植物激素的分析与调控
植物激素的分析与调控
郭悦聪
（辽宁省抚顺市德才高级中学，辽宁　抚顺　１１３００６）
摘要：植物激素是植物自身产生的一种小分子有机化合物，在植物的生长、发育、繁殖过程中发挥重要的调控作用。反馈调节是植物激素的主要作用机制，分为正反馈与负反馈两种。激素在植物体内的含量十分微少，但是所起的调节作用是非常明显的，不同激素之间也存在复杂的相互作用，形成植物激素的调控网络。本文对植物激素的作用特点，作用机制进行了简单概述，并分析了植物激素研究的前景。
关键词：植物激素；作用；调控
１．植物激素在生长发育过程中的重要作用
植物激素是由植物细胞在接受特定环境信号的诱导之后产生的一类结构简单、生理效应复杂多样小分子有机化合物，产生后运往其他部位起作用，浓度较低时即可调节植物生长发育，对植物的生长发育有重要的调节控制作用。已知的植物激素主要有生长素、赤霉素、细  　胞分裂素、脱落酸和乙烯五大类。
不同的植物激素在植物生长、发育、繁殖过程中的作用不同：（１）生长素的作用具有两重性，低浓度
促进生长，高浓度抑制生长。低浓度时可使细胞壁中水解酶的存在环境酸化，增加酶活性，使细胞壁结构变得松弛，细胞体积增大，促进器官伸长。生长素还能促进核糖核酸和蛋白质的合成，促进细胞的分裂与分化。（２）赤霉素在植物生长中的主要有两种作用，其一，促进植物茎伸长，其二是促进果实发育和单性结实，打破块茎和种子休眠，促进发芽。（３）细胞分裂素可维持蛋白质的合成，从而使叶片保持绿，延长叶片寿命，还可以促进芽的分化。（４）脱落酸是一种生长抑制剂增大，主要作用是抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。通过抑制ＲＮＡ和蛋白质的合成，抑制茎和侧芽生长；通过促进离层的形成而促进叶柄的脱落；还能通过促进芽和种子休眠，抑制种子萌发。（５）乙烯可通过促进ＲＮＡ和蛋白质的合成、增加细胞膜的通透性、加速呼吸作用，来促进物质转化，从而加速果实成熟和器官脱落与衰老。
２．植物激素作用的反馈调节机制
在生物学中，反馈调节是指在某系统中的一个工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作的一种调节方式，包括正反馈调节与负反馈调节两种。负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统保持相对稳态。反馈结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。正反馈是一种比较少见的反馈，其作用正好与负反馈调节相反，即系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化。
励志图书激素应答一般包括通过受体的结合启动信号、经过下游复杂分子事件转导信号、促使细胞形态和代谢的改变实现信号输出。赤霉素、生长素等植物激素的基因在合成、运输和信号转导中需要经过复杂的反馈调节。以生长素调节机制为例，在生长素的合成中，以ＴＰＬ为阻遏因子，ＡＲＦ为转录蛋白，ＡＵＸ／ＩＡＡ蛋白为感受蛋白。其中ＡＵＸ／ＩＡＡ蛋白能够感受生长素浓度梯度，有ＴＰＬ阻遏因子结合活性。当生长素浓度较低时，ＡＵＸ／ＩＡＡ蛋白便与转录因子ＴＰＬ结合，可以抑制结合在ＴＰＬ上的ＡＲＦ转录蛋白的活性，从而对下游的反应进行调节。当生长素浓度较高时，植物体内的生长素受体ＳＣＦＴＩＲ含量也较高，较高含量的ＳＣＦＴＩＲ可介导ＡＵＸ／ＩＡＡ的降解，故而可以
解除转录阻遏因子ＴＰＬ对转录的抑制作用，使转录因子的转
录活性得以发挥，以表达下游基因。
３．植物激素途径之间复杂的相互作用
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种激素
并不是各自孤立的起作用，而是多种激素相互作用，并与外
界环境信号和体内的生长信号共同参与调节，形成精细而复
杂的调控网。比如，茎的生长是在赤霉素与生长素的共同调
控下进行的　。
激素途径之间的相互作用主要体现在三个方面：第一，
通过调控激素相关基因的表达进行调节。主要表现在同一基
因表达途径可由不同激素调控，而起到相同调控作用，例如，
在细胞周期调控中，细胞周期调控因子Ｃｙｃｌｉｎ　Ｄ３既可由细
中招分数查询胞分裂素诱导，又可由ＢＲ诱导表达；不同激素共同作用于
同一基因表达途径，或者是一种激素应答反应的变化影响另
一种激素的代谢。第二，通过调节激素的运输而相互影响，
15万左右性价比高的车以生长素为例，生长素在植物中主要是由ＰＩＮ家族基因的调
控进行的，细胞分裂素则可以影响该基因的表达进而影响生
长素的极性运输。而乙烯、油菜素内酯的生长信号则要通过
生长素的运输来实现。第三，同一信号元件可以引起不同激
素信号通路的信号转导。通过调节激素的运输而相互影响，
以生长素为例，生长素在植物中主要是由ＰＩＮ家族基因的调
控进行的，细胞分裂素则可以影响该基因的表达进而影响生
电子计算机发明长素的极性运输。而乙烯、油菜素内酯的生长信号则要通过
生长素的运输来实现；并且，同一信号元件可以引起不同激
素信号通路的信号转导。
４．结论与展望
近年来植物激素的研究有了较快的进展，尤其是在先进的
技术手段下，众多植物激素受体被分离出来并予以鉴定是植物
生物学上的一大突破。但是从目前来看，由于激素的作用十分
复杂，当前对所分离与鉴定出来的激素受体的了解尚无法完全
解释所有的已知生理现象，新受体仍在发掘和研究当中。同时，
虽然当前已经对生长素的信号转导了解的较为深入，但过程中
的一些细节仍未清除，尚待发现。
从植物激素的作用机理可以看出，多种激素均对遍及植物
生长发育全程的ｍｉＲＮＡｓ有调节作用，很多ｍｉＲＮＡｓ要在植
物激素的诱导下表达或者调控，而ｍｉＲＮＡ也能对植物激素的
应答反应进行调节，且更加精细和复杂，因此ｍｉＲＮＡ的作用
研究将对植物激素的作用的精细调节起到重要作用。对激素分
关于冬至的古诗子结构的研究也将促进植物生长调节剂等植物激素结构类似
物的进一步发展。在作物改良中，对激素合成时的基因表达调
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控进行分析和了解之后，可以为作物遗传改造提供思路，促进
农业生产。
参考文献
[1]孙长明.植物激素对基因表达调控的研究[J].山东电大学
报.2010,3:32-33
[2]许智宏，李家洋.中国植物激素研究：过去、现在和未来[J].
植物学通报.2006，23（5）：433-434.
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