植物激素之间的相互关系

组织系统 初生组织 初生分生组织
根尖
组织 中柱鞘的侧根原基
内皮 皮层 维管束中柱 中柱鞘 原皮层 基本分生组织 原形成层
近根分生组织
静止中心 根冠原始细胞
根冠
主要的细胞活动 细胞分裂
细胞分化
细胞分化 ↑
细胞扩大 ↑
细胞分裂 细胞分裂
↓ 细胞扩张
↓ 细胞分化
激 素及其他因子调控 IAA/CTK
IAA 糖
植物激素之间既有相互 促进、也有相互拮抗作 用，它们之间存在平衡 关系，这对于调控植物 适度生长发育、维持生 理活动的相对稳定是极 为重要的。
植物激素在植物体内的合成部位
各种激素特定的合成部位与去向
激素 IAA
GA CTK ABA
合
生长点
芽
幼果
老叶
成
种子
幼叶
芽
部
未熟种子 各部位
种子
位
ETH
果实 生长区 老部位
四、多种植物激素调节植物生长发育的顺序性
种子发育过程各类内源激素的动态变化
激素的顺序调节
不同年龄的小麦胚芽鞘对GA3、激动素和IAA的 顺序生长反应
小麦籽粒发育期间各种激素的变化模式图 （Marschnner,1995）
子房（果实）生长发育过程中各种激素含量
糖槭种子萌发期间植物激素的顺序调节
GA的生理效应
• 促进： 1.增进雄花（瓜类） 2.单性结实 3.开花（某些植物） 4.茎的生长（抽薹） 5.种子发芽 6.果实生长 7.坐果（某些植物） • 抑制： 8.侧芽的休眠 9.衰老 10.块茎形成
GA的生理效应
促进： 两性花的雄花形成（瓜类），单性结实 某些植物开花，细胞分裂，叶片扩大 抽薹，茎的延长，侧枝生长，胚轴弯钩变直 种子发芽，果实生长，某些植物坐果
GA
Auxin
（二）生长素与细胞分裂素
1.增效：CTK加强IAA的极性运输。 2.拮抗：CTK促进芽的分化；IAA促进根的分化；
CTK解除顶端优势；IAA保持顶端优势。
（三）生长素与乙烯—反馈关系
1.生长素促进乙烯的生物合成
生长素促进ACC合成酶的活性， 促进ETH的合成。所以，高浓度的生 长素具有抑制生长的作用。
二、植物激素在体内的生理效应的比较
果实生长 果实成熟 衰老 脱落
IAA GA CTK ABA ETH
＋
＋
＋
－
＋
－
－
－
＋
＋
－
－
－
＋
＋
－
(＋) (＋) ＋
＋
注：＋表示正效应，－表示负效应，＋－表示双重效应。本表指激素单独存 在时的效应，实际上有两种以上激素同时存在时，其生理效应就更为复杂。
根中细胞活性、激素与主要组织的关系（↑表示物质、信息的流向）
适量IAA促进根分化 高浓度KT与低浓度IAA配合显著1：促1进0 芽分化分化愈伤组织
5：1
诱导茎、叶分化
1：100
诱导根的发生
IAA与KT对烟草愈伤组织培养和分化的控制
IBA与Z配合控制烟草组培中根/叶分化
激素浓度和比例 2
乙烯与赤霉素的浓度比值高时有利于黄瓜雌花的 分化。
雌雄异株的大麻及菠菜花性别的分化则取决于细 胞分裂素与赤霉素的浓度比值。
或雌花/雄花的比值 2.开花（某些植物） 3.增加茎的直径 4.脱落衰老 5.成熟 抑制 6.生长素的转运 7.胚轴弯钩的变直、茎和
根的伸长生长
乙烯的生理效应
促进： 解除休眠，地上部和根的生长与分化， 不定根的形成，叶片和果实的脱落， 某些植物的花诱导形成， 两性花中的雌花形成，开花，和果实衰老， 果实成熟，茎增粗，萎蔫等；
整合作用
生长发育过程是多种激素、多种生理功能的综合 反应
诸多激素生理功能的复杂过程经过相互协调，最 终生长、衰老、脱落等
生长素和乙烯在叶片脱落中的作用 （遮光诱导IAA降低，乙烯升高，增加了细胞对 乙烯的敏感性）
GA与ABA诱导种子水解酶的作用
激素浓度和比例 1
适量IAA(10 μmol /L IAA)配合C下TK，/IA低A的浓比度值K与T烟(0草.2愈- 1伤.0组织 μmol / L)促进愈伤组织细胞分裂生长生长及分化的关系
