徐伟忠6月前
气雾栽培直播讲座(067)植物激素 早上好,欢迎大家来到直播间。植物的生长受到营养水、二氧化碳、光照、气候等各方面因素的影响,综合作用。还有一项是关于内源激素对植物生长的影响。内源激素包括植物生长素、赤霉素(原:测霉素)、细胞分裂素、脱落酸、乙烯这5大类,这些内源激素也调控着植物的生长。且含量极其微小,但调控和活化作用在植物生长过程中非常明显。 微小到什么程度呢?比如1000万颗玉米的生长点,赤霉素(原:测霉素)含量大概1g左右;十万斤稻谷的赤霉素含量也约1g,所以以百万分之一(PPM)计算浓度。 植物生长素在茎、根的生长点,叶、胚根、种子中生成,前质物质大多在根尖形成,幼嫩部位是主要生成部位,生成后向各器官移动到需生长部位。它与细胞增大关系紧密,植物的趋光性、向地性、顶端优势、根系伸长及无核无籽的单性结实都与生长素相关。它还与光合作用产物运转方向密切相关,哪部位生长素含量高,哪部位获取的光合产物就多。 目前人工合成的生长素有无吲哚乙酸、吲哚丁酸钠、萘乙酸、2,4-D等,类似调控功能物质增多,生产上提供更多选择。生长素常与细胞分裂素共存,完成细胞分裂、生长,或与维生素类共存,如与维生素B1、B6、尼古丁酸等构成物,研究植物快繁时主要用生长素促进生根。 第二类激素是赤霉素(原:测霉素),主要在根生长区、授粉后种子中形成,再移到各部位,促进细胞生长、打破芽或植株休眠、促进单性结实。如葡萄处理后可生成无核葡萄,毛竹在笋阶段一天可长高1米,因赤霉素使细胞短时间快速拉长,“雨后春笋”即赤霉素作用。目前发现约23种赤霉素,水稻苗串长高的“恶苗病”是病菌合成赤霉素导致。赤霉素在打破草莓休眠、葡萄无核化、叶菜类及茄果类抗逆调控中应用最广。 细胞分裂素主要在根系形成,往地上生长点、芽、叶运转,与其他激素共同促进蛋白质、核酸合成及细胞分裂。人工合成居多,其浓度与生长素比例共存发挥作用。如组织培养时,细胞分裂素浓度高于生长素时,促进愈伤组织发育;生长素浓度高于细胞分裂素时,利于生根。通过调控比例控制发育方向:前期细胞分裂素比例高促芽形成,生根阶段生长素用量大促生根。#徐伟忠
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土壤中微生物是合成植物激素的核心主体,有机质为激素合成提供碳源、氮源及前体物质,矿物质则作为酶的辅因子或通过调节微环境间接促进合成,4类植物激素的具体合成路径及各组分的作用如下: 1. 生长素(以吲哚乙酸IAA为主) 微生物的合成作用:多数根际细菌(如假单胞菌、固氮菌、芽孢杆菌)和真菌(如青霉菌、木霉菌)可通过色氨酸依赖/非依赖途径合成IAA。色氨酸依赖途径中,微生物先将色氨酸转化为吲哚丙酮酸,再经脱羧、脱氢生成IAA;非依赖途径则以吲哚甘油磷酸等为前体直接合成。 有机质的贡献:土壤有机质分解产生的色氨酸、吲哚等是关键前体,同时有机质为微生物提供碳源(如葡萄糖)、氮源,保障微生物增殖和酶系合成。 矿物质的参与:锌(Zn²⁺)是色氨酸合成酶的核心辅因子,能促进色氨酸积累;钾(K⁺)可调节微生物细胞渗透压,维持IAA合成酶活性;铁(Fe³⁺)参与电子传递链,保障合成过程的能量供应。 2. 细胞分裂素(CTK,如玉米素) 微生物的合成作用:芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌及部分固氮菌(如根瘤菌)可合成CTK,其前体为异戊烯基焦磷酸和AMP,微生物通过异戊烯基转移酶将异戊烯基侧链连接到AMP上,逐步生成玉米素核苷、玉米素等活性形式。 有机质的贡献:有机质分解产生的嘌呤类物质(如腺嘌呤)是AMP的前体,同时腐殖质中的小分子有机酸可激活微生物的异戊烯基转移酶基因表达。 矿物质的参与:磷(PO₄³⁻)是AMP和焦磷酸的组成成分,直接影响前体供应;镁(Mg²⁺)是异戊烯基转移酶的激活剂,能提升CTK合成效率。 3. 赤霉素(GA,如GA₃) 微生物的合成作用:主要由真菌(如赤霉菌、木霉菌、曲霉)和少数细菌(如芽孢杆菌)合成,以甲羟戊酸为核心前体,经环化、氧化、羟化等步骤生成活性GA₃。部分根际细菌还可将无活性的GA前体转化为活性形式。 有机质的贡献:有机质降解产生的乙酰辅酶A是甲羟戊酸的合成原料,腐殖酸可诱导真菌上调赤霉素合成相关基因(如CPS、KS基因)的表达。 矿物质的参与:镁(Mg²⁺)参与甲羟戊酸合成的氧化还原反应;锰(Mn²⁺)能激活羟化酶,促进GA前体向活性GA₃转化;钾可调节土壤pH,维持真菌合成GA的适宜微环境。
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