Plant growth regulators - Part 1

植物生长调节剂——第一部分

植物生长调节剂是一种影响植物生长发育的分子,在极低浓度下具有活性。调节剂分为植物自身合成的天然产品和人工合成调节剂。那些天然存在于植物体内的,被称为植物激素。

植物激素物质包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯,近年来,又发现了油菜素类固醇、水杨酸、茉莉酸、系统肽、一氧化氮和信号肽等激素物质。在本文中,我们将重点介绍生长素。

植物激素与动物激素不同,动物激素是在特定的器官或者组织中合成的,在动物体内不同的位置发挥作用。但植物激素就不一定如此了,有些植物激素在合成的位置上便可发挥作用。

尽管所有的植物激素各自有不同的作用,但不同的激素结合起来,可以在植物体内引发不同的反应。

Plant growth regulators
不同激素对应的不同植物生理过程概览

生长素

生长素的作用主要是通过改变细胞壁形态来促进植物细胞伸长。生长素在根尖的分生组织中合成,而在根中合成较少。植物天然合成的生长素主要是吲哚乙酸(IAA),此外还有苯乙酸、氯吲哚、以及最近被发现的吲哚丁酸(IBA)。

这些生长激素的输送方向有向基式(从根尖到根)和向顶式(从根到根尖)。但向基式的输送速度要比向顶式快得多。

生长激素对植物的作用包括:

顶端优势。种植者们都知道,当一株植物的主根尖轴(主垂直茎)遭到破坏时,次级茎会开始生长,其中几个会不断发育形成主茎。这是因为由顶端分生组织产生的生长素抑制了次声芽的生长和发育。

促进生根。生长素是负责根细胞形成的主要成分,种植者们利用这一特性来帮助插条生长:在插条的底部涂上生长素可以促进新根萌发。极低浓度的生长素能够促进生根,而浓度过高则会抑制根的生长和发育。另一方面,其他植物激素的存在决定着新细胞是否会变为根还是其他器官。生长素和细胞分裂素之间的平衡对这一过程起着十分重要的作用。因此,在进行植物细胞体外培养的时候,如果生长素浓度大于细胞分裂素浓度,就会形成新的根系,反之,如果细胞分裂素的浓度大于生长素浓度,细胞最终则会发育成新的嫩芽。当两种激素浓度相近的时候,细胞则不会发生分化,而是形成大量发育中的细胞,称为愈伤组织。

向地性。重力对植物的生长发育有一定的影响。当植物的茎处于水平位置上时,侧芽会开始生长,与土壤接触的地方可能会形成根。这便是生长素在重力作用下不断积累的结果。利用这种现象,人们发展出了一种培育新的植株的技术,称为压条。

向光性。植物倾向于朝着光的方向生长,这一过程也是受到生长素的调节。生长素会聚集在植物体内接受光照较少的部位,导致该区域的细胞伸长,使茎向光弯曲。了解更多:光谱对植物生长发育的影响。

调节脱落。脱落指的是植物某些部位的脱落,在大多数情况下,脱落是因为植物组织老化,也就是衰老。通过外部施用生长素,许多种类植物脱落现象都会减轻。

Plant growth regulators
趋光性指的是植物生长对光的反应。这一过程受生长素的调节。 A:阳光直射时,IAA分子(吲哚乙酸,由植物顶端分生组织自然合成产生的主要生长素)会均匀分布在茎部。 B:当阳光开始以一定的角度照射在芽上,IAA分子就会移动至远端,导致那一侧的细胞伸长。 C:细胞伸长使得芽向光弯曲。

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