《植物生长激素调控》课件

植物生长激素调控植物激素研究的重要性与应用价值探索植物生长发育的分子机制什么是植物生长激素定义特征作用方式微量有机物质特定部位合成运输生理影响与调节素区别低浓度即可调控生长内源合成与特异性植物激素的发展历程1年代1880达尔文发现向光性2年1926生长素正式命名3年代1950-60五大经典激素全部发现4年后2000多种新型激素确定植物激素分类概述脱落酸细胞分裂素调控休眠与抗逆乙烯刺激细胞分裂果实成熟与衰老生长素赤霉素促进细胞伸长促进茎伸长1生长素（）基础知识Auxin化学特性主要类型吲哚乙酸IAA为代表IAA-主要天然生长素含吲哚环结构NAA-合成生长素理化特性酸性植物激素结构稳定性低生长素的生物合成色氨酸途径主要合成通路合成部位幼叶与分生组织关键酶TAA1和YUCCA家族次要途径色氨酸非依赖途径生长素的运输机制极性运输特点运输蛋白调控因素基部定向运输PIN家族蛋白细胞骨架从合成部位向作用部位AUX1/LAX转运体内体膜循环细胞间协同传递ABCB/PGP转运蛋白磷酸化修饰生长素的主要生理功能促进生长顶端优势果实发育细胞伸长与分抑制侧芽生长控制果实膨大化向性反应向光性与向地性生长素信号转导通路受体结合TIR1/AFB激素与受体复合物形成蛋白降解Aux/IAA泛素介导蛋白酶体降解激活ARF3转录因子解除抑制基因表达激活启动下游生长发育基因生长素经典实验与应用禾苗弯曲实验农业应用插条生根达尔文光照实验诱导无籽果实插枝繁殖技术细胞分裂素（）简Cytokinins介化学结构N⁶位取代腺嘌呤衍生物主要天然类型玉米素、异戊烯腺嘌呤合成类型激动素、苄基腺嘌呤主要来源根尖、胚乳和发育种子稳定性相对稳定，可长距离运输细胞分裂素的生物合成底物来源关键酶IPT1ATP和异戊烯焦磷酸异戊烯基转移酶激活步骤转化修饰LOG磷酸核糖水解酶CYP735A细胞色素P450细胞分裂素信号转导与运输受体结合CRE1/AHK膜结合组氨酸激酶磷酸传递HPT蛋白介导蛋白激活RR反应调节因子家族转录调控4靶基因表达变化细胞分裂素的主要生理作用促进细胞分裂诱导细胞周期促进DNA合成调控顶端优势与生长素拮抗促进侧芽生长延缓衰老维持叶绿素稳定延长器官寿命促进芽分化组织培养中诱导芽形成调控器官发生细胞分裂素在组织培养中的作用1:

