各類生長素的作用
一、各類生長素的作用
1.生長素類
(1)生長素的產(chǎn)生。分布和運(yùn)輸生長素在植物體內(nèi)的合成部位主要是葉原基、嫩葉和發(fā)育中的種子。生長素的分布大多集中在生長旺盛的部位。生長素具有極性運(yùn)輸?shù)奶匦?,只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸,而不能倒轉(zhuǎn)。
(2)生長素的生理作用生長素是吲哚乙酸,它具有促進(jìn)植物生長的作用。生長素能引起細(xì)胞壁松弛軟化,促進(jìn)RNA和蛋白質(zhì)的合成。生長素對(duì)植物生長的作用具有兩重性。一般地,低濃度的生長素可以促進(jìn)植物生長,而高濃度的生長素則抑制植物生長。植物的不同器官對(duì)不同濃度生長素的敏感程度不同,根最敏感,莖最不敏感,芽居中。
(3)生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用人工合成的生長素類似物有萘乙酸、2,4–D等。它們?cè)谏a(chǎn)上的應(yīng)用主要有:(1)促進(jìn)扦插的枝條生根;(2)促進(jìn)果實(shí)發(fā)育;(3)防止落花落果。
2.赤霉素類
赤霉素是在水稻惡苗病的研究中發(fā)現(xiàn)的,引起該病的病菌叫赤霉菌,它能分泌促進(jìn)稻苗徒長的物質(zhì),取名叫赤霉素。植物體合成赤霉素的部位一般在幼芽、幼根、未成熟的種子等幼嫩的組織和器官里。赤霉素的生理作用是促進(jìn)細(xì)胞伸長,從而引起莖稈伸長和植物增高。此外,它還有促進(jìn)麥芽糖化,促進(jìn)營養(yǎng)生長,防止器官脫落和解除種子、塊莖休眠促進(jìn)萌發(fā)等作用。
3.細(xì)胞分裂素類
細(xì)胞分裂素在根尖合成,在進(jìn)行細(xì)胞分裂的器官中含量較高,細(xì)胞分裂素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞分裂和擴(kuò)大,此外還有誘導(dǎo)芽的分化,延緩葉片衰老的作用。
4.脫落酸
脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多,在將要脫落和進(jìn)入休眠期的器官和組織中含量較多。脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細(xì)胞的分裂和種子的萌發(fā),還有促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落,促進(jìn)休眠和提高抗逆能力等作用。
5.乙烯
乙烯是一種氣體激素,它廣泛存在于植物各種組織和器官中,在正在成熟的果實(shí)中含量更多,乙烯的主要作用是促進(jìn)果實(shí)成熟,此外,還有促進(jìn)老葉等器官脫落的作用。
6.植物激素的相互作用
五大類植物激素的生理作用大致分為兩方面:促進(jìn)植物的生長發(fā)育和抑制植物的生長發(fā)育。植物的生長發(fā)育過程,不是受單一激素的調(diào)節(jié),而是由多種激素相互協(xié)調(diào),共同調(diào)節(jié)的。
二、生長素有什么利用價(jià)值
生長素在植物體內(nèi)含量少,利用生長素的生理作用來合成生長素的類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有較大利用價(jià)值。如:吲哚丁酸(IBA)萘乙酸(NAA)、2,4-D等,由于原料豐富,生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單,效果穩(wěn)定,可以大量制造。因此,生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛利用。1、促進(jìn)插枝生根:常用NAA、IBA,IBA作用強(qiáng)烈,作用時(shí)間長,誘發(fā)根多而長,NAA誘發(fā)根少而粗,兩者?;旌鲜褂?。2、阻止器官脫落,生產(chǎn)上施用10mg/LNAA或1mg/2,4-D能使棉花保蕾保鈴。3、促進(jìn)結(jié)實(shí),10mg/L2,4-D噴灑番茄花,可促進(jìn)結(jié)實(shí)。4、促進(jìn)菠蘿開花。
三、生長素類似物解除頂端優(yōu)勢(shì)
A、生長素類似物2,4-D等生理作用與生長素相同,能促進(jìn)果實(shí)發(fā)育,獲得無籽果實(shí),A正確;
B、頂端優(yōu)勢(shì)是頂芽生長素濃度低促進(jìn)生長,側(cè)芽生長素濃度高抑制了生長,所以生長素類似物2,4-D不能解除頂端優(yōu)勢(shì),頂端優(yōu)勢(shì)的簡(jiǎn)單方法是摘除頂芽即可,B錯(cuò)誤;
C、生長素類似物2,4-D能促進(jìn)扦插的枝條生根,C正確;
D、生長素類似物2,4-D具有雙重性,即低濃度促進(jìn)生長,高濃度抑制生長,從而作為除草劑,D正確.
