藻類中的植物激素分析課件

藻類中的植物激素藻類中的植物激素主要類容：引言一、藻類中植物激素的種類及其作用二、鑒定藻類中植物激素的方法三、藻類中最新發(fā)現(xiàn)的其他的植物激素主要類容：引言

對(duì)于高等植物中激素的研究，目前已經(jīng)取得了很多成就，藻類中“激素”的深入研究是從上世紀(jì)七十年代才開始的，起步和研究水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于高等植物，制約了人們對(duì)海洋植物資源的開發(fā)和利用，因此對(duì)藻類中植物激素的研究尤為重要。

引言對(duì)于高等植物中激素的研究，目前已經(jīng)取得引言

迄今為止，已有的研究成果表明，藻類中植物激素的情況十分復(fù)雜，高等植物中已經(jīng)確定的激素有些可能在藻類中仍起激素作用，有些則不起作用;還有可能某一植物激素在某些藻類中起作用，而在另一些藻類中則不起作用，另外，藻類中還含有特殊的植物激素，是高等植物所不具有的，某些藻類可能會(huì)以自己特有的激素來調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)和發(fā)育。引言迄今為止，已有的研究成果表明，藻類中植物激素的一、植物激素的種類及其作用

（一）植物激素的分類植物激素有六大類：生長(zhǎng)素(Auxin)；細(xì)胞分裂素(eytokinin)；赤霉素(gibberellin)；脫落酸(abseisieacid)；乙烯(ethylene)；油菜素內(nèi)酯(brasinosteroloid)。一、植物激素的種類及其作用

（一）植物激素的分類植物生長(zhǎng)物質(zhì)

植物激素植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑生長(zhǎng)素類赤霉素類細(xì)胞分裂素類脫落酸乙烯、油菜素內(nèi)酯

植物生長(zhǎng)物質(zhì)：調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的微量化學(xué)物質(zhì)。植物激素：在植物體內(nèi)合成的，通常從合成部位運(yùn)往作用部位，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量小分子有機(jī)質(zhì)。

植物生長(zhǎng)物質(zhì)植物激素植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑生長(zhǎng)素類赤霉素類細(xì)胞分裂一、植物激素的種類及其作用

（二）植物激素的作用

維持植物正常協(xié)調(diào)的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)、適應(yīng)外界環(huán)境，使各細(xì)胞、組織和器官之間進(jìn)行及時(shí)有效的信息交流。

以下主要對(duì)生長(zhǎng)素做主要介紹一、植物激素的種類及其作用

（二）植物激素的作用吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)苯乙酸(phenylacticacid,PAA)4-氯吲哚乙酸(4-chloroindole-3-aceticacid，4-Cl-IAA)

吲哚丁酸(indole-3-butyriccid,IBA)

(一)生長(zhǎng)素的種類吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA1.分布植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的含量很低，一般每克鮮重為10～100ng。各種器官中都有生長(zhǎng)素的分布，但較集中在生長(zhǎng)旺盛的部位，衰老的組織或器官中生長(zhǎng)素的含量少。(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸2.運(yùn)輸生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸具有極性，即生長(zhǎng)素只能從植物的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸，而不能向相反的方向運(yùn)輸，這稱為生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸。其它植物激素則無此特點(diǎn)。

1.分布植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的含量很低，一般每克鮮重為10～10(三)生長(zhǎng)素的代謝1.生長(zhǎng)素的生物合成

植物的莖端分生組織、禾本科植物的芽鞘尖端、根尖、胚和正在擴(kuò)展的葉等是IAA的主要合成部位。A

BCD(三)生長(zhǎng)素的代謝1.生長(zhǎng)素的生物合成

植物的(三)生長(zhǎng)素的代謝2.生長(zhǎng)素的結(jié)合與降解

(1)束縛型和游離型生長(zhǎng)素植物體內(nèi)的IAA可與細(xì)胞內(nèi)的糖、氨基酸等結(jié)合而形成束縛型生長(zhǎng)素，反之，沒有與其他分子以共價(jià)鍵結(jié)合的易從植物中提取的生長(zhǎng)素叫游離型生長(zhǎng)素。

(2)生長(zhǎng)素的降解降解有兩條途徑，即酶氧化降解和光氧化降解。

(三)生長(zhǎng)素的代謝2.生長(zhǎng)素的結(jié)合與降解(三)生長(zhǎng)素的代謝3.生長(zhǎng)素代謝的調(diào)節(jié)

