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21293-29-8 / 神奇的脱落酸

越战期间,越南人民运用热带丛林游击战给予美军重创,美军为了对付神出鬼没的游击战,从飞机上喷洒了一种物质,使山上的树林大面积落叶,草木枯死,并且几年内植被都难以恢复。这种秘密武器到底是什么呢?这种秘密武器就是脱落酸(英文缩写ABA)。

在大自然中我们常会看见植物的叶子,花瓣,果实脱落的现象,这些现象与脱落酸息息相关。脱落酸是一种植物激素,能诱导植物落叶落果。外施脱落酸到完整的植物上,对花果的脱落作用较为有效。例如,其能有效地加速葡萄、柑橘、苹果等成熟果实和葡萄花的脱落。脱落酸在衰老的叶片组织、成熟的果实、种子及茎、根部等许多部位形成。水分亏缺可以促进脱落酸形成。初秋时节,激素脱落酸等物质聚积到树叶里,树叶便开始变黄,脱落。在农业生产上,棉花的机械化采摘可利用脱落酸,因为棉铃的脱落受脱落酸的调节,所以需要采摘时可利用施用脱落酸使棉铃脱落,节省劳动力。

神奇的脱落酸

脱落酸的特性:

植物的"生长平衡因子"

脱落酸又叫S-诱抗素。具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力。可有效调控植物的根/冠和营养生长与生殖生长,对提高农作物的品质、产量具有重要作用。

植物的"抗逆诱导因子"

S-诱抗素是启动植物体内抗逆基因表达的"第一信使",有效激活植物体内抗逆免疫系统。具有培源固本,增强植物综合抗性的能力。对农业生产上抗旱节水、减灾保产和生态环境的恢复具有重要作用。

脱落酸的作用:

促进脱落

从脱落酸的名称可知、加速植物器官脱落是ABA的一个重要生理作用。

关于ABA引起叶、花和果实的脱落问题,存在不同的看法。Addicott(1982)作为ABA的发现者之一,根据大量事实认为内源ABA促进脱落的效应是肯定的。但用ABA作为脱叶剂的田间试验尚未成功。这可能是由于叶片中的IAA,GA和CTK对ABA有抵消作用。

Milborrow(1984)认为外源的ABA能引起脱落,但比外源乙烯的作用低。

Osborne(1989)在评述乙烯和ABA对脱落的作用时得出结论,ABA在脱落方面可能没有直接的作用,而只是引起器官细胞过早衰老,随后刺激乙烯产量的上升而引起脱落,真正的脱落过程的引发剂是乙烯而不是ABA。

抑制生长

ABA是一种较强的生长抑制剂,可抑制整株植物或离体器官的生长。ABA对生长的作用与IAA,GA和CTK相反,它对细胞的分裂与伸长起抑制作用。它抑制胚芽鞘、嫩枝、根和胚轴等器官的伸长生长。

促进休眠

在秋季短日下,许多木本植物叶子ABA含量增多,促进芽进入休眠。将ABA施到这些木本植物生长旺盛的小枝上,会引起芽休眠。马铃薯的休眠芽中也含有较多ABA。因此,可用ABA处理马铃薯,以延长其休眠期。

神奇的脱落酸

引起气孔关闭

调控气孔关闭的信号转导途径有两条:促进气孔关闭和抑制气孔张开。在缺水条件下,植物叶子中ABA的含量增多,引起气孔关闭。这是由于ABA促进钾离子、氯离子和苹果酸离子等外流,就促进气孔关闭。用ABA水溶液喷施植物叶子,可使气孔关闭,降低蒸腾速率。因此,ABA可作为抗蒸腾剂。另外,ABA抑制钾离子和质子泵的作用,就抑制气孔张开。

调节种子胚的发育

近年来注意到,在种子胚发育期间,内源ABA作为正的调节因子起着重要的作用。内源ABA可使胚正常发育成熟以及抑制过早萌发。在未成熟胚培养中,外源ABA能引起加速某些特别贮藏蛋白质的形成;如缺乏ABA,这些胚或者不能合成这些蛋白质,或者形成很少。这说明,种子发育早、中期的ABA水平控制着贮藏蛋白质的积累。ABA是否也控制着发育中的胚的淀粉和脂肪的积累,是一个待研究的问题。

此外,ABA还可作为植物防御盐害、热害、寒害的物质,这可能与它能促使植物生成新的胁迫蛋白有关。ABA还可促进一些果树(如苹果)的花芽分化,以及促使一些短日植物(如黑醋栗)在长日条件下开花。

增加抗逆性

一般来说,干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境都能使植物体内ABA迅速增加,同时抗逆性增强。如ABA可显著降低高温对叶绿体超微结构的破坏,增加叶绿体的热稳定性;ABA可诱导某些酶的重新合成而增加植物的抗冷性、抗涝性和抗盐性。因此,ABA被称为应激激素或胁迫激素(stress hormone)。

影响性分化

赤霉素能使大麻的雌株形成雄花,此效应可被脱落酸逆转,但脱落酸不能使雄株形成雌花。