高等植物生理學(xué)-各種植物激素及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

1、高等植物生理學(xué)-各種植物激素及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)生長素的極性運(yùn)輸生長素的極性運(yùn)輸0 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1根根芽芽莖莖生長素濃度（生長素濃度（mol/L）對照對照IAAIAA3 3）對養(yǎng)分的調(diào)運(yùn)作用）對養(yǎng)分的調(diào)運(yùn)作用生長素具有很強(qiáng)的吸引與調(diào)運(yùn)養(yǎng)分的效應(yīng)。利用這一特性，用IAA處理，可促使子房及其周圍組織膨大而獲得無籽果實(shí)。（A）草莓“果實(shí)”實(shí)際是一個膨脹的花柱，其生長是內(nèi)“種子”生成的生長素調(diào)節(jié)的，這些“種子”其實(shí)是瘦果-真正的果實(shí)。（B）當(dāng)將瘦果去除時，花柱就不能正常發(fā)育（C）用IAA噴放沒有瘦果的花柱恢復(fù)了其正常的生長發(fā)育。生長素抑制了菜豆植株生長素抑制了菜豆

2、植株中腋芽的生長。中腋芽的生長。（A）完整植株中的腋芽由于頂端優(yōu)勢的影響而被抑制（B）去除頂芽使得腋芽免疫頂端優(yōu)勢的影響（箭頭）（C）對切面用含IAA的羊毛脂凝膠處理（包含在明膠膠囊中）從而抑制了腋芽的生長。Auxin binding protein 1Phospholipase A2Lysophospholipid溶血磷脂ATP-proton pump生長素受體是生長素結(jié)合蛋白，根據(jù)在細(xì)胞中的存在位置生長素受體是生長素結(jié)合蛋白，根據(jù)在細(xì)胞中的存在位置不同，有兩種：不同，有兩種： 存在于質(zhì)膜上存在于質(zhì)膜上:酸生長理論的基礎(chǔ)酸生長理論的基礎(chǔ)存在于細(xì)胞質(zhì)存在于細(xì)胞質(zhì)(或細(xì)胞核或細(xì)胞核)中中: 基因

3、活化學(xué)說的基礎(chǔ)?；蚧罨瘜W(xué)說的基礎(chǔ)。Auxin activates ATP-proton pump, cause cell wall solution pH to drop, which will activate expansinsExpansins loosen cell wall component, cell takes up water and turgor pressure forces cell to expand.pH降低，水解酶或擴(kuò)展素活化，壁可塑性增加，膨壓降低，細(xì)胞吸水伸長。生長素受體是生長素結(jié)合蛋白，根據(jù)在細(xì)胞中的存在位置生長素受體是生長素結(jié)合蛋白，根據(jù)在細(xì)胞中的存在位

4、置不同，有三種：不同，有三種： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：ABP1；質(zhì)膜：；質(zhì)膜： ABP2；液泡膜上：；液泡膜上：ABP3泛素連接酶的活化晚期基晚期基因的表因的表達(dá)（轉(zhuǎn)達(dá)（轉(zhuǎn)錄因子錄因子的合成）的合成）生長素早期響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄活化的生長素調(diào)節(jié)模式（原生轉(zhuǎn)錄因子的活化）生長素早期響應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄活化的生長素調(diào)節(jié)模式（原生轉(zhuǎn)錄因子的活化）1 1）促進(jìn)莖的伸長生長）促進(jìn)莖的伸長生長甘藍(lán)，在短光照下保持叢生狀，但施用赤霉素處理可以誘導(dǎo)其伸長和開花需寒胡蘿卜品種開花時間需寒胡蘿卜品種開花時間GAGA處理后的效果。處理后的效果。（左）對照：不施GA，不冷處理；（中）不進(jìn)行冷處理，但每天施10gGA3為期一周；（右）六周

