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植物激素专题一:生长素的合成、运输与作用

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植物激素在植物体内起着关键的调节作用。其中,生长素(auxin)以其促进生长的功能,广泛分布在植物体的幼嫩、正在生长的部位,如禾谷类的胚芽鞘、双子叶植物的茎顶端、幼叶、花粉、子房、生长的果实和种子等。生长素的核心化学成分是吲哚乙酸(IAA),而IAA的合成途径主要有两条:一是依赖色氨酸的合成途径,涉及吲哚乙醛肟、吲哚丙酮酸、色胺、吲哚乙酰胺等多种途径,二是非色氨酸依赖途径。

极性运输是生长素分布的关键,尤其在胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间,进行短距离的主动运输。在成熟组织中,生长素则通过韧皮部进行非极性运输,运输方向取决于两端有机物的浓度差等多因素。在植物发育过程中,生长素表现出双重作用,既能促进生长和发育,如雌花形成、单性结实、子房壁生长、维管束分化、叶片扩大、侧根形成、种子和果实的生长与伤口愈合等;也能抑制生长,如花的脱落、果实的脱落、幼叶的脱落、侧枝生长和块根形成。这些功能与生长素的浓度、植物种类和植物不同器官对生长素的敏感度相关。

生长素的检测在科学研究中具有重要性。当前液质联用(LC-MS)技术因其高灵敏度、提供重要结构信息、稳定同位素内标使用提高准确性及避免衍生化处理的特性,在植物激素研究中表现出了巨大潜力,成为生长素检测的主要手段。LC-MS技术通过精确测定生长素的浓度,不仅能深入了解植物激素在植物体内的作用机制,而且有助于植物生理和发育的研究,为植物科学提供了新的研究工具和视角。