束縛型生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的作用可能有下列幾個(gè)方面：

①作為貯藏形式。②作為運(yùn)輸形式。③解毒作用

④防止氧化

⑤調(diào)節(jié)游離型生長(zhǎng)素含量

(三)生長(zhǎng)素的代謝3.生長(zhǎng)素代謝的調(diào)節(jié)一、植物激素的種類及其作用1、生長(zhǎng)素在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)內(nèi)源生長(zhǎng)素的作用：（1）影響細(xì)胞形成層的活性；（2）增強(qiáng)細(xì)胞膜的滲透性；（3）誘導(dǎo)乙烯的生成；（4）對(duì)養(yǎng)分的調(diào)運(yùn)作用。一、植物激素的種類及其作用1、生長(zhǎng)素在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)一、植物激素的種類及其作用外源生長(zhǎng)素的作用：（1）促進(jìn)藻體細(xì)胞個(gè)體的伸長(zhǎng)；（2）促進(jìn)藻體細(xì)胞的分裂；（3）促進(jìn)藻體假根的生長(zhǎng)；（4）促進(jìn)頂端葉片的生長(zhǎng)；（5）通過反分化誘導(dǎo)愈傷組織形成。一、植物激素的種類及其作用外源生長(zhǎng)素的作用：一、植物激素的種類及其作用生長(zhǎng)素的作用機(jī)制：(1)生長(zhǎng)素的酸生成學(xué)說賴特（Rayle）等人1970年提出：質(zhì)膜上存在ATP酶-H+泵的蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)使其活化，從而把細(xì)胞質(zhì)的H+泵到膜外進(jìn)入細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)胞壁基質(zhì)的PH下降，引起對(duì)酸不穩(wěn)定的化學(xué)鍵斷裂一、植物激素的種類及其作用生長(zhǎng)素的作用機(jī)制：一、植物激素的種類及其作用；與此同時(shí)，酸性條件有利于某些水解酶類的活性提高，將固態(tài)的多糖轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘膯翁牵辜?xì)胞壁變軟，膨壓降低，細(xì)胞吸水使其體積增大。酸生長(zhǎng)理論認(rèn)為，在質(zhì)膜上存在生長(zhǎng)素的受體，并能較好地解釋生長(zhǎng)素所誘導(dǎo)的快速生長(zhǎng)反應(yīng)。試驗(yàn)也證明，生長(zhǎng)素促進(jìn)H+分泌速度和細(xì)胞伸長(zhǎng)速度相一致。一、植物激素的種類及其作用；與此同時(shí)，酸性條件有一、植物激素的種類及其作用(2)生長(zhǎng)素作用的基因活化學(xué)說

植物組織在生長(zhǎng)素處理后，其基因表達(dá)會(huì)產(chǎn)生差異，即生長(zhǎng)素處理的組織會(huì)誘導(dǎo)出新的mRNA，而未經(jīng)生長(zhǎng)素處理則缺少這種mRNA。但目前還很難了解生長(zhǎng)素處理后到底哪一種具有特定生理功能的酶或蛋白質(zhì)被誘導(dǎo)表達(dá)了。一、植物激素的種類及其作用(2)生長(zhǎng)素作用的基因活化學(xué)說一、植物激素的種類及其作用(3)生長(zhǎng)素作用的受體學(xué)說目前已有許多實(shí)驗(yàn)表明，生長(zhǎng)素的生理作用不僅決定于它在某一組織、器官中存在的濃度，而且更可能決定于不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性。而受體便是敏感性的基礎(chǔ)之一。把與激素特異地結(jié)合并在結(jié)合后呈現(xiàn)特殊的生理生化活性的物質(zhì)稱為激素受體．一、植物激素的種類及其作用(3)生長(zhǎng)素作用的受體學(xué)說一、植物激素的種類及其作用激素必須與靶細(xì)胞中(質(zhì)膜上)的受體結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號(hào)，才能啟動(dòng)特定的生化反應(yīng)，調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)。激素受體一般都是蛋白質(zhì)，故稱受體蛋白。受體對(duì)激素具有很高的親和力，并且是專一性的結(jié)合。一、植物激素的種類及其作用激素必須與靶細(xì)胞中(質(zhì)膜上一、植物激素的種類及其作用海藻生長(zhǎng)素的應(yīng)用特點(diǎn)(1)作用面廣，應(yīng)用領(lǐng)域多可以對(duì)不同作物，在個(gè)體生長(zhǎng)的各個(gè)不同時(shí)期和發(fā)育階段，利用生長(zhǎng)素來調(diào)控其生命過程，使生長(zhǎng)性狀表達(dá)朝著人類需求的方向發(fā)展。(2)用量小、速度快、效益高、殘毒少一、植物激素的種類及其作用海藻生長(zhǎng)素的應(yīng)用特點(diǎn)（一）脫落酸的結(jié)構(gòu)脫落酸

ABA是以異戊二烯為基本單位的倍半萜羧酸。ABA環(huán)1′位上為不對(duì)稱碳原子，故有兩種旋光異構(gòu)體。植物體內(nèi)的天然形式主要為右旋ABA即(+)-ABA，又寫作(S)-ABA。右旋反式左旋反式右旋順式左旋順式（一）脫落酸的結(jié)構(gòu)脫落酸ABA是以異戊二烯為基（二）脫落酸的分布與運(yùn)輸?shù)谖骞?jié)脫落酸

脫落酸存在于全部維管植物中，包括被子植物、裸子植物和蕨類植物。苔類和藻類植物中含有一種化學(xué)性質(zhì)與脫落酸相近的生長(zhǎng)抑制劑，稱為半月苔酸。

植物各器官和組織中都有脫落酸，其中以將要脫落或進(jìn)入休眠的器官和組織中較多，在逆境條件下脫落酸含量會(huì)迅速增多。

脫落酸是弱酸，以離子化狀態(tài)積累在葉綠體中。

脫落酸運(yùn)輸不具有極性。主要以游離型的形式運(yùn)輸，也有部分以脫落酸糖苷的形式運(yùn)輸。（二）脫落酸的分布與運(yùn)輸?shù)谖骞?jié)脫落酸脫落酸存在（四）脫落酸的生理效應(yīng)第五節(jié)脫落酸（一）促進(jìn)休眠

