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脫落酸、赤黴素對植物分別有什麽作用?

脫落酸(abscisicacid,ABA)是指能引起芽休眠、葉子脫落和抑制生長等生理作用的植物激素。它是人們在研究植物體內與休眠、脫落和種子萌發等生理過程有關的生長抑制物質時發現的。

1961年劉(W.C.liu)等在研究棉花幼鈴的脫落時,從成熟的幹棉殼中分離純化出了促進脫落的物質,並命名這種物質為脫落素(後來阿迪柯特將其稱為脫落素Ⅰ)。1963年大熊和彥和阿迪柯特(K.OhkumaandF.T.Addicott)等從225kg4~7天齡的鮮棉鈴中分離純化出了9mg具有高度活性的促進脫落的物質,命名為脫落素Ⅱ(abscisinⅡ)。

在阿迪柯特領導的小組研究棉鈴脫落的同時,英國的韋爾林和康福思)領導的小組正在進行著木本植物休眠的研究。幾乎就在脫落素Ⅱ發現的同時,伊格爾斯(C.F.Eagles)和韋爾林從樺樹葉中提取出了壹種能抑制生長並誘導旺盛生長的枝條進入休眠的物質,他們將其命名為休眠素(dormin)。1965年康福思等從28kg秋天的幹槭樹葉中得到了260μg的休眠素純結晶,通過與脫落素Ⅱ的分子量、紅外光譜和熔點等的比較鑒定,確定休眠素和脫落素Ⅱ是同壹物質。1967年在渥太華召開的第六屆國際生長物質會議上,這種生長調節物質正式被定名為脫落酸。

激素(hormones)又稱化學信使,是特定細胞合成的能使生物體發生壹定反應的有機分子。它們的作用力很強,很低的濃度就能引起很強的反應。它們在細胞中存在的時間不長在細胞中不能積累,很快就被破壞。植物的激素,壹般都是從生長旺盛的組織,如莖尖和根尖的分生組織產生的,它們沒有高等動物所具有的專門分泌激素的內分泌腺。植物體內除生長素外,還存在赤黴素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯等植物激素。

赤黴素(gibberellin)是日本人黑澤英壹1926年從水稻惡苗病的研究中發現的。患惡苗病的水稻植株之所以發生徒長,是由病菌分泌出來的物質引起的。這種病菌稱為赤黴菌,赤黴素的名稱由此而來。1959年其化學結構被確定。現已知,植物體內普遍存在赤黴素,它是調節植株高度的激素。

1赤黴素的種類

生理活性強的赤黴素有GA1,G.93,GA7,GA30,GA32,GA38等,生理活性弱的赤黴素有GA13,GA17,GA25等。市售的赤黴素主要是赤黴酸(GA3),也是最熟知的,分子式是C19H22O6,相對分子質量為346。

2赤黴素的生物合成

赤黴素在高等植物中生物合成的位置至少有3處:發育著的果實(或種子),伸長著的莖端和根部。赤黴素在細胞中的合成部位是質體、內質網和細胞質溶膠等處。月前生產上使用的GA3等仍然是從赤黴菌的培養液中提取出來的,因人工合成的成本較高。

3赤黴素的生理作用的詮釋

赤黴素的生理作用是“促進果實成熟”還應該是“促進果實生長”?或者說“促進果實生長”更確切?

(1)《現代漢語詞典》(修訂本)分別對“生長”、“成熟”作如下解釋:

生長:生物體在壹定的生活條件下,體積和重量逐漸增加。生長是發育的壹個特性。

成熟:植物的果實等完全長成,泛指生物體發育成完備的階段。

(2)人教版《普通高中課程標準實驗教科書壹壹生物必修3:穩態與環境教師教學用書》第66頁明確指出赤黴素的生理作用:調節細胞的伸長、促進蛋白質和RNA的合成,從而促進莖的伸長、抽墓、葉片擴大、種子發芽、果實生長,抑制成熟和衰老等。

(3)高教版《普通生物學》(陳閱增主編)第282頁中寫道赤黴素最突出的作用是刺激細胞延長,刺激大麥、玉米等種子中的澱粉酶、蛋白質以及核糖核酸的合成,還能促進花粉萌發和花粉管的生長,並有抑制種子生成的作用。在園藝和農業上也可以用赤黴素培育無子果實。可以看出,赤黴素的生理作用應該是“促進果實生長”,敘述成“促進果實成熟”是不貼切的。

(4)高教版《植物生理學》(潘瑞熾主編)(第五版)第180頁對赤黴素的生理作用歸納如下:

促進作用:促進兩性花的雄花形成,單性結實,某些植物開花,細胞分裂,葉片擴大,抽苔,莖延長,側枝生長,胚軸彎鉤變直,種子發芽,果實生長,某些植物座果。抑制作用:抑制成熟、側芽休眠、衰老、塊莖形成。

綜上所述,新課程人教版的必修3第3章第3節,有關赤黴素生理作用的敘述不確切。筆者認為,在高中階段,赤黴素的主要生理作用應該這樣表達:促進細胞伸長,從而引起植株增高;促進種子萌發和果實生長。