植物的几种激素汇总
生长素(auxin)
生长素即吲哚乙酸,分子式为C10H9NO2,是是第一个被发现的促进植物生长的植物激素。是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,英文简称为IAA,其化学本质是吲哚乙酸。另外,4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。生长素中最重要的化学物质为3-吲哚乙酸。
吲哚乙酸的纯品为白色结晶,难溶于水。易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。在光下易被氧化而变为玫瑰红色,生理活性也降低。植物体内的吲哚乙酸有呈自由状态的,也有呈结合(被束缚)状态的。后者多是酯的或肽的复合物。植物体内自由态吲哚乙酸的含量很低,每千克鲜重约为1-100微克,因存在部位及组织种类而异,生长旺盛的组织或器官如生长点、花粉中的含量较多。从色氨酸开始,其途径有5个。植物生长素存在于西葫芦中,存在于某些十字花科植物中,存在于番茄中。生长素的降解,最明显的是在光下很容易发生光氧化而被破坏。汤玉玮和J.邦纳于1947年发现植物组织中有些氧化酶能降解吲哚乙酸,称为吲哚乙酸氧化酶。
生长素有调节茎的生长速率、抑制侧芽、促进生根等作用,在农业上用以促进插枝生根,效果显著。
细胞分裂素
细胞分裂素 (cytokinin,CTK)从玉米或其他植物中分离或人工合成的植物激素。一般在植物根部产生,是一类促进胞质分裂的物质,促进多种组织的分化和生长。与植物生长素有协同作用。是调节植物细胞生长和发育的植物激素。在细胞分裂中起活化作用,也包含在细胞生长和分化及其他相关的生理活动过程中,如激动素(KT)、玉米素(ZT)、6-苄基氨基嘌呤(6-BA)等。
细胞分裂素是一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长的植物激素。主要分布于进行细胞分裂的部位,如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实内部。
它的化学名称为6-糠基氨基嘌呤(KT),纯品为白色固体,能溶于强酸、碱中。它们的基本结构是有一个6-氨基嘌呤环。植物体内天然的细胞分裂素有玉米素(ZT)、二氢玉米素、异戊烯腺嘌呤、玉米素核苷、异戊烯腺苷等。它们在体内合成的部位主要是根尖。人工合成的细胞分裂素除了激动素外,还有6-苄基氨基嘌呤(6-BA)等。
细胞分裂素最明显的生理作用有两种:一是促进细胞分裂和调控其分化。在组织培养中,细胞分裂素和生长素的比例影响着植物器官分化,通常比例高时,有利于芽的分化;比例低时,有利于根的分化。二是延缓蛋白质和叶绿素的降解,延迟衰老。
赤霉素
赤霉素(gibberellins,GAs)是一类非常重要的植物激素,参与许多植物生长发育等多个生物学过程。在开花植物中,13-羟化赤霉素(生理活性低,例如GA1)和13-氢赤霉素(生理活性高,例如GA4)经常是同时存在的。
霉素都含有赤霉素烷骨架,它的化学结构比较复杂,是双萜化合物。在高等植物中赤霉素的前体一般认为是贝壳杉烯。赤霉素的基本结构是赤霉素烷,有4个环。在赤霉素烷上,由于双键、羟基数目和位置不同,形成了各种赤霉素 [4] 。自由态赤霉素是具19C或20C的一、二或三羧酸。结合态赤霉素多为萄糖苷或葡糖基酯,易溶于水。
性状:白色结晶粉末。熔点(ºC):233~235℃。溶解性:易溶于醇类、丙酮、乙酸乙酯、碳酸氢钠溶液及pH6.2的磷酸缓冲液,难溶于水和乙醚。稳定性:不稳定,遇碱易分解,遇硫酸呈深红色。
广泛分布于被子、裸子、蕨类植物、褐藻、绿藻、真菌和细菌中,多存在于生长旺盛部分,如茎端、嫩叶、根尖和果实种子。含量: 1~1000ng·g鲜重,果实和种子(尤其是未成熟种子) 的赤霉素含量比营养器官的多两个数量级。每个器官或组织都含有两种以上的赤霉素,而且赤霉素的种类、数量和状态 (自由态或结合态)都因植物发育时期而异。GA与生长素不同,其运输不表现极性,(根尖合成---沿导管向上运输,嫩叶产生---沿筛管向下运输)。不同植物间的运输速度差别很大。
脱落酸
脱落酸(abscisic acid,ABA)别名:脱落素(Abscisin),休眠素(Dormin)。一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名。可能广泛分布于高等植物。除促使叶子脱落外尚有其他作用,如使芽进入休眠状态、促使马铃薯形成块茎等。对细胞的延长也有抑制作用。1965年证实,脱落素II和休眠素为同一种物质,统一命名为脱落酸。
脱落酸可由氧化作用和结合作用被代谢。脱落酸可以刺激乙烯的产生,催促果实成熟,它抑制脱氧核糖核酸和蛋白质的合成。
天然脱落酸为白色结晶粉末,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯与三氯甲烷等,难溶于醚、苯等,水溶解度3-5 g/L(20℃)。脱落酸的稳定性较好,常温下放置两年,有效成分含量基本不变,但应在干燥、阴凉、避光处密封保存。脱落酸水溶液对光敏感,属强光分解化合物。
它可以提高植物的抗旱和耐盐力,对开发利用中低产田以及植树造林、绿化沙漠等有极高的价值。ABA还是抑制种子萌发的有效抑制剂,因此可以用于种子贮藏,保证种子、果实的贮藏质量。此外,ABA还能引起叶片气孔的迅速关闭,可用于花的保鲜、调节花期、促进生根等,在花卉园艺上有较大的应用价值。对ABA及其应答基因的研究可揭示植物抗逆生理反应的分子过程,从而为定向增强作物对环境的适应力奠定基础。
脱落酸生物合成的途径主要有两条:类萜途径,类胡萝卜素途径
乙烯
乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。乙烯存在于植物的某些组织、器官中,是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料,也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等,尚可用作水果和蔬菜的催熟剂,是一种已证实的植物激素。
生理作用是:三重反应、促进果实成熟、促进叶片衰老、诱导不定根和根毛发生、打破植物种子和芽的休眠、抑制许多植物开花(但能诱导、促进菠萝及其同属植物开花)、在雌雄异花同株植物中可以在花发育早期改变花的性别分化方向等。
部分化学性质
①常温下极易被氧化剂氧化。如将乙烯通入酸性KMnO4溶液,溶液的紫色褪去,乙烯被氧化为二氧化碳,由此可用鉴别乙烯。
②易燃烧,并放出热量,燃烧时火焰明亮,并产生黑烟。
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