（二）抑制生長(zhǎng)

（三）促進(jìn)脫落

（四）增加抗逆性（四）脫落酸的生理效應(yīng)第五節(jié)脫落酸（一）促進(jìn)休眠

（二一、植物激素的種類及其作用2、脫落酸在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)脫落酸在高等植物對(duì)各種環(huán)境因素產(chǎn)生的脅迫反應(yīng)起著很重要的作用，但在藻類中類似的報(bào)道卻極為罕見，部分研究表明，脫落酸在藻類中極有可能起到脅迫信號(hào)分子的作用。如：綠藻氧化脅迫的信號(hào)分子。一、植物激素的種類及其作用2、脫落酸在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)（一）細(xì)胞分裂素的種類細(xì)胞分裂素類來源于植物的、其生理活性類似于激動(dòng)素的化合物統(tǒng)稱為細(xì)胞分裂素(cytokinin,CTK，CK)，目前在高等植物中已至少鑒定出了30多種細(xì)胞分裂素。植物體內(nèi)游離型細(xì)胞分裂素一部分來源于tRNA的降解，其中的細(xì)胞分裂素游離出來。另外也可以從其它途徑合成細(xì)胞分裂素。

（一）細(xì)胞分裂素的種類細(xì)胞分裂素類來源于植物的一、植物激素的種類及其作用3、細(xì)胞分裂素已證實(shí)在紅藻、綠藻、褐藻門的許多種藻內(nèi)存在這類結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)，主要由腺嘌呤類、嘌呤核苷類為主的化學(xué)物質(zhì)組成，可促進(jìn)細(xì)胞分裂，增加蛋白質(zhì)和葉綠素含量，調(diào)節(jié)藻類的形態(tài)建成和再生。一、植物激素的種類及其作用3、細(xì)胞分裂素（一）赤霉素的種類赤霉素類種類繁多，分部廣泛，是植物激素中種類最多的一種激素。

（一）赤霉素的種類赤霉素類種類繁多，分部廣泛，是植物激素中種赤霉素的運(yùn)輸赤霉素類GA在植物體內(nèi)的運(yùn)輸沒有極性，可以雙向運(yùn)輸。合成的GA通過木質(zhì)部向上運(yùn)輸，而產(chǎn)生的GA則是通過韌皮部向下運(yùn)輸。

GA合成以后在體內(nèi)的降解很慢，然而卻很容易轉(zhuǎn)變成無生物活性的束縛型GA。植物體內(nèi)的束縛型GA主要有GA-葡萄糖酯和GA-葡萄糖苷等。赤霉素的運(yùn)輸赤霉素類GA在植物體內(nèi)的運(yùn)輸沒有極性，一、植物激素的種類及其作用4、赤霉素類

赤霉素具有加速細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞分裂的作用。外加赤霉素可以增加大型海藻的生長(zhǎng)速率影響藻的形態(tài)建成、再生和許多生理生化過程，但是也有些是因?yàn)榕c其它激素之間的協(xié)同或拮抗起的作用。一、植物激素的種類及其作用4、赤霉素類（一）乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯

乙烯(ethylene,ETH，ET)是一種不飽和烴，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為CH2=CH2，是各種植物激素中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。乙烯在常溫下是氣體，分子量為28，輕于空氣。乙烯在極低濃度(0.01～0.1μl·L-1)時(shí)就對(duì)植物產(chǎn)生生理效應(yīng)。（一）乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯乙烯(ethylene,E乙烯的運(yùn)輸乙烯乙烯在植物體內(nèi)易于移動(dòng)，其運(yùn)輸是被動(dòng)的擴(kuò)散過程。一般情況下，乙烯就在合成部位起作用。乙烯的前體ACC(1-氨基環(huán)丙烷1-羧酸)可溶于水溶液，因而推測(cè)ACC可能是乙烯在植物體內(nèi)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)男问?。乙烯類?duì)藻類細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用和影響生長(zhǎng)速度，促進(jìn)成熟

乙烯的運(yùn)輸乙烯乙烯在植物體內(nèi)易于移動(dòng)，其1970年，美國(guó)的Mitchell[23]從油菜花粉中分離出一種物質(zhì)，對(duì)菜豆幼苗生長(zhǎng)有強(qiáng)烈促進(jìn)作用。1979年，Grove[24]等用227kg油菜花粉，得到lOmg的高活性結(jié)晶，它是甾醇內(nèi)酯化合物，定名為油菜素內(nèi)酯(brassinolide，BR)。以甾醇為基本結(jié)構(gòu)的具有生物活性的天然產(chǎn)物統(tǒng)稱為油菜素甾體類化合物(brassinosteroids，BRs)。以BR和油菜素甾酮(castasterone)為主要代表物的油菜甾醇類激素廣泛存在于植物界，幾乎分布于植物的各器官、組織，特別是生殖器官中(花粉和未成熟的種子)，含量高達(dá)100μg／kg，其他組織均在納克水平。1970年，美國(guó)的Mitchell[23]從油菜花粉中分離出一、植物激素的種類及其作用6、油菜素內(nèi)酯可提高藻的葉綠素含量并促進(jìn)其光合作用;使糖、蛋白質(zhì)及維生素C含量均增加。DNA和RNA含量也明顯提高，這可能是藻細(xì)胞增殖加快的物質(zhì)基礎(chǔ)。一、植物激素的種類及其作用一、植物激素的種類及其作用

