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浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

发布时间:2018-05-16 11:05:11 来源:互联网 点击次数: 【字体:

      最近一直有朋友问小编,为什么有的产品在植物苗期的时候使用可以促进茎叶的生长,在营养生长转向生殖生长的时候使用还可以促进花芽分化?

      要想搞清楚这个问题,最好还是先了解一下植物的生长规律。

「精」浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

      植物属于多细胞高等生物,同一形态和功能的多个细胞组合在一起构成了具有特定功能的“组织”,多种组织又构建了“器官”,一般的植物体有根茎叶花果实和种子六大器官。

      植物的生长发育是一个极其复杂的过程,它在各种物质代谢的基础上,表现为种子发芽、生根、长叶、植物体长大成熟、开花、结果,最后衰老、死亡。通常认为,生长是植物体积的增大,它主要是通过细胞分裂和伸长来完成的;而发育则是在整个生活史中,植物体的构造和机能从简单到复杂的变化过程,它的表现就是细胞、组织和器官的分化(differentiation)。高等植物生长发育的特点是:由种子萌发到形成幼苗,在其生活史的各个阶段总在不断地形成新的器官,是一个开放系统;植物生长到一定阶段,光、温度等条件调控着植物由营养生长转向生殖发育;在一定外界条件刺激下,植物细胞表现高度的全能性;固着在土壤中的植物必须对复杂的环境变化做出多种反应。 植物的一生始于受精卵的形成,受精卵形成就意味着新一代生命的开始。

      一株植物的生长和发育是一个系统性从量到质的演变过程。细胞之间、组织之间和器官之间,甚至同一单位面积上的植株之间都有各种方式的联系,相互协调,平衡发展。

      植物每个器官的生长速率、生长水平受两大因素的调控,一个是植物本身的遗传基因,另一个是外界环境。

「精」浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

      众所周知,生物具有适应环境的能力,这种适应过程实际上就是植物长期生长在一个特定的生态环境中,其遗传基因逐渐与当地的天气变化以及其它因素缓慢融合匹配,最终形成“生物钟”。比如苹果、葡萄等多年生果树,在春季萌芽、形成新梢、开花授粉、夏季果实发育成熟、秋冬季落叶冬眠。这一系列过程和当地的季节变更几乎是同步的。通俗点讲,生物钟在某一个季节会发出对应的指令,“指导”果树“应该、如何”生长发育哪些器官。这个指令往往和当时的温度、光照、降水、土壤以及营养等有关,比如春季温度高萌芽早且快,枝稍及叶片向着光生长等等。

      科学家已经发现,植物内源激素是细胞外的信号分子,把遗传基因发出的指令传递给植物器官或组织,控制器官的生长和发育。

      19世纪德国科学家Julis von Sachs(1832-1897)就提出了高等植物中,代谢、生长和形态建成的调控与协调通常需要植物体内移动的化学信号。

      1872年波兰园艺学家Ciesielski在对根尖的伸长与向地弯曲的研究中发现,可能有一种从根尖向基部传导的刺激性物质使根的伸长区在上下两侧发生不均匀的生长。

      后来,就是著名的达尔文父子用金丝雀草做的胚芽鞘和幼苗对光的实验。1926年荷兰人Fris Went证明了燕麦胚芽鞘顶端存在促进生长的物质。

「精」浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

      最终,人们把这种促进生长的物质用希腊词命名为“auxein”,即,生长素。

      1934年,Kogl等从人尿、根霉、麦芽中分离和纯化出一种刺激性物质,经鉴定为吲哚乙酸(indole-3-acetic acid),简写为IAA。

      针对植物内源激素的研究一直没有停下来。到目前为止,总共发现了生长素、赤霉素、细胞分裂素、油菜素甾醇、脱落酸、乙烯等六大类植物激素。Peer和Murphy在2007年发现了类黄酮,既可以在细胞内也可以在细胞外作为信号转导途径的调节子发生作用。2009年Brewer等发现了可以调控侧芽的生长独脚金内酯。

      长期以来,科学家对植物激素做了海量的研究,但是依然有不少的人对植物激素认识不足,产生了各种误解。这里,在以下几点做一些解释。

      一、概念不能混淆:植物激素是植物自身合成的,是植物在生长发育过程中必不可少的生化物质,而并非是人们通常认为的蘸花药、膨大剂、转色剂等植物生长调节剂

      二、植物激素和动物激素有区别:没有证据表明植物激素和动物激素的基本作用是相同的;植物激素不是专门产生在特定的组织或器官内,例如生长素产生在顶端分生组织,也可以在居间分生组织内产生;另外,和动物激素不同的是,植物激素没有明确的靶区;

      三、同一类植物激素往往具有多种生理作用:在不同的物候条件下或植物不同的生育时期,同一种植物激素往往有不同的生理效果;

「精」浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

      四、植物体内往往是多种内源激素协同发挥作用:六大类中的两种甚至更多的内源激素往往是协同执行遗传基因发出的指令,以使植物在平衡生长的基础之上,按照指令完成生长发育的任务。这一点和人工使用的调节剂有着明显的不同。例如,春季葡萄萌芽的时候,枝条芽上的脱落酸含量大幅降低,休眠被打破,叶原基产生生长素并沿着筛管向下移动,刺激形成层细胞重新分裂,分化为新的韧皮部和木质部细胞,当生长素下沉到根部的时候和根尖产生的细胞分裂素相遇,促使根部细胞分裂和分化生长,紧接着,在根尖上又出现另一类激素,赤霉素,刺激根部新形成的细胞延长生长,构成了根尖的伸长区。

「精」浅谈植物激素、调节剂和生物刺激素

      实际上,植物内源激素对植物生长发育中担当的生理作用非常复杂,但却又是系统有序的。在现代农业生产管理中,我们既可以通过调整植物的播种期、栽植方式、水肥管理等措施来引导植物在合适的时机调用合适的内源激素综合调控植物向着我们的商业化栽培目标健康生长,也可以利用生长调节剂或生物刺激素来达到这一目的。然而,不管哪一类措施,都要在植物生长发育规律的基础上多项措施协调实施,不能“任性”的过度强迫植物改变生长,否则就会出现各种问题,带来更多麻烦。

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