100.5~10mg/L激素比例有效浓度生长素与细胞分裂素比值培养基中常用剂量天90%14芽诱导率诱导周期最佳条件下成功率观察到明显分化所需时间脱落酸（）简介Abscisic Acid,ABA化学特征命名由来生理重要性含15个碳原子的倍半萜最初发现于脱落进程植物抗逆响应核心含有环己烯环和α,β-不饱和羧基命名与主要功能不符调控种子休眠与萌发光敏感性强，易异构现证实为压力激素干旱胁迫信号中枢脱落酸的合成与代谢胡萝卜素途径源自类胡萝卜素关键酶NCED9-顺-环氧胡萝卜素双加氧酶主要合成部位叶片、根部与种子降解途径CYP707A介导羟基化脱落酸的信号转导受体结合PYR/PYL/RCARABA与可溶性受体形成复合物磷酸酶抑制PP2C复合物与PP2C结合抑制其活性激酶激活SnRK2解除PP2C的抑制效应下游因子磷酸化转录因子AREB/ABF被激活元件激活ABRE启动ABA响应基因表达脱落酸的生理功能气孔关闭种子休眠抗逆反应调控保卫细胞钙离子通抑制萌发与胚胎发育干旱、盐胁迫应答道生长延缓逆境条件下减缓生长在作物抗逆性提升中的应用ABA乙烯（）简介Ethylene化学本质最简单的烯烃C₂H₄物理特性常温下为气体检测方法气相色谱分析特殊地位唯一气态植物激素乙烯的合成与调控甲硫氨酸起始合酶（）ACC ACS1SAM合成途径限速关键酶诱导因素氧化酶（）ACC ACO伤害、发育与其他激素最终催化形成乙烯乙烯信号转导通路受体感知ETR/ERS膜结合受体感受乙烯抑制解除CTR1去除对EIN2的抑制活化EIN2激活后转运至细胞核激活EIN3/EIL14启动乙烯响应基因表达乙烯的生理作用果实成熟触发呼吸跃变软化果肉与色素形成落叶脱落促进离层形成器官脱落调控三重反应抑制伸长促进横向生长应激响应伤害诱导合成病原体防御工业与农业中的乙烯应用香蕉催熟抑制剂气调库储存1-MCP1000ppm浓度处理延长水果货架期低乙烯环境保鲜赤霉素（）简Gibberellins,GA介发现历史1926年日本学者黑泽英一从稻瘟病真菌中分离化学结构四环二萜类化合物已知类型超过136种GA分子活性形式GA₁、GA₃、GA₄、GA₇主要活性形式标准活性物GA₃为工业应用标准赤霉素的合成与运输前体GGPP类萜合成起始物质类贝壳杉烯形成CPS和KS酶催化骨架合成GAP450单加氧酶修饰形成活性GAGA20ox和GA3ox关键酶赤霉素信号转导受体结合GID1GA与可溶性受体结合互作DELLA促进DELLA与GID1结合泛素化降解SCF复合物介导DELLA降解转录抑制解除4下游生长基因激活赤霉素的生理功能诱导种子萌发促进茎伸长调控开花果实发育激活淀粉酶合成刺激细胞分裂与伸长长日照植物花芽分化果实膨大与种子发育赤霉素在农业生产中的应用新型激素油菜素内酯、茉莉酸等油菜素内酯茉莉酸水杨酸类似动物类固醇脂肪酸衍生物苯甲酸衍生物促进细胞伸长伤害信号传递系统获得性抗性增强抗逆性诱导防御物质热产生调节油菜素内酯（）分子机制Brassinosteroids受体结合共受体BRI1BAK1膜受体激酶识别激素形成受体复合物激活失活BZR1/BES14BIN2转录因子进入细胞核GSK3类蛋白激酶抑制茉莉酸水杨酸的防御调控功能/病原体侵染PAMP识别与初始感知信号转导JA-Ile形成或SA积累防御基因激活PR蛋白与防御素合成系统性传导全株防御反应启动植物激素间的互作与拮抗互作类型代表关系生理影响协同作用生长素+乙烯促进根系发育拮抗作用细胞分裂素vs生长素顶端优势调控级联调控生长素乙烯产生果实成熟过程→平衡调控GA vsABA种子萌发与休眠激素调控植物极性生长地上部分地下部分生长素顶端极性运输ABA响应水分胁迫细胞分裂素向上运输细胞分裂素合成赤霉素促进茎伸长生长素侧根发生环境信号与激素响应光信号光敏色素与激素互作温度胁迫热休克蛋白与ABA水分状况干旱诱导ABA累积病原体侵染SA/JA介导防御反应激素调控基因表达表观遗传与激素信号甲基化组蛋白修饰DNA激素响应基因启动子调控乙酰化与甲基化影响基因可及性介导调控染色质重塑RNAmiRNA靶向激素信号组分影响激素响应基因表达状态基因编辑在激素调控研究中的应用多基因联合编辑启动子区元件改造通路交叉作用研究受体蛋白定点修饰调控网络解析精准敲除激素合成基因结构功能关系研究CRISPR/Cas9定向突变激素调控案例分析水稻籽粒灌浆激素调控与抗性育种抗旱性改良ABA信号通路优化气孔调控基因修饰抗病机制SA/JA平衡调控系统获得性抗性增强高产育种矮秆基因调控GA响应途径优化耐盐改良增强ABA敏感性离子平衡调控植物激素检测与定量分析方法分析方法检测灵敏度适用激素HPLC-MS纳克水平全部激素ELISA免疫分析皮克水平ABA、IAA、GAGC-MS气相色谱皮克水平乙烯、甲基茉莉酸生物传感器纳摩尔水平实时监测激素水平植物激素调控的最新进展年12019阐明ABA受体三维结构2年2020植物激素单细胞图谱年32021合成通路代谢组学整合4年2022人工智能预测激素互作网络年52023调控元件时空精准编辑激素信号通路图谱总结植物激素调控相关实验生长素运输实验基因表达分析突变体表型分析荧光标记追踪qPCR定量检测激素响应对比典型作物激素调控研究进展小麦水稻ABA与穗发芽抗性赤霉素与矮秆品种玉米生长素与杂交优势蔬菜果树细胞分裂素与产量乙烯与采后保鲜植物激素研究的挑战与展望

0.1%激素含量组织中微量存在136+赤霉素种类结构相似功能各异⁻10⁹M有效浓度纳摩尔级响应灵敏度1000+信号组分复杂调控网络待解析植物激素应用前景可持续农业减少化肥农药依赖粮食安全产量与质量双提升气候变化应对提高作物环境适应性医药价值类似物药用研发课程知识点梳理与小结激素基础知识定义、分类与特性五大经典激素各类激素合成与信号转导新型激素研究油菜素内酯与茉莉酸等激素互作网络协同与拮抗作用应用与前景农业与生物技术发展问题讨论与思考题扩展阅读思考题实践活动《植物激素作用的分子机理》多激素协同调控机制激素处理实验设计《植物激素与农业应用》环境信号如何转化为激素响应信号突变体表型观察《植物激素信号转导》英文专著激素在未来育种中的应用方向设计农业应用小型实验。