植物激素是什么?
植物激素是指在植物体内合成并从生产地运输到其他地方,对生长发育有显著影响的一些微量有机物。又称植物天然激素或植物内源激素。
它们分别或相互协调地在细胞分裂和伸长、组织和器官分化、开花和结果、成熟和衰老、休眠和萌发以及体外组织培养中调节植物的生长、发育和分化。
植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的合成物质。也称为外源植物激素。
目前生产中使用的植物激素大多是具有植物激素活性的合成植物生长调节剂,如NAA、2,4-D、赤霉素、CCC、乙烯利、油菜素内酯、多效唑等。
植物激素的分类
目前公认的植物激素有五种,分别是生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。
最近发现的植物激素包括油菜素类固醇、多胺、水杨酸和茉莉酸等。植物激素在调节和控制植物生长发育中起着重要作用。
生长素
1.生长素的发现
生长素是最早发现的植物激素。1872年,波兰的西斯莱克发现水平根弯曲生长受重力影响,传感位点位于根尖,因此推测根尖向根传导刺激性物质。
1880年,达尔文和他在英国的儿子进行了一项胚芽鞘趋光性试验,证实了单侧光影响胚芽鞘的刺激和传递。
1928年荷兰人温特证明胚芽鞘内存在物质转移,生长相关物质首先从鞘尖分离出来。
1934年,荷兰人卡尔吉尔分离出一种纯激素,并将其鉴定为吲哚乙酸。
2.生长素在植物中的分布和运输
分布:生长素在植物中分布广泛,但主要分布在旺盛和幼嫩部位。如茎尖、根尖、受精子房等。
运输:运输中存在极性和非极性运输现象。而从外部施用的生长素运输方向取决于施用部位和浓度。例如,根吸收的生长素可以通过蒸腾作用上升到地面以上的年轻部分。
3.生长素的生理功能低浓度生长素促进植物生长,高浓度生长素抑制植物生长
低浓度的生长素可以促进器官的伸长,超过最适浓度时会导致乙烯的产生,所以对生长的促进作用会下降,甚至变成抑制作用。
生长素在农业上的应用:2,4-D为高浓度选择性除草剂;双子叶植物比单子叶植物对生长素浓度更敏感,因此它可以用作除草剂来去除单子叶植物中的双子叶植物。在低浓度下,可用于保护花卉和水果,同时,可早期成熟,延长储存和保鲜期。
萘乙酸是一种广谱的植物生长调节剂,能促进细胞分裂和膨胀,诱导不定根,提高坐果率,防止落果,改变雌花与雄花的比例,延长休眠,保持顶尖优势。
赤霉素
1、发现
1926年,日本的黑泽明在研究导致水稻过度生长的恶苗病时发现了这种疾病。
恶苗病是一种由分泌物引起的水稻幼苗,名为亚洲赤霉菌,其叶片黄色,易倒伏,故名赤霉素;更多农业信息、植保技术、农药报价,请关注中国农药第一网。
1938年,从赤霉菌的分泌物中分离出一种生理活性物质——赤霉酸。在日本。自20世纪50年代以来,英美科学家对赤霉素进行了研究,现已从赤霉菌和高等植物中分离出60多种赤霉素,命名为GA1、GA2等。
GA3、GA4、GA7是商品赤霉素。GA3,也称为赤霉酸,是最早分离和鉴定的赤霉素。
2.合成场地
赤霉素在高等植物中普遍存在,赤霉素活性最高的部位是植物生长最旺盛的部位。
3.运输
赤霉素在植物中没有极性运输,但在体内合成后可以双向运输,通过韧皮部向下运输,通过木质部向上运输。
4.赤霉素的作用
促进细胞分裂和茎伸长,促进抽薹开花,打破休眠,促进雄花分化,提高结实率。赤霉素在农业上的应用可以提高茎叶类蔬菜的产量和品质,促进果实发育,增加果实重量,打破块茎和种子的休眠,促进发芽。
细胞分裂素
1、发现
1955年,美国人舒格偶然发现,在培养基中加入从变质的鲱鱼精子中提取的DNA,可以促进烟草愈伤组织的健壮生长。后来证明它含有一种能诱导细胞分裂的成分,称为激动剂。
第一种天然细胞分裂素是1964年由莱瑟姆从未成熟的玉米种子中分离出的玉米素。之后是十多种细胞分裂素,GA2等。都是腺嘌呤的衍生物。
2.运输和新陈代谢
细胞分裂素普遍存在于旺盛分裂的组织或器官、未成熟种子、发芽种子和生长中的果实中。
3.功能
细胞分裂素的主要生理功能是促进细胞分裂和防止叶片衰老。
绿色植物叶片老化发黄是由于蛋白质和叶绿素的分解;细胞分裂素可以维持蛋白质的合成,从而保持叶片绿色。促进芽分化,细胞扩张,侧芽发育,去除顶端优势。
细胞分裂素:6-BA、KT-30、玉米素、噻二唑脲、异戊烯基嘌呤
细胞分裂素在农业上的应用,花期喷施,促进花芽分化;根系灌溉处理促进根系生长;
脱落酸
在20世纪60年代初,美国的F. T. Adicott和英国的P. F. Wareing分别从掉落的棉花幼果和桦树叶中分离出脱落酸。脱落酸存在于植物的叶片、休眠芽和成熟种子中。一般来说,衰老器官或组织中的含量高于年轻部位。
主要功能:抑制细胞分裂,促进叶片和果实衰老脱落。抑制种子发芽。种子中脱落酸含量高是种子休眠的主要原因。
乙烯
早在20世纪初,就发现有一种气体,在煤气灯的照射下,能促使绿柠檬变黄成熟,那种气体就是乙烯。然而,直到20世纪60年代初,通过气相色谱法从未成熟的水果中检测到非常少量的乙烯,乙烯才被归类为植物激素。
它的生产有“自我促进”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯生产。
乙烯的主要作用:促进果实成熟、器官脱落和衰老,增加瓜类的雌花,促进植物中橡胶树和漆树的排胶。
乙烯在农业中的应用乙烯利:2-氯乙基膦酸是一种能释放乙烯的液体化合物,已广泛应用于果实成熟、棉花采前脱叶、棉铃开裂、橡胶乳汁分泌刺激、水稻矮化、甜瓜雌花增加和菠萝开花促进等。
油菜素类固醇
20世纪70年代,发现了植物中类固醇分子的激素活性——从油菜花粉中提取的一种促生长物质被鉴定为类固醇化合物,命名为油菜素内酯。
从那时起,与BL具有相似结构和活性的类固醇分子被不断发现,统称为油菜素类固醇。现在BR已经被认为是广泛调节细胞伸长、血管分化、根系生长、光响应、抗逆性、衰老等发育和生理过程的基础激素之一。
生理功能,主要生理功能是促进细胞伸长和细胞分裂,促进维管分化,促进花粉管伸长,决定雄性育性,促进根系侧向发育,维持顶端优势,促进种子萌发等。
油菜素内酯是一种新型绿色植物生长调节剂。能提高植物叶绿素含量,促进生根发芽,增加花芽数量,延长花期,增加抗旱、抗寒、抗病能力。
在茄果类蔬菜叶面喷施1500倍的液体可以提高其光合速率和产量。在结团期、莲座期和鳞茎期向甘蓝叶面喷施1500-2000倍液,增产效果明显。
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