三、植物激素间的相互作用
1.增效作用：一种激素的存在可以加强另一种激素
的效应，如：GA→IAA
2.拮抗作用：一种激素的存在可抵消或削弱另一种
激素的作用，如IAA→ETH
3.诱导作用：在使用一种PGR或某种内源激素增
加时，对植物体内源激素的代谢起一种诱导作用， 当除去这一调节时，内源激素的反应仍可进行。
适量IAA促进根分化 高浓度KT与低浓度IAA配合显著促进芽分化
CTK/IAA比值 生长反应
1：10
分化愈伤组织
5：1
诱导茎、叶分化
1：100
诱导根的发生
激素浓度和比例 1
适量IAA(10 μmol /L IAA)配合C下TK，/IA低A的浓比度值K与T烟(0草.2愈- 1伤.0组织 μmol / L)促进愈伤组织细胞分裂生长生长及分化的关系 CTK/IAA比值 生长反应
运
韧皮部
导管
输
导管
途
筛管
导管
筛管
扩散
径
根
根Hale Waihona Puke Baidu
根
根
根
一、植物激素在植物体内的分布
茎尖 幼叶 伸长的茎 侧芽 果实 成叶 成熟的茎
根茎 根尖
根冠
IAA +++ +++ ++
+ （+）
＋ ＋
++
GA +++ +++ ++ ++ （+）
＋ ＋
CTK +++
+ ＋ （+） － －
ABA (+ + +)
－
－ （+） +++
抑制： 成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成
CTK的生理效应
• 促进 1.单性结实 2.细胞分裂 3.叶片扩大 4.气孔开张 5.侧芽生长 6.种子萌发 7.块茎形成 8.形成层活动 9.果实生长
偏上性，伤口愈合， 根瘤形成，某些植物坐果等 • 抑制 10.叶片衰老（延缓） 不定根形成，侧根形成等
CTK的生理效应
Seedless varieties of grapes and other fruits require exogenous application of GA for fruit development. Strawberry receptacles respond to auxin.
Auxin + GA
－
ETH （+） （+） （+） （+） （+） （+） （+）
++ +++ +
（+）
二、植物激素在体内的生理效应的比较
促进:
1. 增进雌花 2.单性结实 3. 子房壁生长 4.细胞分裂 5. 维管束分化 6.乙烯产生
7. 形成层的活性 8.不定根形成
9. 侧根形成 10.伸长生长 11.种子生长 12.果实生长 13.乙烯产生 14.坐果
脱落酸也对叶片的衰老具有 调节作用。ABA抑制核酸、蛋 白质的合成，并提高核酸酶的 活性，促进叶片衰老。
脱落酸抑制生长和加速衰老 的进程，可能会被细胞分裂素 所解除。
乙烯通过提高脱落酸的水平
而增强逆境抗性。
（五）乙烯、脱落酸与细胞分裂素
ABA和细胞分裂素还可调节气孔的开闭 ：
CTK促进气孔开放； ABA促进气孔关闭。
第七章 植物生长物质
第八节 植物激素间的相互关系
主要内容：
一、生长素的发现与结构性质 二、生长素的代谢和运输式 三、生长素的生理效应 四、生长素的作用机制
第八节 植物激素间的相互关系
植物激素在体内的分布、代谢、运 输、生理效应及作用机制的比较 植物激素间的相互作用
植物激素间的相互关系
植物生长发育是受多种 生长物质调节的，起作 用的往往不是单一激素， 是由多种激素相互作用、 综合调控的结果。
在促进菠萝开花和黄瓜雌花分化过 程中，生长素和乙烯具有相同的生理 作用。
2.乙烯降低生长素的水平
乙烯抑制生长素的生物合成； 乙烯抑制IAA的极性运输； 乙烯促进吲哚乙酸氧化酶的活性。
（四）赤霉素与脱落酸
在萌发与休眠的关系中，赤霉素和 脱落酸的作用相反。
两者有共同的合成前体物质IPP。