故選:B.
四、在調(diào)控植物生長發(fā)育方面,5大類植物激素之間,哪些方面表現(xiàn)出相互促進(jìn)貨相互拮抗的關(guān)系
例如低濃度的生長素有促進(jìn)器官伸長的作用。從而可減少蒸騰失水??墒浅^最適濃度時(shí)由于會(huì)導(dǎo)致乙烯產(chǎn)生,生長的促進(jìn)作用下降,甚至反會(huì)轉(zhuǎn)為抑制。即乙烯的存在對(duì)生長素的作用起結(jié)抗作用。
在植物生長發(fā)育過程中,任何一種生理反應(yīng)都不是單一激素作用的結(jié)果,而是各種激素相互作用的結(jié)果,各種激素間的相互作用是很復(fù)雜的,有時(shí)表現(xiàn)為增效作用,有時(shí)表現(xiàn)為拮抗作用。你的試劑中赤霉素受體拮抗劑,可以使赤霉素/生長素比例降低,生長 素水平相對(duì)升高,則促進(jìn)生根;可以使細(xì)胞分裂素/赤霉素比例升高,細(xì)胞分裂素相對(duì)升高.
在植物的生長發(fā)育過程中,除了需要水分和營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng),還要受到一些生理活性物質(zhì)的調(diào)節(jié)和控制。這些調(diào)節(jié)和控制植物生長發(fā)育的物質(zhì),稱為植物生長物質(zhì)。植物生長物質(zhì)包括兩大類:一是植物體自身代謝過程中產(chǎn)生的,稱為植物激素。二是人工合成的,具有植物激素活性的有機(jī)物,稱為植物生長調(diào)節(jié)劑。
一、植物激素
植物激素有四個(gè)重要特性:內(nèi)源性,它是植物生命活動(dòng)中細(xì)胞內(nèi)部的產(chǎn)物,并廣泛存在于植物界。調(diào)控性,可通過自身生命活動(dòng)調(diào)節(jié)和控制植物生長發(fā)育。移動(dòng)性,可從植物的合成位點(diǎn)運(yùn)輸?shù)阶饔梦稽c(diǎn)。顯效性,在植物體內(nèi)含量甚微,多以微克計(jì)算,但可起到明顯增效的作用。國際公認(rèn)的植物激素有五大類:生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯。
1.生長素
生長素的特性:生長素即吲哚乙酸,簡(jiǎn)稱IAA(圖12-1)。因生長素在植物體內(nèi)易被破壞,生產(chǎn)上一般不用吲哚乙酸來處理植物,而多采用與其類似的生長調(diào)節(jié)劑如吲哚丁酸、萘乙酸等處理植物。
生長素的作用:促進(jìn)植物的伸長生長、促進(jìn)插枝生根、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí) 控制雌雄性別。生長素最基本的生理作用是促進(jìn)生長,但是與生長素的濃度、植物的種類與器官、細(xì)胞的年齡等因素有關(guān)。生長素濃度較低時(shí)可促進(jìn)生長,較高濃度時(shí)則抑制生長。雙子葉植物一般比單子葉植物敏感。根比芽敏感,芽比莖敏感,幼嫩細(xì)胞比成熟細(xì)胞敏感。
2.赤霉素
赤霉素的特性:赤霉素簡(jiǎn)稱GA(圖12-2)。配成溶液易失效,適于在低溫干燥條件下以粉末形式保存。
赤霉素的生理作用:促進(jìn)莖和葉的生長、誘導(dǎo)抽苔開花、促進(jìn)性別分化、打破休眠、防止脫落、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí),促進(jìn)無籽果實(shí)的形成。
3.細(xì)胞分裂素
細(xì)胞分裂素的特性:細(xì)胞分裂素簡(jiǎn)稱CTK(圖12-3)。主要包括激動(dòng)素、玉米素等。性質(zhì)較穩(wěn)定。
細(xì)胞分裂素的生理作用:促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大生長、誘導(dǎo)芽的分化、防止衰老、促進(jìn)腋芽生長。
4.脫落酸
脫落酸的特性:脫落酸簡(jiǎn)稱ABA(圖12-4)。是植物體內(nèi)存在的一種強(qiáng)有力的天然抑制劑,含量極微,活性很高,作用巨大。
脫落酸的生理作用:抑制植物生長、促進(jìn)脫落、促進(jìn)休眠、調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉。
5.乙 烯
乙烯的特性:乙烯簡(jiǎn)稱ETH(圖12-5)。是一種促進(jìn)組織器官成熟的氣態(tài)激素。由于乙烯是氣體,使用比較困難,所以一般都用它的類似物乙烯利代替。
