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 > 3.5.4 赤霉素
1926年日本人黑泽英一
在研究水稻恶苗病的时候发现
是这种致病菌分泌的一种物质
导致了水稻的疯长
由于这种致病菌
是赤霉菌
所以呢
分泌的物质就被称为了赤霉素
1938年
另一位日本学者
从赤霉菌中分离得到了
赤霉素的晶体
1959年
赤霉素的化学结构
得到了确定
现在已经知道在植物体内
普遍存在赤霉素
至今已报道的赤霉素呢
超过了126种
简称为GA1到GA126
GA是赤霉酸
英文单词的缩写
所以我们现在所说的赤霉素
是指的一类物质
赤霉素在植物体的
哪些部位合成的呢
是在茎端
幼叶
根尖以及发育着的果实、
种子当中合成的
在根尖合成的赤霉素
是沿着导管向上运输的
如果嫩叶产生的赤霉素呢
是沿筛管向下运输的
赤霉素的主要生理作用
是促进细胞分裂
茎的伸长
侧枝的生长
种子的萌发
果实的生长等等
它的抑制作用是体现在
抑制成熟
抑制侧芽的休眠
以及抑制衰老
赤霉素最突出的作用就是
刺激茎的节间伸长
可以使矮秆的植物长高
例如
用赤霉素处理矮杆菜豆之后
它的茎杆明显伸长
可以达到正常植株的高度
用赤霉素处理
矮杆芜青的茎尖
不仅茎杆明显伸长
而且还快速开花
再看这张照片
这几株玉米幼苗
A是正常的植株
B是矮秆的植株
C是用赤霉素处理的正常植株
D是用赤霉素处理的矮秆植株
结果显示
矮秆的玉米经过赤霉素处理之后
长高最明显
可以达到正常的高度
而正常植株用赤霉素处理之后
增高并不明显
为什么会出现矮秆的品系呢
经过研究发现
一个与赤霉素合成
相关酶的编码基因
发生了突变
结果就导致
细胞无法合成赤霉素
所以就出现了矮杆的玉米
当用赤霉素处理之后
这个茎杆就可以明显伸长
有一种矮杆的水稻
就是由于
调节赤霉素生物合成的
氧化酶的编码基因
sdl发生了突变
因此赤霉素功能缺陷
植株就变矮了
已知与C20赤霉素合成有关的
氧化酶有3种编码基因
只有一个是导致矮化的基因
赤霉素的另一个作用
是诱导种子的萌发
它可以打破种子和芽的休眠状态
例如
赤霉素可以诱导胚乳外层
也就是糊粉层
产生α淀粉酶
α淀粉酶
可以将淀粉水解成葡萄糖
为胚的生长提供能量
那么
赤霉素是如何诱导
α淀粉酶的产生的呢
请看这张示意图
当赤霉素
与质膜表面的赤霉素受体结合之后呢
会激活第二信使
钙离子与钙调素结合
形成了钙离子钙调素复合物
这个复合物进入细胞核之后
与DNA结合
启动了α淀粉酶基因的表达
最后就翻译形成了蛋白质
α淀粉酶
所以
赤霉素是激活了
α淀粉酶基因的表达
从而诱导了种子的萌发
种子的萌发
还会受到另外一种植物激素
脱落酸的抑制
当有过量的
脱落酸ABA存在时
赤霉素诱导α淀粉酶的产生
就会被抑制
这样就可以使种子
继续维持休眠的状态
赤霉素和脱落酸的作用是
相互拮抗的
赤霉素的作用是促进种子萌发
打破休眠
而脱落酸的作用则是维持休眠
由于赤霉素有上述这样一些生理功能
因此已经广泛应用于农业生产中
例如
用赤霉素来处理甘蓝
可以促进抽薹的效果
是非常显著的
它可以使甘蓝长到2m高
用赤霉素处理葡萄的枝条后
茎的节间显著伸长
长出的葡萄籽粒也就更大
此外呢
赤霉素可以诱导α淀粉酶
促进麦芽的糖化
已经应用于啤酒的生产中
-绪论
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