己知的植物激素中生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素是作為激素存在于藻類中并起激素作用。而赤霉素、脫落酸和乙烯在藻類中的激素作用還需要更多的可靠證據(jù)類證實(shí)。一、植物激素的種類及其作用二、鑒定藻類中植物激素的方法

在激素的分離、鑒定研究中，采用了各種不同的研究方法和技術(shù)，概括起來主要有：

生物試法(BA)、氣相色譜法(GC)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(GC一MS)核磁共振法(NMR)。二、鑒定藻類中植物激素的方法

在激素的分離、鑒定研究二、鑒定藻類中植物激素的方法

（1）生物式法生物試法是使用最早的植物生長(zhǎng)素測(cè)定方法，通過某些植物的組織或器官產(chǎn)生特異性反應(yīng)來進(jìn)行測(cè)定。

特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，特別是能反映出某些激素的生理活性，如生長(zhǎng)素。

二、鑒定藻類中植物激素的方法（1）生物式法第二節(jié)生長(zhǎng)素類(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸?shù)诙?jié)生長(zhǎng)素類(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸二、鑒定藻類中植物激素的方法

缺點(diǎn)：周期長(zhǎng)，樣品中若有生長(zhǎng)素類似物、拮抗物等存在時(shí)回影響生物測(cè)定的結(jié)果。經(jīng)典的方法有很多：如豌豆的彎曲試法和伸長(zhǎng)試法，燕麥彎曲試法，燕麥切段伸長(zhǎng)試法，根的伸長(zhǎng)和燕麥胚芽鞘伸長(zhǎng)速率的分析，微量生長(zhǎng)測(cè)量法。這些方法均有專一性強(qiáng)，靈敏度高，方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。二、鑒定藻類中植物激素的方法缺點(diǎn)：周期長(zhǎng)，樣品中二、鑒定藻類中植物激素的方法（2）氣象色譜：

藻類激素研究中最常采用的另一種方法是氣相色譜法，它是通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的共色層分離(co-chromatography)來鑒定待測(cè)樣中的激素及其含量。在五大類植物激素中，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和氣體性質(zhì)，乙烯的氣相色譜分析檢測(cè)結(jié)果是結(jié)論性的。二、鑒定藻類中植物激素的方法（2）氣象色譜：二、鑒定藻類中植物激素的方法為了避免由于細(xì)菌污染和甲硫氨酸降解所產(chǎn)生的乙烯而引起的干擾，在乙烯的檢測(cè)中，常檢測(cè)乙烯合成的前體1一氨基環(huán)丙烷一1一竣酸(ACC)。但氣相色譜法對(duì)生長(zhǎng)素類、赤霉素類和脫落酸的檢測(cè)結(jié)果尚不能作最后定論。因?yàn)檫@種檢測(cè)無法排除雜質(zhì)和污染物與標(biāo)準(zhǔn)植物激素的共色層分離。二、鑒定藻類中植物激素的方法為了避免由于細(xì)菌污染和二、鑒定藻類中植物激素的方法（3）酶聯(lián)免疫分析非常特異和靈敏，但其最大的弱點(diǎn)是無法排除交叉反應(yīng)引起的錯(cuò)誤。所以該方法目前在藻類激素分析中采用的不多。Hirsoh等(1989)采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)了64種藻，結(jié)果表明，所有被測(cè)藻中都有脫落酸活性。顯示了該方法的高靈敏性和應(yīng)用潛力。二、鑒定藻類中植物激素的方法（3）酶聯(lián)免疫分析二、鑒定藻類中植物激素的方法（4）氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(GC一MS)和核磁共振法(NMR)。

目前普遍認(rèn)為藻類激素研究最可靠的分析方法是GC一MS和NMR法。這兩種方法檢測(cè)的結(jié)果是結(jié)論性的。(Bradley1991;Evans‘tal.1992;zhang‘taz.，1993)。因?yàn)檫@兩種檢測(cè)技術(shù)可以得到被檢測(cè)物的準(zhǔn)確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而確認(rèn)其激素性質(zhì)。二、鑒定藻類中植物激素的方法（4）氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(G三、藻類中可能存在的其他激素