生理作用相反： GA打破休眠；ABA促进休眠。 GA促进生长；ABA抑制生长。
（一）生长素与赤霉素
在调节植物茎节伸长生长方面，生长素和赤霉素都具有显著 作用，两者的作用机制有很多不同，但两者之间有非常密切 的关系，生长素和赤霉素有相互促进及加成的作用。
GA促进IAA的合成； 抑制IAA的分解； 促进I AA由结合态转变为游离态。
赤霉素对生长素水平的调节
Auxin and GA promote cell division and growth of the fruit
抑制： 某些植物开花，生长素的转运，茎和根的伸长生 长等
二、植物激素在体内的生理效应的比较
幼年期 生长 花的分化 性别决定 坐果 单性结实
IAA ＋ ＋ － ＋ ＋－ ＋
GA CTK ABA
＋ ＋－
＋ ＋－
＋
＋ ＋
＋－ ＋
－ ＋－
－ －
ETH
－ ＋－
＋ －
注：＋表示正效应，－表示负效应，＋－表示双重效应。本表指激素单独存 在时的效应，实际上有两种以上激素同时存在时，其生理效应就更为复杂。
果实成熟等
抑制
核酸和蛋白质的生物合成，
种子萌发
IAA运输，
植株生长等
ABA的生理效应
促进：
叶、花、果的脱落，气孔关闭，侧芽、块根休眠， 叶片衰老，光合产物运向发育着的种子， 果实产生乙烯，果实成熟等
抑制：
核酸和蛋白质的生物合成， 种子萌发，IAA运输，植株生长等
乙烯的生理效应
促进 1.雌性器官/雄性器官，
4.反馈作用：一种物质的存在对产生这一物质的过
程有调节作用，当这一物质增多时，其产生过程 加强，则称为正反馈；反之则为负反馈。
三、植物激素间的相互作+ 用
乙烯
-
？
生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
促进
拮抗
诱导
反馈
1.生长素与赤霉素 2.生长素与细胞分裂素 3.生长素与乙烯
（1）生长素促进乙烯的生物合成 （2）乙烯对生长素的抑制作用 4.赤霉素与脱落酸
促进
细胞分裂，地上部分侧芽生长，叶片扩大 气孔开张，偏上性，伤口愈合，种子萌发 形成层活动，根瘤形成，果实生长， 某些植物坐果等
抑制
不定根形成，侧根形成，叶片衰老（延缓）等
ABA的生理效应
促进
1.休眠
2.气孔关闭
3.侧芽休眠 4.脱落
5.衰老
6.块茎形成与膨大
7.脱落
8.乙烯产生
光合产物运向发育着的种子，
（五）乙烯、脱落酸与细胞分裂素
与叶片衰老控制关系最密切的植物激素是细胞分裂素和乙烯。
叶片衰老是受组织内乙烯与细胞分裂素平衡的控制。
细胞分裂素抑制叶绿素、核酸、 蛋白质的降解，抑制叶片衰老；
乙烯促进衰老叶片和花瓣离层 形成，促进离层中纤维素酶和果胶 酶形成，引起细胞壁分解，促进脱 落。
（五）乙烯、脱落酸与细胞分裂素
维生素 CTK↑（通过木质部）
↓ (通过韧皮部)
去顶后被阻止 IAA/CTK IAA(乙烯)
ABA 或类似物
CK
AtCKX1
烟草细胞分裂素缺乏突变体 （AtCKX1）比野生型根系发达
植物生长物质与种子休眠和发芽的关系
（A.A. Khan，1978） “十”表示激素存在生理活性浓度，“一”表示不存在生理活性浓度
抑制：
15.侧枝生长 16.块根形成
生长素的生理效应
促进: 增进雌花、单性结实、子房壁生长 细胞分裂、维管束分化、光合产物分配 叶片扩大、茎伸长生长、偏上性生长 乙烯产生、叶片脱落、 形成层的活性 伤口愈合、不定根形成、种子发芽、侧根形成 根瘤形成、种子和果实生长、坐果、顶端优势
抑制： 花朵脱落、侧枝生长、块根形成、叶片衰老
1．油菜素内酯的主要生理效应有哪些？
2．简述生长素与细胞分裂素在顶芽/侧芽生长、根/ 芽分化中的作用关系。
3．简述生长素与乙烯的作用关系。
4．简述脱落酸与细胞分裂素在调控叶片衰老、气孔 开闭方面的作用关系。
5．简述光照如何调控植物体内GA与ABA的生物合 成，从而调控生长与休眠