2022生物竞赛植物生理学知识点整理（2）

第四章  植物激素

一、生长素极性运输及相关生理效应

（1）极性运输：IAA以未解离的形式（IAAH）被动的运输到细胞中，或者是以阴离子的形式进入细胞（与氢离子协同转运，经过生长素输入载体AUX1进入细胞）；细胞壁通过质膜氢离子-ATP酶而维持在一个酸性的PH值上；在中性胞液中，生长素的阴离子形式通过纵向途径中每个细胞基部积聚的生长素阴离子流载体（生长素输出载体）出细胞

（2）生长素的生物合成有多种途径：

1.色氨酸依赖型生物合成途径

1）吲哚-3-丙酮酸途径：通过色氨酸氨基转移酶催化色氨酸经过脱氨反应生成吲哚-3-丙酮酸，然后再经过黄素单加氧酶的催化变成IAA

2）色胺途径：通过色氨酸脱羧酶将色氨酸转化成色胺，然后经过进一步的催化反应变成IAA

3）吲哚-3-乙醛肟途径：色氨酸首先转变成吲哚-3-乙醛肟然后再经过一系列反应变成吲哚-3-乙腈，之后再经过腈水解酶转变成IAA

4）吲哚-3-乙醛胺途径：在酰胺酶的作用下吲哚乙酰胺变成IAA

2.非色氨酸依赖型生物合成途径

（3）植物体内生长素的转运过程（取决于哪一侧受体进行活化）

1.重点注意，在根部;  PIN蛋白介导IAA在根部形成环流，ABCB1介导IAA在根部（根尖）进行非定向流动，ABCB19介导IAA由茎尖向根尖流动

在植物的地上部分：PIN1介导IAA在茎尖的生长素环流和IAA流向根部，PIN3将扩散出去的IAA重新返还至维管束

胚胎发育时期（在球形胚和心形胚早期），IAA的运输以环流为主，IAA浓度最高处为环流的最低点

2.单侧光导致生长素的不均匀分布（横向运输）：生长素载体的重新分布导致运输方向改变（膜泡运输的方式）

3.植物器官有向重力性（重力感受器：平衡石-淀粉体，通过影响细胞根部的IAA环流起作用）

造粉体压迫内质网激活钙离子通道，释放出钙离子。释放出的钙离子激活钙调素，激活的钙调素结合IAA，通过IAA泵（生长素输出载体）进行运输

4.影响IAA极性运输的物质

生长素:促进生长素输入、输出蛋白表达和定位，正反馈促进极性运输越来越强。

乙烯:影响AUX1和PIN1活性和数量，抑制极性运输。

油菜素内酯、细胞分裂素、茉莉酸、赤霉素:影响生长素极性运输，在不同器官和发育阶段作用性质不同

二、植物激素的实际应用

（1）生长素

1.生长素促进植物的营养生长

2.生长素参与形成顶端优势

3.生长素促进生根

4.生长素促进单性结实（西瓜、番茄）

（2）赤霉素

1.GA诱导糊粉层细胞中α-淀粉酶的合成（参与淀粉的水解）

2.调控植物的株高（变高）

3.促进无籽（葡萄）

（3）细胞分裂素

1.细胞分裂素促进细胞的分裂和生长

2.细胞分裂素促进长芽，抑制长根

3. 细胞分裂素吸引营养物质的定向运输

4. 细胞分裂素抑制衰老

5. 细胞分裂素消除植物的顶端优势

（4）乙烯

1.调控植物的营养生长和器官衰老：

黄化苗的三重反应：上胚轴变粗，变短，并且呈现出放射状的横向生长；

叶偏上性；花衰老；根毛形成

2.乙烯处理促进成熟

3.促进器官的脱落

（5）脱落酸

1.诱导植物的胁迫响应（ABA-和ABA）

2.ABA促进种子的休眠，抑制种子的萌发

（6）水杨酸、茉莉酸参与诱导胁迫响应

三、植物激素的信号转导（基本上都是作用于转录因子，只有ABA是作用于通道蛋白【为了扩大ABA的影响】）

1.生长素引起的抑制蛋白的降解

2.赤霉素-受体复合物DELLA蛋白的降解

3.光和GA对于生长相关的基因表达的调控（DELLA蛋白被降解）

4.茉莉酸诱导基因表达的机制（开始：诱导蛋白的降解；结束：合成新的抑制蛋白）

5.细胞分裂素的作用机制

6.油菜素内酯信号转导机制

7.乙烯作用机制（有多个受体存在，无乙烯时，受体活化，抑制乙烯的反应）

8.脱落酸的信号转导（阻断质子泵和内向的钾离子通道，打开外向的钾离子通道）

四、植物激素的相互作用

（1）不同激素的比值对生理效应的影响

1.对于细胞分化

生长素/细胞分裂素：高比值促进愈伤组织根的分化，低比值促进愈伤组织芽的分化,比值处于中间水平促进愈伤组织生长但不引起分化。

赤霉素/生长素：高比值有利于韧皮部分化，低比值有利于木质部分化。

2.对于性别分化

乙烯/赤霉素：高比值有利于黄瓜雌花分化，低比值有利于黄瓜雄花分化。

细胞分裂素/赤霉素：高比值有利于雌雄异株的大麻、菠菜等植物的雌花分化，低比值有利于雄花分化。

（2）不同激素间的拮抗作用

1.生长发育:生长素、细胞分裂素、赤霉素促进生长;ABA乙烯发挥拮抗作用、抑制生长发育。

2.α-淀粉酶合成:赤霉素促进，ABA抑制。

3.器官衰老:细胞分裂素抑制叶绿素、核酸、功能蛋白降解，延缓衰老;ABA抑制核酸、蛋白质合成，促进降解酶活性，促进衰老。

4.气孔运动:细胞分裂素促进气孔开放，ABA促进气孔关闭。

5.顶端优势:生长素加强顶端优势，细胞分裂素消除顶端优势。

6.黄瓜花器官性别分化:生长素促进雌花分化，赤霉素抵消生长素的作用，促进雄花分化。

（3）不同激素间的连锁作用

1.种子发育时期:细胞分裂素出现→促进细胞分裂;生长素、赤霉素出现→促进

物质积累;脱落酸积累→促进种子成熟、脱水、休眠。

2.种子萌发时期:种子休眠时，ABA含量很高，而后ABA含量下降、赤霉素水平

提高，种子的休眠解除。种子萌发时，生长素水平提高、促进幼苗的生长。随着

根系的生长，根中产生的细胞分裂素向上运输，促进地上部生长。

（4）激素之间的增效作用

1.IAA-GA（促进节间的伸长生长）

2.IAA-CTK（促进细胞核与质的分裂）

3.C2H4-ABA（促进脱落）