乙烯的生理作用:加速果實(shí)成熟、促進(jìn)脫落衰老、調(diào)節(jié)植物生長、促進(jìn)開花。
在植物生長發(fā)育過程中,任何一種生理反應(yīng)都不是單一激素作用的結(jié)果,而是各種激素相互作用的結(jié)果,各種激素間的相互作用是很復(fù)雜的,有時(shí)表現(xiàn)為增效作用,有時(shí)表現(xiàn)為拮抗作用。了解各種激素對(duì)植物的生理作用、激素間的相互作用,以及和環(huán)境間的關(guān)系,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有非常重要的意義。
二、植物生長調(diào)節(jié)劑
隨著植物激素的研究和發(fā)展,人們合成了許多具有激素活性的物質(zhì),以便更有效地控制植物的生長發(fā)育,這就是目前普遍應(yīng)用的植物生長調(diào)節(jié)劑。
1.生長促進(jìn)劑
萘乙酸(NAA):扦插生根,控制枝條生長,疏花疏果,防止采前落果,促進(jìn)菠蘿開花,組培中廣泛用于生根(圖12-6)。
吲哚丁酸(IBA ):果樹上主要用于促進(jìn)扦插生根,引起的不定根多而細(xì)長,組培中用于生根,吲哚乙酸適應(yīng)范圍廣泛而且安全,是目前最主要的調(diào)節(jié)劑(圖12-7)。
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D):高濃度時(shí)可作為除草劑,低濃度時(shí)可防止番茄落花落果并誘導(dǎo)無籽果實(shí)的形成,組培中濃度適當(dāng)時(shí)可誘導(dǎo)外植體脫分化(圖12-8)。
萘氧乙酸(NOA):促進(jìn)扦插生根,防止采前果實(shí)脫落(圖12-9)。
6-芐基腺膘呤(6-BA,BAP):學(xué)名綠丹??娠@著增加葡萄果粒和果柄的固著力,減少果粒脫落,可促進(jìn)蘋果側(cè)芽萌發(fā),增大分枝角度,在組培中應(yīng)用較為廣泛(圖12-10)。
二氫玉米素:促進(jìn)細(xì)胞分裂,促進(jìn)植物生長(圖12-11)。
2.生長延續(xù)劑和生長抑制劑
乙烯利(CEPA):乙烯利是目前生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)劑,發(fā)揮作用的最適溫度是20℃-30℃。促進(jìn)果實(shí)成熟,抑制營養(yǎng)生長,促進(jìn)花芽形成,誘導(dǎo)雌花形成和雄花不育,促進(jìn)橡膠乳汁分泌,延遲花期,提早休眠,提高抗寒性(圖12-12)。
矮壯素(CCC):抑制營養(yǎng)生長,使植物莖稈加粗,葉色加深,葉片加厚加寬,能夠更好地進(jìn)行光合作用,并抗倒伏,促進(jìn)花芽形成,增加座果(圖12-13)。
三碘苯甲酸(TIBA):一種阻礙生長素運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)。消除頂端優(yōu)勢(shì),促進(jìn)腋芽生長,分枝增多,植株矮化(圖12-14)。
比久(B9):抑制頂端優(yōu)勢(shì),刺激果樹新梢生長,利于花芽形成,減少采前落果,促進(jìn)果實(shí)著色。比久在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用比較廣泛,但有試驗(yàn)表明,其對(duì)人和牲畜均有毒副作用,致癌性強(qiáng)烈,所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要禁止使用(圖12-15)。
多效唑(PP333):延緩植株?duì)I養(yǎng)生長,促進(jìn)生殖生長(圖12-16)。
馬來酰肼(MH 青鮮素):抑制莖的伸長,防止洋蔥、馬鈴薯、大蒜等在貯藏期間發(fā)芽,抑制煙草腋芽生長(圖12-17)。但馬來酰肼可能致癌和使動(dòng)物染色體畸變,對(duì)食用植物最好以不用為宜。
整形素(形態(tài)素):抑制莖的伸長生長和種子萌發(fā),能促使葡萄、番茄等作物產(chǎn)生無籽果實(shí)(圖12-18)。
烯效唑(S3307 ):生理作用同多效唑,但比多效唑強(qiáng)2-4倍,是目前應(yīng)用較多的一種植物生長調(diào)節(jié)劑(圖12-19)。
植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用非常廣泛。為了便于使用,現(xiàn)將它們的效應(yīng)和應(yīng)用列于附表,供大家參考。