赤霉素的作用特点和作用对象

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一、概述很久以前,亚洲水稻种植户就发现一种使水稻植株徒长但不能结实的病害。在日本称为恶苗病(foolishseedling)。年,日本科学家K11iosawa首次发现赤霉菌(Gibberella.i,一jikuroi)所分泌的某种物质是引起水稻徒长的原因,年,Yabt,ta和Sumuki从卜.述赤霉菌培养物的过滤液中分离到了能促进生长的物质,命名为赤霉素(gildmrellin)年,两人又分离出了两种具有生物活性的结晶,命名为“赤霉素A”和“赤霉素B”。0世纪50年代中期,英国、美国和日本东京大学的科学家分离到了GA.、GA,和GA,三种赤霉素,并成功鉴定了赤霉酸(gibberllicacid,GA,)的结构i年,英国科学家JakeMa(tMillan首次从高等植物菜豆(Phaseoluscoccineus)种子中鉴定到了GA。随后,越来越多的赤霉素类物质在真菌和植物中被发现和鉴定。8年,根据被发现的时fbJ顺序,确定了赤霉素统一命名系统为GA。,赤霉素是植物激素中种类最多的一类激素、目前,已经有种赤霉素类物质的结构得到鉴定,分别命名为GA。~GAm。但是,植物中只有少数赤霉素具有生物活性..由于GA,能够从赤霉菌培养液中大量提取,成为商品化和农林生产上主要的应用形式。赤霉素是以赤霉烷(ent。gibberellane)为骨架的一类双萜化合物有些赤霉素具有赤霉烷上所有的0个碳原子,称为0-c赤霉素。有些赤霉素第19位碳原子第19碳原子上的羧基与10位碳形成一个内酯桥.缺失一个碳原子.称为19-C赤霉素。二、分布和运输

赤霉素的种类很多,广泛分布于植物界,从被子植物、裸子植物、蕨类植物、褐藻、绿藻、真菌和细菌中都发现有赤霉素的存在。到年为止,已发现11种赤霉素,其中绝大部分存在于高等植物中GA。是生物活性最高的一种。

1.赤霉素的分布

赤霉素较多存在于f仁长旺盛的部分,如茎端、嫩叶、根尖和果实种子。高等植物的赤霉素含量一般是1~ng/g(鲜重),果实和未成熟的种子的赤霉素含量比营养器官多两个数量级。每个器官或者组织都含有两种以上的赤霉素,而且赤霉素的种类、数量和状态都因植物发育时期而异。

赤霉素在高等植物中生物合成的位置主要是发育着的种子(果实)、伸长着的茎端和根部。赤霉素在细胞中的合成部位是质体、内质网和细胞质溶胶等处。

.赤霉素的运输

GA在植物体内的运输没有极性,可以双向运输。根尖合成的GA通过木质部向上运输,而叶原基产生的GA则是通过韧皮部向下运输,其运输速度与光合产物相同,为50~cm/h,不同植物问运输速度的差异很大。

三、生理作用

1.促进茎的伸长生长

赤霉素能促进细胞的伸长,对促进植物的生长有显著的生理效应。它促进生长具有以下特点。

①促进整株植物生长。赤霉素能促进某些植物的矮生品种加速生长,在形态卜达到正常植株的高度。尤其是对矮生突变品种的效果特别明显(图9-3)。GA促进矮生植株伸长的原因是由于矮生种内源GA的生物合成受阻,使得体内GA含量比正常品种低。许多试验表明赤霉素对离体器官的伸长生长无明显作用,这与生长素不同。

②GA-般促进节间的伸长而不是促进节数的增加。

③GA对生长的促进作用不存在超最适浓度的抑制作用,即使浓度很高,仍可表现出最大图9-3G人,对矮玉米的影响的促进效应,这与生长素促进植物生长具有最适浓度的情况显著不同。

