趙紅梅 常 勇
摘要以生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯為例,介紹了植物激素在園林植物中的調控作用,為植物激素的應用提供參考。
關鍵詞植物激素:園林植物:作用
中圖分類號S482.8
文獻標識碼A
文章編號1007-5739(2009)16-0138-01
園林植物在整個生長發育過程中,除需要陽光、溫度、水分、礦物質等營養條件外,還需要有微量的某些生理活性物質起調節控制作用。這些生理活性物質與蛋白質、糖、維生素等不同,是以極微的量調控著園林植物的生根、發芽、開花、落花、落葉、結果、成熟、著色、脫落和休眠等。其在園林植物某些器官合成后,或在原處,或被轉運到其他器官發揮作用。這種在園林植物體內產生的,并從產生之處運送到別處,對生長發育產生顯著作用的微量有機物稱之為植物激素。
隨著科學技術的發展,植物激素在園林植物栽培中的應用越來越廣泛,尤其在調節園林植物的代謝、養分運輸、誘導開花、性別調控、整形等方面取得了很大發展。若使用得當,既能提高園林植物的質量,節約成本,又可縮短栽培周期,提高園林植物的產量。
1植物激素的主要種類
目前,已知的植物激素有5大類:生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯。他們在植物不同發育時期、不同的器官,含量和種類經常發生變化,一些生長發育的變化常常是2種或幾種植物激素共同作用的結果。
1.1生長素
生長素是植物中分布最普遍的一類激素,其中吲哚乙酸在高等植物體內最為常見,在根、莖、葉、花、果實、種子及胚芽鞘中均有發現,其含量甚微,1g鮮重植物材料一般含10~100ng生長素。生長素大多集中在生長旺盛的部位。而在趨向衰老的組織和器官中甚少。
生長素在植物組織內呈不同化學狀態。人們把易于從各種溶劑中提取的生長素稱為自由生長素,而把通過酶解、水解或自溶作用從束縛物釋放出來的那部分生長素,稱為束縛生長素。自由生長素具有活性,而束縛生長素則沒有活性。自由生長素和束縛生長素可相互轉變。束縛生長素與其他化合物結合形成,類型不同,生理作用也有差異。
1.2赤霉素
植物體內普遍存在赤霉素,是調節植株高度的激素。赤霉素類物質已被發現的有30多種,其活性不盡相同,活性大小既取決于鑒定植物的種類,又取決于赤霉素的分子結構。赤霉素和生長素一樣,較多存在于生長旺盛的部分,如莖端、嫩葉、根尖和果實種子。高等植物的赤霉素含量一般是1~1000ng/g鮮重。赤霉素在植物體內可上下左右運輸,沒有極性運輸現象。
1.3細胞分裂素
細胞分裂素是一類調節細胞分裂的激素,主要存在于細胞分裂旺盛的器官,如莖尖、幼果、正發育的種子和根尖。此類物質中最早被發現的是激動素,分子式為C10H9ON5。目前,已發現十幾種天然的細胞分裂素,廣泛存在于高等植物中,包括玉米素、玉米素核苷等。細胞分裂素大致可分成2類,一類是嘌呤型細胞分裂素,另一類是苯基脲型細胞分裂素。
1.4脫落酸
脫落酸廣泛存在于高等植物體內,包括被子植物、裸子植物和蕨類植物。植物的根、莖、葉、果實、種子均可合成脫落酸。其中以將要脫落或進入休眠的器官和組織中較多,在逆境條件下含量會迅速增多。脫落酸可促進器官衰老、脫落和休眠,促進離層形成,增強植物抗逆性。
1.5乙烯
早在1901年,俄國植物生理學家D.N.Nelijubow報道,照明氣中的乙烯會引起黑暗中生長的豌豆幼苗產生“三重反應”,認為乙烯是生長調節劑。試驗證實,乙烯是一種氣體激素。他廣泛存在于多種植物組織中。以正在成熟的果實中含量最高。乙烯在植物體內形成以后會分解為CO2和乙烯氧化物等氣體代謝物,也會形成可溶性代謝物。乙烯的代謝功能是除去乙烯或使乙烯鈍化,使植物體內的乙烯含量達到適合植物體生長發育需要的水平。
2植物激素的作用
植物激素有促進和抑制2方面的作用,生長素、赤霉素、細胞分裂素主要起促進作用,脫落酸、乙烯主要起抑制作用。植物體內各類激素的含量常隨植物的生長發育而變化。
2.1生長素
生長素可促進植物頂端生長優勢。主要作用是促進細胞伸長、增大,促使細胞分裂與分化、再生愈傷組織,引起果實膨大,提高坐果率;抑制花朵脫落,側枝生長,塊根形成,葉片衰老等。園林植物栽培中常見的有萘乙酸、吲哚乙酸、2,4-D等。這類物質對植物生長具有顯著的促進作用,主要是刺激形成層活動,誘導新根形成和促進果實發育等。
2.2赤霉素
赤霉素的主要作用是促進細胞的縱向生長,因而在莖的伸長中起重要作用。能引起整株植物節間延長,促使二年生植物提前開花,打破種子和其他器官的休眠,促進發芽;抑制成熟,側芽休眠,衰老,塊莖形成。目前園林植物栽培中使用最多的是赤霉素GA3,主要促進植物的節間伸長,解除種子、塊莖、芽的休眠。此外,還可部分代替低溫和長日照作用。
2.3細胞分裂素
細胞分裂素能促進細胞分裂,誘導細胞擴大,解除植物生長的頂端優勢,促進側芽形成與生長,減少葉綠素的分解,延遲葉片衰老。組織培養中一些不能分化出芽的組織和器官,常在加入細胞分裂素后能分化出芽,其還可以解除受抑制的生長,說明細胞分裂素對植物的建成有重要作用。目前,細胞分裂素的價格很高,生產上大量應用仍有困難。
2.4脫落酸
脫落酸是延長休眠、抑制發芽的激素,能引起葉片、果柄脫落,是植物體中最重要的生長抑制劑。脫落酸還與植物的抗旱性有關,沙漠干旱地區植物的葉中常含有較多的脫落酸,可促使氣孔關閉,減少水分蒸騰,提高植物的抗旱能力。
2.5乙烯
乙烯的作用非常廣泛,主要是促進果實成熟。抑制細胞伸長生長,促進葉、花、果脫落,也有誘導花芽分化,促進發芽,抑制開花以及促生不定根等作用。
乙烯是一種氣體,使用不便,因此人們常使用能釋放乙烯的一種液體乙烯劑。這種乙烯釋放劑的發現,為乙烯的實際應用提供了可能性,目前其在農業生產上應用廣泛。
3小結
植物激素是調節植物主要生理活動的代謝物質,既能起到促進生長的作用,又能起到抑制生長的作用。在利用植物激素調控作用的同時,應注意這一點。