5、冷處理。赤霉素誘導(dǎo)的Thompson無籽葡萄的生長。左邊的一串是未處理的。而右邊的一串則是在果實(shí)發(fā)育期間用赤霉素噴施過的將擬南芥組織置于含生長素IBA和細(xì)胞分裂素的環(huán)境中誘導(dǎo)愈傷組織的產(chǎn)生。當(dāng)愈傷組織被放在只有生長素的環(huán)境中作次培養(yǎng)時，誘導(dǎo)根產(chǎn)生（左圖）；當(dāng)被放在細(xì)胞分裂素與生長素之比比較高的環(huán)境中培養(yǎng)時，芽激增（右圖）。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)iptipt基因的煙草基因的煙草香脂冷杉上的眾生枝香脂冷杉上的眾生枝玉米的缺失ABA的突變體的早熟萌芽一般來說，干旱、寒冷、高溫、鹽漬和水澇等逆境都能使一般來說，干旱、寒冷、高溫、鹽漬和水澇等逆境都能使植物體內(nèi)植物體內(nèi)ABAABA迅速增加，同時抗逆性增強(qiáng)。因此，迅速增加，

6、同時抗逆性增強(qiáng)。因此，ABAABA被稱為應(yīng)被稱為應(yīng)激激素或脅迫激素激激素或脅迫激素(stress hormone)(stress hormone)。水分脅迫過程中木質(zhì)部汁液的堿化作用導(dǎo)致水分脅迫過程中木質(zhì)部汁液的堿化作用導(dǎo)致ABAABA在葉片中的重新分布在葉片中的重新分布第一大類是功能蛋白：包括水通道蛋白、第一大類是功能蛋白：包括水通道蛋白、滲透調(diào)節(jié)分子滲透調(diào)節(jié)分子(如蔗糖、脯氨酸和甜菜堿如蔗糖、脯氨酸和甜菜堿)的合成酶、保護(hù)大分子以及膜蛋白結(jié)構(gòu)和的合成酶、保護(hù)大分子以及膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能的保護(hù)蛋白功能的保護(hù)蛋白(如如LEA 蛋白、抗凍蛋白、蛋白、抗凍蛋白、分子伴侶、分子伴侶、mRNA結(jié)合蛋白等

7、結(jié)合蛋白等)、蛋白轉(zhuǎn)、蛋白轉(zhuǎn)換酶以及脫毒蛋白酶等。這類蛋白分子直換酶以及脫毒蛋白酶等。這類蛋白分子直接參與到植物對脅迫環(huán)境的應(yīng)答反應(yīng)和修接參與到植物對脅迫環(huán)境的應(yīng)答反應(yīng)和修復(fù)過程中復(fù)過程中, 是直接保護(hù)植物細(xì)胞免受脅迫是直接保護(hù)植物細(xì)胞免受脅迫環(huán)境傷害的效應(yīng)分子。環(huán)境傷害的效應(yīng)分子。第二大類是調(diào)節(jié)蛋第二大類是調(diào)節(jié)蛋白：包括蛋白激酶、白：包括蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄因子、磷脂酶轉(zhuǎn)錄因子、磷脂酶等等, 這類蛋白是通這類蛋白是通過參與到植物脅迫過參與到植物脅迫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑或通信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑或通過調(diào)節(jié)其它效應(yīng)分過調(diào)節(jié)其它效應(yīng)分子的表達(dá)和活性而子的表達(dá)和活性而起作用的。起作用的。ABAABA受體受體ROS產(chǎn)生產(chǎn)生(H2O2, O2.-)激活質(zhì)激活質(zhì)膜膜Ca2+通道通道胞外胞外Ca2+流入胞質(zhì)流入胞質(zhì)ROS途徑途徑:PLC活化活化cADPR和和IP3產(chǎn)生產(chǎn)生激活液激活液泡膜泡膜Ca2+通道通道液泡中的液泡中的Ca2+流入胞質(zhì)流入胞質(zhì)抑制內(nèi)向型抑制內(nèi)向型K+通道通道,活化活化Cl-通道通道,抑制質(zhì)子泵抑制質(zhì)子泵IP3/cADPR途徑途徑:胞內(nèi)胞內(nèi)Ca2+濃度升高濃度升高細(xì)胞去極化細(xì)胞去極化激活外向型激活外向型K+通道通道氣孔關(guān)閉氣孔關(guān)閉（2） ABA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式（A）西紅柿葉片的偏上生長。）西紅柿葉片的偏上生長。（B）可用氧氣存在的情形下