当前课程知识点:普通生物学 > 第三章 高等植物体的结构与功能 > 第五节 植物生长发育的调控 > 3.5.6 乙烯
生长素、赤霉素和细胞分裂素
对于植物的生长
顶端优势的形成
以及向性运动等等
都有调控作用
而植物器官的休眠
植物的衰老等生理现象呢
是与另外两类激素
乙烯和脱落酸有关
1901年俄国的生理学家
就提出乙烯是生长调节剂
后来气相色谱技术的发展
推动了乙烯的研究
实验证实
乙烯是一种气体激素
在高等植物的各个组织中
都能产生乙烯
其中在分生组织
种子萌发
花、叶脱落
和果实成熟时
产生的乙烯是最多的
乙烯的主要生理功能有两个
一是促进果实成熟
二是促进叶片和果实的脱落
乙烯为什么具有促进果实成熟的
这个作用呢
就是因为它诱导了
一系列与果实成熟相关酶的合成
下面我们以番茄为例
来看一看乙烯是如何发挥作用的
番茄没有成熟的时候
是绿色的
构成绿色果实的
主要成份是果胶
也就是多聚半乳糖醛酸
乙烯首先是诱导产生了
多聚半乳糖醛酸酶
这个酶会分解多聚半乳糖醛酸
生成半乳糖醛酸
这样果实就由硬变软了
除此之外
乙烯还诱导产生了哪些酶呢
包括了有分解多糖的酶
多糖就被多种酶水解为了葡萄糖
使果实变甜了
番茄红素合成酶呢
会催化合成番茄红素
为果实增添了红色
叶绿素酶可以将叶绿素降解
去除果实中的绿色
葡聚糖酶和几丁质酶呢
可以分别抵抗细菌和真菌的侵染
最终
绿色的番茄
就变成了红色的
柔软的
有甜味的番茄
这样果实就成熟了
平时我们判断一种水果是否熟了
依据的就是这几点
甜味硬度和色泽
由于果实成熟后
会释放乙烯
难于长时间储存
所以
果实的长途运输就是一个难题
如何解决这个问题呢
人们就采用基因工程的方法
来推迟果实的成熟
请看这张示意图
乙烯是诱导果实成熟的激素
在植物体内合成时
需要多种酶的参与
目前已经克隆获得了
其中一种酶的编码基因
如果这个基因能够正常的转录和翻译的话
就会形成这种酶
乙烯就可以被合成
并且促使番茄成熟
如果将编码
这个酶的基因的反义链序列
插入番茄的基因组中
那么转录形成的mRNA中
就会同时含有正义链
和反义链序列互补的序列
从而形成双链的mRNA
因此就无法翻译形成蛋白质
无法形成这种酶
那么乙烯的合成就被抑制了
果实也难以成熟
保存期就可以达到90-120天
这样
长途运输的难题就得到了解决
等到达目的地之后
再用乙烯将这些果实催熟即可
刚才介绍的这种方法
就是构建乙烯合成缺陷型的植株
这种方法已经推广应用到了
芒果、苹果、梨、草莓和香蕉等水果的生产中
这种技术还在进一步的改进和完善中
乙烯除了能够促进果实成熟外
还可以促进植物器官
如叶片和果实的脱落
有人做了这样一个实验
在两个倒扣的玻璃杯中
一个放置了带有叶片
和果实的冬青小枝条
另一个玻璃杯中
除了有冬青枝条之外
还放了一只苹果
一周之后再观察
就会发现呢
在放了苹果的那个玻璃杯中
枝条上的叶片和果实都脱落了
而另一个杯中的枝条则没有变化
这说明了什么呢
这说明苹果释放的乙烯
可以促进叶片和果实的脱落
在自然界中
每年秋季来临
落叶植物的叶片都会脱落
果实成熟之后呢
也会从果柄处脱落
这是什么因素引起的呢
当然首先是环境因素
比如说温度
水分和光照等等
其次
植物落叶也是
植物自我调节的手段
是一种适应
这样可以减少水分的蒸发
另外环境因素也会引起激素水平
比如说乙烯和生长素浓度的变化
导致离层产生
器官和叶片就会脱落
这是一种植物叶柄基部的纵切面照片
在叶柄的基部呢
可以看到有一条明显的垂直条带
它是由排列整齐的几层细胞组成的
被称为是离层
叶片从此处脱落之后
就会形成保护层
可以防止病菌侵害植物体
乙烯为什么会促进脱落呢
可能有两方面作用
一是诱导了离层细胞
合成纤维素酶
和多聚半乳糖醛酸酶
也就是果胶酶
这些酶可以分别水解
离层的细胞壁和中胶层
使离层细胞分离
促进脱落
第二个作用是
乙烯可以抑制生长素向离层区域的输导
使离层区的生长素浓度降低
已有的实验表明
叶片产生的生长素
有抑制叶片脱落的作用
当生长素浓度降低时候
就促进了脱离
叶片脱落包括以下几个步骤
先成离层与茎分离
然后再借助叶片本身的重量
随风脱落
接着保护细胞形成叶痕
叶痕表面的死细胞
就发挥保护作用
-绪论
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-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
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-第四节 人类基因组及其遗传疾病
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-第一节 高等植物体的细胞与组织
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-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
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-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
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-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
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-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
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