除六大類激素外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)許多具有植物激素活性的其它化合物，如:（1）脂肪族多胺類(Polyamines)、（2）糖蛋白類（3）寡糖類（4）苯酚類（5）性激素類三、藻類中可能存在的其他激素除六大類激素外，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)許多胺(Polyamine，PAs)是一類廣泛存在于原核生物及真核生物中具有強(qiáng)生物活性的低分子脂肪族含氮堿。近幾十年的研究表明，多胺具有刺激生長(zhǎng)，延緩衰老的作用，并與植物的抗逆性關(guān)系密切[39]。一般認(rèn)為多胺可作為廣義上的植物激素，也有人認(rèn)為多胺可能是類似cAMP那樣的“第二信使”，調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育[40]。這類物質(zhì)從單細(xì)胞藻中發(fā)現(xiàn)，據(jù)報(bào)道可能對(duì)核酸蛋白質(zhì)起合成作用。多胺(Polyamine，PAs)是一類廣泛存在于原核生物及三、藻類中可能存在的其他激素（2）糖蛋白類：主要與細(xì)胞修復(fù)、細(xì)胞壁形成、組織分化有關(guān)。（3）寡糖類：般起調(diào)節(jié)“信號(hào)”作用，在藻類愈傷組織中，起調(diào)節(jié)藻類細(xì)胞壁的作用。三、藻類中可能存在的其他激素寡糖素(oligosaccharins)是20世紀(jì)70年代初Albersheim等[41]發(fā)現(xiàn)的一類具有特殊生物活性的寡糖，它主要指高等植物和真菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)多糖以及甲殼類動(dòng)物的殼的降解產(chǎn)物中，含有一些有生物活性的寡糖鏈，如木葡聚糖類寡糖、果膠類寡糖、幾丁質(zhì)類寡糖、海藻酸鈉寡糖、某些糖蛋白上寡糖鏈以及寡糖肽類等。近年來發(fā)現(xiàn)，寡糖素除具有激發(fā)子效應(yīng)、誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗蟲抗病化合物和相關(guān)蛋白，參與植物的防御反應(yīng)外，一些游離的寡糖素與激素相似，在很低濃度(nmol／L)下，還可以作為細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育的信號(hào)分子，起調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用某些寡糖素能抑制由生長(zhǎng)素等激素引起的伸長(zhǎng)作用寡糖素還具有調(diào)控形態(tài)建成與個(gè)體發(fā)育的作用寡糖素(oligosaccharins)是20世紀(jì)70年代初主要研究結(jié)果

Figure1.FluorescenceimageoftheBHHCT-Eu3+labeledalgeachitosanbindingwithchlorophytocellsatdifferenttreatmenttime.

主要研究結(jié)果Figure1.Fluoresce三、藻類中可能存在的其他激素（4）苯酚類：已從甲藻中發(fā)現(xiàn)苯乙酸、羥基一苯乙酸，許多外源水平的實(shí)驗(yàn)也證明該類物質(zhì)有刺激藻類生長(zhǎng)的作用。

(5)性激素類：該類物質(zhì)主要是萜烯類化合物，可以刺激雌、雄配子體的結(jié)合，增加受精量。三、藻類中可能存在的其他激素（4）苯酚類：已從甲藻中發(fā)現(xiàn)苯乙結(jié)束Thanks!結(jié)束藻類中的植物激素藻類中的植物激素主要類容：引言一、藻類中植物激素的種類及其作用二、鑒定藻類中植物激素的方法三、藻類中最新發(fā)現(xiàn)的其他的植物激素主要類容：引言

對(duì)于高等植物中激素的研究，目前已經(jīng)取得了很多成就，藻類中“激素”的深入研究是從上世紀(jì)七十年代才開始的，起步和研究水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于高等植物，制約了人們對(duì)海洋植物資源的開發(fā)和利用，因此對(duì)藻類中植物激素的研究尤為重要。

引言對(duì)于高等植物中激素的研究，目前已經(jīng)取得引言

迄今為止，已有的研究成果表明，藻類中植物激素的情況十分復(fù)雜，高等植物中已經(jīng)確定的激素有些可能在藻類中仍起激素作用，有些則不起作用;還有可能某一植物激素在某些藻類中起作用，而在另一些藻類中則不起作用，另外，藻類中還含有特殊的植物激素，是高等植物所不具有的，某些藻類可能會(huì)以自己特有的激素來調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)和發(fā)育。引言迄今為止，已有的研究成果表明，藻類中植物激素的一、植物激素的種類及其作用

（一）植物激素的分類植物激素有六大類：生長(zhǎng)素(Auxin)；細(xì)胞分裂素(eytokinin)；赤霉素(gibberellin)；脫落酸(abseisieacid)；乙烯(ethylene)；油菜素內(nèi)酯(brasinosteroloid)。一、植物激素的種類及其作用

（一）植物激素的分類植物生長(zhǎng)物質(zhì)

植物激素植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑生長(zhǎng)素類赤霉素類細(xì)胞分裂素類脫落酸乙烯、油菜素內(nèi)酯

植物生長(zhǎng)物質(zhì)：調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的微量化學(xué)物質(zhì)。植物激素：在植物體內(nèi)合成的，通常從合成部位運(yùn)往作用部位，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量小分子有機(jī)質(zhì)。

植物生長(zhǎng)物質(zhì)植物激素植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑生長(zhǎng)素類赤霉素類細(xì)胞分裂一、植物激素的種類及其作用

（二）植物激素的作用

維持植物正常協(xié)調(diào)的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)、適應(yīng)外界環(huán)境，使各細(xì)胞、組織和器官之間進(jìn)行及時(shí)有效的信息交流。

以下主要對(duì)生長(zhǎng)素做主要介紹一、植物激素的種類及其作用

（二）植物激素的作用吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)苯乙酸(phenylacticacid,PAA)4-氯吲哚乙酸(4-chloroindole-3-aceticacid，4-Cl-IAA)

吲哚丁酸(indole-3-butyriccid,IBA)

(一)生長(zhǎng)素的種類吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA1.分布植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的含量很低，一般每克鮮重為10～100ng。各種器官中都有生長(zhǎng)素的分布，但較集中在生長(zhǎng)旺盛的部位，衰老的組織或器官中生長(zhǎng)素的含量少。(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸2.運(yùn)輸生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸具有極性，即生長(zhǎng)素只能從植物的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸，而不能向相反的方向運(yùn)輸，這稱為生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸。其它植物激素則無此特點(diǎn)。

