2．物理和化学方法 植物激素的测定分析采用薄层层析、气相
色谱（gas chromatography，GC）、高效液相层析（high liquid performance chromatography，HPLC）、质谱分析（mass spectrography，MS）等，其原理大都是基于不同物质在不同介质中 的分配系数。测定生长素含量可以达到10-12g的水平。如GC测定乙 烯含量；气质联谱（GC-MS）分析赤霉素。
二、植物激素的种类及相互之间的作用 目前公认的植物激素有五大类： 生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯、脱落酸。 植物体内存在油菜甾体类（BR）、多胺（PA）、茉莉酸 （MJ）、水杨酸（SA）、寡糖素等也具有近似激素的特性。 我国科学家发现玉米赤烯酮等 起初人们认为某一种植物生理作用具有专一性。例如生长素 促进细胞体积扩大；赤霉素促进茎伸长生长；细胞分裂素促 进细胞分裂；脱落酸促进休眠以及乙烯促进果实成熟等。后 来发现上述每一种生理现象的控制因素极为复杂，不是一种 激素起一种作用，是各种激素之间相互作用的综合表现。
2.
不同激素间的拮抗作用
不同激素间的拮抗作用，生长素与细胞分裂素对植物顶端优势有 相反的效应，生长素与乙烯对叶片脱落也有相反的作用，脱落酸对生 长素、赤霉素或细胞分裂素的生理作用也有分别的拮抗作用。
3. 某种激素通过影响其它激素的合成、运输及代谢而改 变后者浓度。
生长素提高乙烯：较高浓度的生长素对植物体内乙烯合成有显著的 促进作用，生长素提高乙烯合成效率，乙烯抑制生长素在植物体内运 输并影响生长素的代谢。 GA与生长素：GA抑制生长素结合态的形成及氧化酶的活性，从而提 高生长素的浓度；赤霉素则能促进生长素的生物合成作用。
激素特点： ①产生于植物体内特定部位，是植物正常生长发育过程中或特殊环境下 的代谢产物；
②能够从合成部位运输到作用部位；
③不是营养物质，低浓度产生各种特殊的调控作用（生长、抑制）。
激素合成部位:
IAA在分生组织及种子内合成； GA主要在生长的种子中合成； CTK主要在根尖合成； ABA和乙烯虽能在不同器官合成，但在成熟、衰老和胁迫环 境下能在特殊部位大量产生。 激素运输特点: 植物激素运输主要为微管系统，生长素在胚芽鞘及幼茎组 织的细胞间短距离运输, 有极性运输特点，而且与细胞的 伸长有关，其它激素无极性运输。
3．免疫分析法 利用抗原与抗体的特异性反应来检测激素的一种
方法根据不同的已知浓度的抗原与抗原抗体沉淀量的关系式，便可 计算出样品中激素的含量。当前常用的两种激素定量技术。
放射免疫法：如用放射性抗原，则可通过测定放射性强度来定量。 如放射免疫测定法，
酶联免疫吸附检测法：采用酶标记的抗体来指示抗原抗体结合的微 量测定法。酶作用底物的呈色反应鉴定激素含量。
1. 不同激素间浓度和比例的影响
生长素与细胞分裂素共同控制烟草愈伤组织的生长与分化，这
种作用取决于生长素和细胞分裂素的各自浓度与适当的比例，表现出 两种激素相辅相成的作用。
植物激素相互控制雌雄异花及雌雄异株花植物的性别分化，乙 烯与赤霉素的浓度比值高低有利于黄瓜雌花分化，相反的情况则有利 于雄花的分化。在雌雄异株的大麻及菠菜实验中，花性别分化取决于 细胞分裂素与赤霉素浓度的比值。
五、激素受体研究 过去认为，植物激素本身可以作用于DNA，导致特定基因的活化引起 生理反应。现代生物学的研究成果来看，五大类激素的分子量都不大， 它们有可能和DNA某些碱基上的基团发生反应，激素和DNA分子的直接 作用不可能导致特定基因的表达。和动物生理中情况一样，激素必须 首先与受体结合，引起受体蛋白激活，激活的受体将引起某些生理反 应，如某些离子的吸收与释放，特定蛋白质的磷酸化和去磷酸化。这 些生化上的变化可引起一系列的连锁反应，最终导致特定基因表达。 从激素与受体结合到激素诱导基因表达的过程，称为激素的信号传导 （signal transduction）。
生长素 (Auxin)
Charles Darwin （1880）金丝雀隔草的向光性实验。认为向光弯曲，尖端产 生一种影响，向下传递的结果。使胚芽鞘向光面和背光面生长不均匀所制。 Boysen Jensen （1910） 切去胚芽鞘尖端，失去向光性，而将尖端和琼脂粘 会去，恢复向光性。 荷兰的 F.W.Went（1928）的燕麦胚芽鞘试验。为以后生长素的生物学鉴定提 供技术，燕麦试验（avena test）。 F.Kogl Thimann（1944）从人尿或麦芽中提取，并鉴定为吲哚乙酸（indole3-acetic acid IAA），在十字花科植物中提取吲哚乙氰；未成熟的豌豆子粒 分离到4-氯吲哚乙酸，在玉米、大麦中分离苯乙酸（PAA）。此外是人工合成 生长素类。
1 .生长素与植物生长
植物生长是细胞分裂及细胞扩张的总和，细胞的分裂只发生在植物分 生组织中，而细胞扩张则发生在植物各器官的伸长区，而且是植物体 积及重量增加的主要途径。 细胞的扩张主要是由细胞结构松弛及水分渗入细胞引起。细胞扩张受 三个主要因素控制： ①细胞壁的伸展性（Extensibility）； ②细胞内溶质的浓度；
