植物激素有什么作用?

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说到植物激素,我们不得不先说说它的发现历程。 1880年意大利学者F.Konig从紫茉莉的根中分离得到一种物质,能够使杨柳树毛状细胞中的淀粉产生水解作用;1893年法国学者M.L.Herlory从菠菜叶中提取到类似的物质,并命名为“激酶”(kinesin)。然而这些物质的生理活性都不甚清楚。

随后人们又发现了其它的植物激素:2,4-二硝基苯胺(DNPA),吲哚乙胺和玉米素等。但这些植物激素的存在形式较为复杂,需经酶系统转化后才能发挥其生理功能。直至50年代末,科学家们终于找到了一种具有生理活性的简式的植物激素——吲哚丙酸(IBA)。IBA是最早被发现的一种植物激素,它可以通过调节气孔的开合调节植物的呼吸强度以及水分蒸腾,还可以影响叶片的衰老过程等等。

随着科学技术的不断进步,人们对植物激素的研究也逐渐深入。目前已知的有数千种生物活性物质属于植物激素或具有植物激素样的活性,如:生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸类和乙烯等,它们对植物的生存和传播起着至关重要的作用。

那么这么多不同的植物激素都是干什么的呢? 在植物体内,各种植物激素彼此协调,相互影响,调控着细胞的生长与繁殖、器官的形成与分化、植株的生长与发育。 对于植物来说,生存的第一要务就是繁殖下一代。细胞分裂和分化是植物生长发育的基础。而细胞分裂和分化的过程必须依赖多种植物激素的相互作用来实现。例如,生长素的极性运输可以诱导芽的分生组织形成,继而产生侧芽;生长素还可通过促进细胞壁的合成来控制细胞分裂素的代谢,从而负向调控细胞的分裂。脱落酸、茉莉酸甲酯及乙烯等则分别通过上调或下调相关基因的表达来调控植物激素信号通路最终实现对细胞分裂的调节。 当有其它生物侵入植物体时,植物激素还会发挥信号分子的作用,启动相关的防御机制。例如,乙烯可以通过介导细胞壁多糖成分的降解进而引发细胞的软化和膨胀,因此常被用在保鲜剂中抑制果蔬的衰老过程。植物还可以通过表型的变化直接对抗入侵者,如有些植物会表现出丛生、匍匐或反卷等形态上的改变以便于更好的吸收营养,增强抵抗力;又或者长出菌核,以利于孢子萌发,从而继续传播繁衍。

当然,植物激素的作用远不止这些。它们的存在可以说是贯穿了植物整个的生命周期,随时调节和控制着植物的新陈代谢。正是由于这种重要的植物生理学作用,植物激素一直被广泛用于作物栽培、育种、种子无毒无害鉴定、农药毒理学及相关药物研发等领域。

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