1.分布植物體內(nèi)生長(zhǎng)素的含量很低，一般每克鮮重為10～10(三)生長(zhǎng)素的代謝1.生長(zhǎng)素的生物合成

植物的莖端分生組織、禾本科植物的芽鞘尖端、根尖、胚和正在擴(kuò)展的葉等是IAA的主要合成部位。A

BCD(三)生長(zhǎng)素的代謝1.生長(zhǎng)素的生物合成

植物的(三)生長(zhǎng)素的代謝2.生長(zhǎng)素的結(jié)合與降解

(1)束縛型和游離型生長(zhǎng)素植物體內(nèi)的IAA可與細(xì)胞內(nèi)的糖、氨基酸等結(jié)合而形成束縛型生長(zhǎng)素，反之，沒有與其他分子以共價(jià)鍵結(jié)合的易從植物中提取的生長(zhǎng)素叫游離型生長(zhǎng)素。

(2)生長(zhǎng)素的降解降解有兩條途徑，即酶氧化降解和光氧化降解。

(三)生長(zhǎng)素的代謝2.生長(zhǎng)素的結(jié)合與降解(三)生長(zhǎng)素的代謝3.生長(zhǎng)素代謝的調(diào)節(jié)

束縛型生長(zhǎng)素在植物體內(nèi)的作用可能有下列幾個(gè)方面：

①作為貯藏形式。②作為運(yùn)輸形式。③解毒作用

④防止氧化

⑤調(diào)節(jié)游離型生長(zhǎng)素含量

(三)生長(zhǎng)素的代謝3.生長(zhǎng)素代謝的調(diào)節(jié)一、植物激素的種類及其作用1、生長(zhǎng)素在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)內(nèi)源生長(zhǎng)素的作用：（1）影響細(xì)胞形成層的活性；（2）增強(qiáng)細(xì)胞膜的滲透性；（3）誘導(dǎo)乙烯的生成；（4）對(duì)養(yǎng)分的調(diào)運(yùn)作用。一、植物激素的種類及其作用1、生長(zhǎng)素在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)一、植物激素的種類及其作用外源生長(zhǎng)素的作用：（1）促進(jìn)藻體細(xì)胞個(gè)體的伸長(zhǎng)；（2）促進(jìn)藻體細(xì)胞的分裂；（3）促進(jìn)藻體假根的生長(zhǎng)；（4）促進(jìn)頂端葉片的生長(zhǎng)；（5）通過反分化誘導(dǎo)愈傷組織形成。一、植物激素的種類及其作用外源生長(zhǎng)素的作用：一、植物激素的種類及其作用生長(zhǎng)素的作用機(jī)制：(1)生長(zhǎng)素的酸生成學(xué)說賴特（Rayle）等人1970年提出：質(zhì)膜上存在ATP酶-H+泵的蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)使其活化，從而把細(xì)胞質(zhì)的H+泵到膜外進(jìn)入細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)胞壁基質(zhì)的PH下降，引起對(duì)酸不穩(wěn)定的化學(xué)鍵斷裂一、植物激素的種類及其作用生長(zhǎng)素的作用機(jī)制：一、植物激素的種類及其作用；與此同時(shí)，酸性條件有利于某些水解酶類的活性提高，將固態(tài)的多糖轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘膯翁牵辜?xì)胞壁變軟，膨壓降低，細(xì)胞吸水使其體積增大。酸生長(zhǎng)理論認(rèn)為，在質(zhì)膜上存在生長(zhǎng)素的受體，并能較好地解釋生長(zhǎng)素所誘導(dǎo)的快速生長(zhǎng)反應(yīng)。試驗(yàn)也證明，生長(zhǎng)素促進(jìn)H+分泌速度和細(xì)胞伸長(zhǎng)速度相一致。一、植物激素的種類及其作用；與此同時(shí)，酸性條件有一、植物激素的種類及其作用(2)生長(zhǎng)素作用的基因活化學(xué)說

植物組織在生長(zhǎng)素處理后，其基因表達(dá)會(huì)產(chǎn)生差異，即生長(zhǎng)素處理的組織會(huì)誘導(dǎo)出新的mRNA，而未經(jīng)生長(zhǎng)素處理則缺少這種mRNA。但目前還很難了解生長(zhǎng)素處理后到底哪一種具有特定生理功能的酶或蛋白質(zhì)被誘導(dǎo)表達(dá)了。一、植物激素的種類及其作用(2)生長(zhǎng)素作用的基因活化學(xué)說一、植物激素的種類及其作用(3)生長(zhǎng)素作用的受體學(xué)說目前已有許多實(shí)驗(yàn)表明，生長(zhǎng)素的生理作用不僅決定于它在某一組織、器官中存在的濃度，而且更可能決定于不同器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性。而受體便是敏感性的基礎(chǔ)之一。把與激素特異地結(jié)合并在結(jié)合后呈現(xiàn)特殊的生理生化活性的物質(zhì)稱為激素受體．一、植物激素的種類及其作用(3)生長(zhǎng)素作用的受體學(xué)說一、植物激素的種類及其作用激素必須與靶細(xì)胞中(質(zhì)膜上)的受體結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號(hào)，才能啟動(dòng)特定的生化反應(yīng)，調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)。激素受體一般都是蛋白質(zhì)，故稱受體蛋白。受體對(duì)激素具有很高的親和力，并且是專一性的結(jié)合。一、植物激素的種類及其作用激素必須與靶細(xì)胞中(質(zhì)膜上一、植物激素的種類及其作用海藻生長(zhǎng)素的應(yīng)用特點(diǎn)(1)作用面廣，應(yīng)用領(lǐng)域多可以對(duì)不同作物，在個(gè)體生長(zhǎng)的各個(gè)不同時(shí)期和發(fā)育階段，利用生長(zhǎng)素來調(diào)控其生命過程，使生長(zhǎng)性狀表達(dá)朝著人類需求的方向發(fā)展。(2)用量小、速度快、效益高、殘毒少一、植物激素的種類及其作用海藻生長(zhǎng)素的應(yīng)用特點(diǎn)（一）脫落酸的結(jié)構(gòu)脫落酸