通过在自然界筛选或化学诱变，得到了适合于不同研究目的的突变 体（mutant）和营养缺陷型（auxotroph），激素合成基因突变体。
通过基因工程的方法，成功地从农杆菌和假单孢菌中克隆出生长素 和细胞分裂素地代谢基因，获得了转基因植物（transgenic plant）， 使人们有可能改变植物内源激素水平，特别是生长素和细胞分裂素地 浓度和分布，重新检查各种生理现象。
四、植物激素的研究方法 过去研究激素的生理作用及作用机理，多采用外源激素及对内源激 素水平的检测。观察对植物生长发育影响。这种方法为人们认识激素 的功能积累了大量的知识。但却存在很大的局限性，例如受到吸收、 运转和内外因素的干扰。在细胞中的有效浓度，有很大的差异。
分子生物学和遗传学的手段在研究植物激素领域中的应用和发展， 大大地促进了人们对激素作用的认识。
转基因植株可以形成新品种，优良性状可以稳定地在后代保留下来。 近年来通过乙烯基因工程培育耐贮藏的蔬菜、果实新品种有重大突破， 有的已上市。 可以看出，十多年来分子生物学和遗传学已成为植物生长物质研究 领域中不可缺少的部分。研究已发展到分子水平上，受体、信号传导 基因表达等内容。采用的分子生物学技术，如基因分离、克隆重组、 体外翻译和转录、反义RNA技术和转座子的研究，激素突变体筛选。 在深入了解激素生物功能和作用机理的基础上，将可望通过基因工程、 细胞工程改造植物，为遗传育种展示了广阔的前景。
③质膜渗透性（Permeability）。
其中生长素的主要作用在于增加细胞壁的伸展性，细胞壁的伸展性又 分弹性（Elasticity）和可塑性（Plasticity），生长素均对两者有 作用，而可塑性影响最大。
Bouchet (1993)研究IAA促进绿 豆下胚轴生长的两个显然不同 的阶段。IAA处理后8—10分钟 开始表现生长的促进，30—60 分钟生长率达到高峰，以后下 降，2小时后生长率再度上升。 对这种生长现象解释： 第一阶段的迅速短暂生长是由于 H+分泌及细胞壁酸化而引起细 胞壁的伸展。 第二阶段的持续生长是由于细胞 壁构成物质的产生，合成物质 增加。
高 级 植 物 生 理 学
Advanced plant physiology
植物激素
PLANT HORMONE
植物生长发育的调控不仅是一门基础生物科学，并且是广 泛用于农林、园艺等生产之中。 在植物生长发育过程中，在植物体内有多种有机物与无机 物，通过代谢作用供给细胞生长与分化所必须的基本物质。 植物激素则调控细胞生长与分化方向与进度。 对植物体内激素的合成、代谢、运输与分布进行有效的遗 传调控、化学调控和环境调控。从而提高农作物的产量与 品质。
基因4编码异戊烯基转移酶（ipt），这个酶催化细胞分裂素生物合 成中最重要的一个限速反应。
除农杆菌外，从假单孢菌也分离出iaaL（吲哚已酰赖氨酸合成酶）， 可用以转化植物，可以选用不同的起动子（promoter）来控制基因的 表达活性，从而提高植物体内激素的合成，或降低体内的激素水平， 以便能更深入地研究激素地作用机理，有效地控制植物地生长发育。
三、植物激素的测定方法
激素在植物体内含量极低，性质又不稳定，加之细胞中其他化合物 的干扰，故测定方法必须十分灵敏和专一。通常先用合适的有机溶剂 来提取，既要避免许多干扰物质，又要防止激素破坏。其次采取各种 萃取或层析步骤，使激素得到部分提纯，然后用生物的、物理或化学 方法测定其含量。 1．生物测定法 是通过测定激素作用于植物或离体器官后，所产 生的生理生化效应的强度，从而推算出植物激素含量的方法。如小麦 胚芽鞘切段伸长法；根据赤霉素与α－淀粉酶活性原理，用半粒种子 法；萝卜子叶增重法测定细胞分裂素含量等。
4. 不同激素的连锁性作用。
植物内源激素的含量往往伴随生长发育进程而有显著的变化，这 种现象揭示在不同生长发育阶段相应由不同激素起着特定作用。对整 个生长发育过程而言，各种激素起着连锁性的作用。 小麦成熟阶段种子中内源细胞分裂素、赤霉素、生长素与脱落 酸的含量在其灌浆至成熟过程中相继出现高峰；当种子由休眠、后熟 直至萌芽阶段，其内源激素含量的变化趋势与上述过程相反。 生长过程中植物组织对不同激素的敏感性变化。例如：燕麦胚 芽鞘在生长初期对赤霉素最敏感，而在生长中期及后期对细胞分裂素 及生长素的敏感性增强。
生长素
tRNA
转运RNA
氨基酸 （由tRNA带来的）
组蛋白
信使核糖核酸
DNห้องสมุดไป่ตู้ DNA
转录
mRNA
转译
蛋白质
图2-2生长素释放合成mRNA的DNA模板示意图
• 植物激素受体的研究是从激素 的结合蛋白入手，受体蛋白与 其激素分子之间应有很强的亲 和力，但与激素有很强亲和力 的蛋白却并非都是受体，激素 受体的一个重要特性是激素分 子和受体结合后能使受体激活， 激活受体可引起细胞生理反应。 • 生长素受体研究较快，已分离 出数种生长素受体，其中有三 种位于膜上，其他激素受体研 究进展研究较慢，有在蚕豆保 卫细胞原生质体中分离到ABA结 合蛋白，有10～12kd乙烯结合 蛋白。