.诱导开花

某些高等植物花芽的分化是受温度和日照长度影。向的。例如,对这些未经春化作用的作物施用GA,则不经低温处理也能诱导开花,且效果很明显。而对二年生作物,需要一定日数的低温处理(即春化作用)才能开花,否则不能抽薹开花。GA还能代替长日照诱导某些长日照植物开花,但GA对短日照植物的花芽分化无促进作用,对于花芽已经分

植物与植物生理,化的植物,(;A对其花的开放具有显著的促进效应。如GA能促进甜叶菊、铁树及对柏科、杉科植物的开花也有一定的效果。

3.促进萌发

将刚收获的处于休眠状态的马铃薯块茎用o.5-1.omg/l.赤霉素处理可促进萌发,在一年内进行二季栽培。对于需光和需低温才能萌发的种子,如莴苣、烟草、紫苏、李和苹果等的种子,GA町代替光照和低温打破休眠,这是因为GA可诱导。—淀粉酶、蛋白酶和其他水解酶的合成,催化种子内贮藏物质的降解,以供胚的生长发育所需。在啤酒制造业中,用GA处理萌动而未发芽的大麦种子,可诱导。—淀粉酶的产生,加速酿造时的糖化过程,并降低萌芽的呼吸消耗,从而降低成本。

4.促进雄花分化

用GA处理雌雄异花同株的植物,雄花的比例增加;用GA处理雌雄异株植物的雌株,也会开出雄花。GA在这方面的效应与生长素和乙烯相反。

5.其他生理效应

GA还能加强)AA对养分的动员效应,促进某些植物坐果、单性结实和延缓叶片衰老等。GA也可促进细胞的分裂和分化,GA促进细胞分裂是由于缩短了G期和S期。但GA对不定根的形成却起抑制作用,这与生长素又有所不同。

四、作用特点

赤霉素的主要生理效应是促进生长,对分生组织幼龄细胞,它的作用是促进分裂;对成龄细胞,它的作用主要是伸长.与生长素比较.赤霉素的作用有以下几点:作用于整株;只使茎伸长,不增加节数.只对有居间分生组织的茎才能增加节数;不存在高浓度下的抑制作用,即使浓度很高,也表现很强的促进生长作用.只是浓度过高时植物形态不正常;赤霉素还能促进养分运输,打破种子休眠,抑制果树开花,抑制花芽分化,促进坐果,影响果实成熟,促进果实发育.在多数情况下能抑制器官衰老;赤霉素还能影响其他激素和某些酶的合成和作用。赤霉素属低毒性植物生长调节剂,对人、畜低毒,对鱼类和水生生物安全,无致突变和致癌作用。

五、作用对象

赤霉素能加速植物的生长发育,促进细胞、茎伸长,叶片扩大,单性结实,果实提早成熟,增加产量,打破种子休眠,促进发芽,改变雌雄花比率,影响开花时间,减少花、果脱落。赤霉素主要经叶片、嫩枝、花、种子或果实进入植株体内,再传导到生长活跃的部位起作用。本品的作用因植物种类、品种、生长发育阶段、栽培措施、气候、土壤及使用浓度和方法不同而异。植物对本品十分敏感,浓度适当时,可获得满意效果,浓度过高时,会诱致明显地徒长、白化、畸形等。

六、注意事项

(1)气温高时赤霉毒作用快,但药效维持时间短;气温低时作用慢,药效持续时间长;最好在晴天午后喷布。

()要选用优质品,严格遵照其配制与使用方法,因原粉水溶性低,用前先用90%酒精1~毫升溶解,再加水稀释至所需的浓度。配药时切不可加热,水温不得超过50℃。

(3)本品在于燥状态下不易分解,遇碱易分解.其水溶液在60℃以上易失效;配好的水溶液不宜久贮,即使放入冰箱,也只能保存7天左右。

(4)赤霉素不是肥料,不能代替肥料,必须配合充足的水肥,若肥料不足,会导致叶片黄化,植株细弱。

(5)本品宜贮存在低温、干燥的地方。

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