植物激素的发现

作者:植物知识全知道  2021-08-16 23:39  阅读 114 次

动物的体内有多种激素,对调节动物的生长发育有着十分重要的作用。那么植物体内有没有激素呢?回答是肯定的。科学家们把植物体内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质,称为植物激素,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇等。

最早对植物激素进行研究的是进化论的奠基者达尔文。1880年,达尔文在进行胚芽鞘的向光性实验时发现,金丝草的胚芽鞘在单方向照光的情况下向光弯曲生长。如果在胚芽鞘的尖端套上锡箔小帽或将顶尖去掉,胚芽鞘就没有向光性。达尔文认为:可能胚芽鞘尖端会产生某种物质,胚芽鞘的尖端是接受光刺激的部位,胚芽鞘在单侧光的照射下,某种物质从上部传递到下部,导致胚芽鞘向光面与背光面生长速度不均衡,使胚芽鞘向光弯曲。大约半个世纪后,一位荷兰科学家找到了达尔文所描述的这种物质——吲哚乙酸,这就是植物激素中最早被发现的成员——生长素。

现在我们知道,屋子里的花草,会自动转向有光的地方,向日葵紧紧跟随着太阳,这些都是生长激素的作用。树的树冠,上尖下粗,这也是生长素的作用。顶端芽的生长素能抑制侧枝的生长,越靠下,顶端芽的抑制作用越小,所以树冠就成了上小下大的状态。知道了这一点,农民把棉株的尖端剪掉,侧枝增多,就有可能收获更多的棉花。绿化篱的顶芽被剪掉,它就侧向发展,变得很厚,绿化效果就更好了。生长素还能促进果实的生长。人们向没有授粉的苹果、桃、西瓜等注入生长素,就可以吃上无籽的果实了。

1926年,日本科学家在水稻恶苗病的研究中,发现感病稻苗的徒长和黄化现象与赤霉菌有关。1935年,科学家们从赤霉菌的分泌物中分离出了有生理活性的物质,定名为赤霉素。这种植物激素最显著的效应是促进禾本科植物叶的生长。在蔬菜生产上,常用赤霉素来提高茎叶用蔬菜的产量。另外,赤霉素还可促进果实发育,打破块茎和种子的休眠,促进其发芽。

1955年,美国科学家在烟草髓部组织培养中偶然发现,在培养基中加入从变质鲱鱼精子提取的DNA,可促进烟草愈伤组织强烈生长。后证明,其中含有一种能诱导细胞分裂的成分,这就是细胞分裂素。第一个天然细胞分裂素是1964年从未成熟的玉米种子中分离出来的玉米素,以后科学家们从植物中发现了十多种细胞分裂素。这种植物激素的主要生理作用是促进细胞分裂和防止叶子衰老。另外,它还具有促进芽的分化等作用。

脱落酸是20世纪60年代初科学家们分别从脱落的棉花幼果和桦树叶中分离出来的。这种植物激素能够抑制茎和侧芽生长,是一种生长抑制剂。在冬天里,脱落酸使植物叶子落光,进入休眠状态。

早在20世纪初,人们就发现用煤气灯照明时有一种气体能促进绿色柠檬变黄而成熟,这种气体就是乙烯。但直至60年代初期,人们用先进的仪器从未成熟的果实中检测出极微量的乙烯后,它才被列为植物激素。现在我们知道,大量的水果如果被装在一个容器里,就很容易变熟,甚至变坏,这就是乙烯在“作怪”。

目前公认的第六大类植物激素是油菜素甾醇。这种植物激素具有促进细胞伸长和细胞分裂、促进花粉管伸长而保持雄性育性、加速组织衰老、促进根的横向发育、顶端优势的维持、促进种子萌发等生理作用。

虽然植物激素都是些简单的小分子有机化合物,但它们的生理效应却非常复杂多样,从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别的决定、休眠和脱落等,所以说,植物激素对植物的生长发育有重要的调节控制作用。

植物激素在植物体内含量极小,除科学研究外,生产上难以应用。因此,科学家们很早就开始人工合成植物激素,用来控制植物的生长。这些人工合成的化学物质叫作植物生长调节剂。目前植物生长调节剂已经有100多种,已在农、林、牧、园艺、花卉、育种、栽培管理、提高植物抗性等领域中广泛应用。

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