ABA是以異戊二烯為基本單位的倍半萜羧酸。ABA環(huán)1′位上為不對(duì)稱碳原子，故有兩種旋光異構(gòu)體。植物體內(nèi)的天然形式主要為右旋ABA即(+)-ABA，又寫作(S)-ABA。右旋反式左旋反式右旋順式左旋順式（一）脫落酸的結(jié)構(gòu)脫落酸ABA是以異戊二烯為基（二）脫落酸的分布與運(yùn)輸?shù)谖骞?jié)脫落酸

脫落酸存在于全部維管植物中，包括被子植物、裸子植物和蕨類植物。苔類和藻類植物中含有一種化學(xué)性質(zhì)與脫落酸相近的生長(zhǎng)抑制劑，稱為半月苔酸。

植物各器官和組織中都有脫落酸，其中以將要脫落或進(jìn)入休眠的器官和組織中較多，在逆境條件下脫落酸含量會(huì)迅速增多。

脫落酸是弱酸，以離子化狀態(tài)積累在葉綠體中。

脫落酸運(yùn)輸不具有極性。主要以游離型的形式運(yùn)輸，也有部分以脫落酸糖苷的形式運(yùn)輸。（二）脫落酸的分布與運(yùn)輸?shù)谖骞?jié)脫落酸脫落酸存在（四）脫落酸的生理效應(yīng)第五節(jié)脫落酸（一）促進(jìn)休眠

（二）抑制生長(zhǎng)

（三）促進(jìn)脫落

（四）增加抗逆性（四）脫落酸的生理效應(yīng)第五節(jié)脫落酸（一）促進(jìn)休眠

（二一、植物激素的種類及其作用2、脫落酸在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)脫落酸在高等植物對(duì)各種環(huán)境因素產(chǎn)生的脅迫反應(yīng)起著很重要的作用，但在藻類中類似的報(bào)道卻極為罕見，部分研究表明，脫落酸在藻類中極有可能起到脅迫信號(hào)分子的作用。如：綠藻氧化脅迫的信號(hào)分子。一、植物激素的種類及其作用2、脫落酸在藻類中的生物學(xué)效應(yīng)（一）細(xì)胞分裂素的種類細(xì)胞分裂素類來源于植物的、其生理活性類似于激動(dòng)素的化合物統(tǒng)稱為細(xì)胞分裂素(cytokinin,CTK，CK)，目前在高等植物中已至少鑒定出了30多種細(xì)胞分裂素。植物體內(nèi)游離型細(xì)胞分裂素一部分來源于tRNA的降解，其中的細(xì)胞分裂素游離出來。另外也可以從其它途徑合成細(xì)胞分裂素。

（一）細(xì)胞分裂素的種類細(xì)胞分裂素類來源于植物的一、植物激素的種類及其作用3、細(xì)胞分裂素已證實(shí)在紅藻、綠藻、褐藻門的許多種藻內(nèi)存在這類結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)，主要由腺嘌呤類、嘌呤核苷類為主的化學(xué)物質(zhì)組成，可促進(jìn)細(xì)胞分裂，增加蛋白質(zhì)和葉綠素含量，調(diào)節(jié)藻類的形態(tài)建成和再生。一、植物激素的種類及其作用3、細(xì)胞分裂素（一）赤霉素的種類赤霉素類種類繁多，分部廣泛，是植物激素中種類最多的一種激素。

（一）赤霉素的種類赤霉素類種類繁多，分部廣泛，是植物激素中種赤霉素的運(yùn)輸赤霉素類GA在植物體內(nèi)的運(yùn)輸沒有極性，可以雙向運(yùn)輸。合成的GA通過木質(zhì)部向上運(yùn)輸，而產(chǎn)生的GA則是通過韌皮部向下運(yùn)輸。

GA合成以后在體內(nèi)的降解很慢，然而卻很容易轉(zhuǎn)變成無生物活性的束縛型GA。植物體內(nèi)的束縛型GA主要有GA-葡萄糖酯和GA-葡萄糖苷等。赤霉素的運(yùn)輸赤霉素類GA在植物體內(nèi)的運(yùn)輸沒有極性，一、植物激素的種類及其作用4、赤霉素類

赤霉素具有加速細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞分裂的作用。外加赤霉素可以增加大型海藻的生長(zhǎng)速率影響藻的形態(tài)建成、再生和許多生理生化過程，但是也有些是因?yàn)榕c其它激素之間的協(xié)同或拮抗起的作用。一、植物激素的種類及其作用4、赤霉素類（一）乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯

