赤霉素的中英文介绍

赤霉素

一种以四环二萜类化合物作为反式赤霉胺基本骨架的植物激素。由ent- ka-urene生物合成。根据分离的先后顺序,将其命名为赤霉素A(缩写为GA)。已经鉴定了四十多种赤霉素,但并不是所有的赤霉素都有生理作用。C19-GA与r-内酯及其前体C20-GA以结合赤霉素的形式存在。GA是从水稻恶苗病菌的培养液中分离出来的[完整世代为GI-B Berella Fujikuroi (Sawada) W λ,不完整世代为串珠镰孢菌Sheldon由黑泽秀树于1926年发现,后由Kenichiro Toshida和Yukuke Sumi (650)发现。该晶体的有效成分后来被鉴定为GA1、GA2和GA3的混合物。自从J. MacMilan和J. Suter (1958)从高等植物中分离出GA1以来,迄今为止已经获得了20多种含有赤霉素的低等植物,它们也广泛存在于植物界。在高等植物中,赤霉素是在未成熟的种子、顶芽和根中合成的。GA典型的生理功能是促进枝条的生长,尤其是无害植物的整体生长。植物的矮化被认为主要是由体内GA合成系统的遗传异常引起的。为了供给GA,矮化可以恢复正常。即使在无诱导的条件下,GA处理也能使植物以莲座状抽薹生长。一般对根的生长没有影响。GA促进生长的作用被认为是促进细胞分裂和细胞伸长,但认为GA促进细胞伸长的作用与生长素的作用密切相关。此外,GA还能打破种子和芽的休眠,促进长日照植物的开花,诱导葡萄单性结实,抑制某些植物的叶片衰老。在谷类种子的糊粉层中,它能诱导水解酶如α-淀粉酶(胚乳测定)、核糖核酸酶和蛋白酶的重新合成。

赤霉素是一种属于二萜类的植物激素。1926期间,日本病理学家黑泽明发现,水稻植株的过度生长是由赤霉菌分泌造成的。1935从日本莆田的赤霉菌中分离出一种活性产物,结晶后命名为赤霉素(GA)。第一个分离和鉴定的赤霉素是赤霉酸(GA3),从高等植物和微生物中已经分离出70多种赤霉素。赤霉素是酸性的,因为它含有羧基。内源赤霉素以游离和结合两种形式存在,可以相互转化。

赤霉素是最稳定的溶液,pH值为3~4。pH值过高或过低都会使赤霉素变成没有生理活性的假赤霉素或赤霉酸。赤霉素的前体是贝壳杉烯。有些生长延缓剂如Amo -1618和矮壮素能抑制贝壳杉烯的形成,而Fosfon -D能抑制贝壳杉烯转化为赤霉素。赤霉素通常在植物的嫩叶、芽、幼根和未成熟的种子中形成。不同的赤霉素存在于各种植物的不同器官中。幼叶和嫩枝顶端形成的赤霉素通过韧皮部输出,根部产生的赤霉素通过木质部向上运输。

赤霉素中,GA3的生理活性最强,也是研究最多的一种,它能显著促进植物茎叶的生长,特别是对遗传和生理上的矮化植物。可以替代部分种子发芽所需的光照和低温条件,从而促进发芽;它能使长日植物在短日条件下开花,缩短生命周期;能诱导开花,增加瓜类雄花数量,诱导单性结实,提高座果率,促进果实生长,延缓果实衰老。此外,GA3还可用于防止果皮腐烂;棉花盛花期喷施,可减少蕾铃脱落;浸泡马铃薯种子可以打破休眠;浸泡大麦种子可以增加麦芽糖产量等等。

赤霉素的许多生理效应都与其对植物组织中核酸和蛋白质的调节有关。它不仅能激活种子中的各种水解酶,还能促进新酶的合成。研究最多的是GA3对大麦籽粒中α-淀粉酶产生的显著影响。此外,它还诱导蛋白酶、β-1,3-葡萄糖苷酶和核糖核酸酶的合成。赤霉素刺激茎伸长,与核酸代谢有关。它首先作用于脱氧核糖核酸(DNA)激活DNA,然后转录成信使核糖核酸(mRNA),再从信使核糖核酸翻译成特定的蛋白质。

赤霉素

以内赤霉胺骨架为特征的高等植物激素家族的成员。其中一些化合物对植物生长和发育的许多方面有深远的影响,这表明了其重要的调节作用。

有两类赤霉素:19碳赤霉素和20碳赤霉素。由20碳赤霉素形成的19碳赤霉素是生物活性形式。赤霉素也根据与赤霉胺骨架碳原子相连的羟基的位置和数量而变化。羟基化对生物活性有深远的影响。

赤霉素在调节高等植物发育过程中最明确的作用可能是茎的生长。gibbe rellin诱导的干细胞生长的细胞基础可以是干细胞髓细胞长度的增加或主要是细胞数量的增加。施用赤霉素通常可以促进休眠种子的萌发,这种能力表明赤霉素参与了打破休眠的过程。赤霉素也与种子萌发的其他方面密切相关。施用赤霉素促进或诱导植物开花,这些植物需要寒冷或长时间的光照来诱导开花。赤霉素很可能不是开花激素或花的刺激物,因为花的刺激物在所有的反应类型中都是相同或相似的。赤霉素的应用经常改变性别表达,通常导致雄花数量的增加。参见休眠;花;植物生长;种子。

虽然与除草剂等其他农用化学品相比,赤霉素在农业中的应用有限,但已经开发了几种重要的应用,包括生产无核葡萄。开花期施用赤霉素可增加浆果大小,减少浆果腐烂。赤霉菌素也用于增加酿造用大麦芽的产量,并减少完成制麦芽过程所需的时间。赤霉素在植物育种中有重要的应用。赤霉素在农业上的其他用途包括减少柑桔果皮变色、增加甘蔗产量、刺激果树结果和促进芹菜叶柄生长。参见植物激素。