?，使細胞壁變軟，膨壓降低，細胞吸水使其體積增大。酸生長理論認為，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的快速生長反應。試驗也證明，生長素促進H+分泌速度和細胞伸長速度相一致。,一、植物激素的種類及其作用,(2)生長素作用的基因活化學說 植物組織在生長素處理后，其基因表達會產(chǎn)生差異，即生長素處理的組織會誘導出新的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)被誘導表達了。,一、植物激素的種類及其作用,(3)生長素作用的受體學說 目前已

5、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,一、植物激素的種類及其作用,激素必須與靶細胞中(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，調(diào)節(jié)特定的基因表達。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。,一、植物激素的種類及其作用,海藻生長素的應用特點 (1)作用面廣，應用領域多 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

6、性狀表達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,一、植物激素的種類及其作用,2、脫落酸在藻類中的生物學效應 脫落酸在高等植物對各種環(huán)境因素產(chǎn)生的脅迫反應起著很重要的作用，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。,一、植物激素的種類及其作用,3、細胞激動素 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)的化學物質(zhì)，主要由腺嘌呤類、嘌呤核苷類為主的化學物質(zhì)組成，可促進細胞分裂，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。,一、植物激素的種類及其作用,4、赤霉素類 赤霉素具有加速細胞伸長

7、，促進細胞分裂的作用。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。,一、植物激素的種類及其作用,5、乙烯類 對藻類細胞分裂的促進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，這可能是藻細胞增殖加快的物質(zhì)基礎。,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。,二、鑒定藻類中植物激素的方法,在激素的

8、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)。,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)生特異性反應來進行測定。 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。,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

9、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，靈敏度高，方法簡單等特點。,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。Wout Boerjan et al建立的分子生物學水平檢測生長素和細胞分裂素的方法。這一方法主要是利用生長素和細胞分裂素誘導構(gòu)建的Pg5GUS基因表達，通過測量表達產(chǎn)物量建立起來的。,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，它是通過與標準樣品的共色層分離(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

10、性的。,二、鑒定藻類中植物激素的方法,為了避免由于細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)和污染物與標準植物激素的共色層分離。,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用潛力。,二、鑒定藻類中植物

11、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;Evanstal.1992;zhangtaz.，1993)。因為這兩種檢測技術(shù)可以得到被檢測物的準確的化學結(jié)構(gòu)，從而確認其激素性質(zhì)。,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,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：主要與細胞修復、細胞壁形成、組織分