乙烯(ethylene,ETH，ET)是一種不飽和烴，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為CH2=CH2，是各種植物激素中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。乙烯在常溫下是氣體，分子量為28，輕于空氣。乙烯在極低濃度(0.01～0.1μl·L-1)時(shí)就對(duì)植物產(chǎn)生生理效應(yīng)。（一）乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯乙烯(ethylene,E乙烯的運(yùn)輸乙烯乙烯在植物體內(nèi)易于移動(dòng)，其運(yùn)輸是被動(dòng)的擴(kuò)散過程。一般情況下，乙烯就在合成部位起作用。乙烯的前體ACC(1-氨基環(huán)丙烷1-羧酸)可溶于水溶液，因而推測(cè)ACC可能是乙烯在植物體內(nèi)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)男问健Ｒ蚁╊悓?duì)藻類細(xì)胞分裂的促進(jìn)作用和影響生長(zhǎng)速度，促進(jìn)成熟

乙烯的運(yùn)輸乙烯乙烯在植物體內(nèi)易于移動(dòng)，其1970年，美國(guó)的Mitchell[23]從油菜花粉中分離出一種物質(zhì)，對(duì)菜豆幼苗生長(zhǎng)有強(qiáng)烈促進(jìn)作用。1979年，Grove[24]等用227kg油菜花粉，得到lOmg的高活性結(jié)晶，它是甾醇內(nèi)酯化合物，定名為油菜素內(nèi)酯(brassinolide，BR)。以甾醇為基本結(jié)構(gòu)的具有生物活性的天然產(chǎn)物統(tǒng)稱為油菜素甾體類化合物(brassinosteroids，BRs)。以BR和油菜素甾酮(castasterone)為主要代表物的油菜甾醇類激素廣泛存在于植物界，幾乎分布于植物的各器官、組織，特別是生殖器官中(花粉和未成熟的種子)，含量高達(dá)100μg／kg，其他組織均在納克水平。1970年，美國(guó)的Mitchell[23]從油菜花粉中分離出一、植物激素的種類及其作用6、油菜素內(nèi)酯可提高藻的葉綠素含量并促進(jìn)其光合作用;使糖、蛋白質(zhì)及維生素C含量均增加。DNA和RNA含量也明顯提高，這可能是藻細(xì)胞增殖加快的物質(zhì)基礎(chǔ)。一、植物激素的種類及其作用一、植物激素的種類及其作用

己知的植物激素中生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素是作為激素存在于藻類中并起激素作用。而赤霉素、脫落酸和乙烯在藻類中的激素作用還需要更多的可靠證據(jù)類證實(shí)。一、植物激素的種類及其作用二、鑒定藻類中植物激素的方法

在激素的分離、鑒定研究中，采用了各種不同的研究方法和技術(shù)，概括起來主要有：

生物試法(BA)、氣相色譜法(GC)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)檢法(GC一MS)核磁共振法(NMR)。二、鑒定藻類中植物激素的方法

在激素的分離、鑒定研究二、鑒定藻類中植物激素的方法

（1）生物式法生物試法是使用最早的植物生長(zhǎng)素測(cè)定方法，通過某些植物的組織或器官產(chǎn)生特異性反應(yīng)來進(jìn)行測(cè)定。

特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，特別是能反映出某些激素的生理活性，如生長(zhǎng)素。

二、鑒定藻類中植物激素的方法（1）生物式法第二節(jié)生長(zhǎng)素類(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸?shù)诙?jié)生長(zhǎng)素類(二)生長(zhǎng)素的分布與運(yùn)輸二、鑒定藻類中植物激素的方法

缺點(diǎn)：周期長(zhǎng)，樣品中若有生長(zhǎng)素類似物、拮抗物等存在時(shí)回影響生物測(cè)定的結(jié)果。經(jīng)典的方法有很多：如豌豆的彎曲試法和伸長(zhǎng)試法，燕麥彎曲試法，燕麥切段伸長(zhǎng)試法，根的伸長(zhǎng)和燕麥胚芽鞘伸長(zhǎng)速率的分析，微量生長(zhǎng)測(cè)量法。這些方法均有專一性強(qiáng)，靈敏度高，方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。二、鑒定藻類中植物激素的方法缺點(diǎn)：周期長(zhǎng)，樣品中二、鑒定藻類中植物激素的方法（2）氣象色譜：

藻類激素研究中最常采用的另一種方法是氣相色譜法，它是通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的共色層分離(co-chromatography)來鑒定待測(cè)樣中的激素及其含量。在五大類植物激素中，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和氣體性質(zhì)，乙烯的氣相色譜分析檢測(cè)結(jié)果是結(jié)論性的。二、鑒定藻類中植物激素的方法（2）氣象色譜：二、鑒定藻類中植物激素的方法為了避免由于細(xì)菌污染和甲硫氨酸降解所產(chǎn)生的乙烯而引起的干擾，在乙烯的檢測(cè)中，常檢測(cè)乙烯合成的前體1一氨基環(huán)丙烷一1一竣酸(ACC)。但氣相色譜法對(duì)生長(zhǎng)素類、赤霉素類和脫落酸的檢測(cè)結(jié)果尚不能作最后定論。因?yàn)檫@種檢測(cè)無法排除雜質(zhì)和污染物與標(biāo)準(zhǔn)植物激素的共色層分離。二、鑒定藻類中植物激素的方法為了避