植物激素及其作用机理肤浅认识

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探讨的问题:同事之间在讨论植物激素作用有没有靶细胞?问题纠结的其实就是植物激素作用有没有受体?也就是说,植物激素作用的机理是什么?看了一些资料,植物激素作用的机理专业书很少,研究还是进展中。
一、关于植物激素
植物激素是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。一般都是小分子有机物。也被成为植物天然激素或植物内源激素。它们在植物体内部分器官合成后转移到其它植物器官,能影响生长和分化。在个体发育中,不论是种子发芽、营养生长、繁殖器官形成以至整个成熟过程,主要由激素控制。在种子休眠时,代谢活动大大降低,也是由激素控制的。
最早发现的激素是吲哚乙酸(IAA),这是一种生长素,它是研究最多的一种激素。吲哚乙酸在植物体内普遍存在,是生理活性最强的生长素。
赤霉素(GA)属于双萜化合物。其中GA3被发现得最早、研究得最广泛。
细胞分裂素(CTK)是一类腺嘌呤衍生物。其中玉米素是从高等植物中分离得到的第一种天然细胞分裂素。
以上三种激素主要促进植物生长,而脱落酸和乙烯主要抑制植物生长。
脱落酸(ABA)是一种倍半萜衍生物。
乙烯是化学结构十分简单的不饱和烃。
在五大激素之外,油菜素被认为是第6类激素。这是一类以甾醇为骨架的植物内源甾体类生理活性物质。
二、植物激素的作用机理
总的来说,植物体内的激素与细胞内某种称为激素受体的蛋白质结合后即表现出调节代谢的功能。激素受体与激素有很强的专一性和亲和力。有些受体存在与质膜上,与吲哚乙酸结合后改变质膜上质子泵活力,影响膜透性。有些受体存在与细胞质和细胞核中,与激素结合后影响DNA、RNA和蛋白质的合成,并对特殊酶的合成起调控作用。
目前对激素作用的机理有各种解释,可以归纳为二:
一是激素作用于核酸代谢,可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化,形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶),进而影响细胞内的新陈代谢,引起生长发育的变化。
二是激素作用于细胞膜,即质膜首先受激素的影响,发生一系列膜结构与功能的变化,使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化,或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。
此外,还有人认为激素对核和质膜都有影响;或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质,最后传到核中。
虽然对激素作用机理有不同的解释,但是,无论哪一种解释都认为,激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合,才能产生有效的调节作用。这种物质就是激素的受体。
三、关于激素受体
植物激素受体是指能与植物激素专一地结合的物质。这种物质能和相应的物质结合,识别激素信号,并将信号转化为一系列的生理生化反应,最终表现出不同的生物学效应。受体是激素初始作用发生的位点。所以,了解激素受体的性质及其在细胞内的存在位置,是研究激素作用机理的重要内容之一。激素受体是一种蛋白质,它们可能定位于细胞质膜,也可能定位于细胞核或细胞质。由于植物体内具有多种激素,因此,必然可能有多种激素受体,并存在于细胞的不同部位。