Ch4.植物荷爾蒙-激勃素2008.pptVIP

Gibberellins 生科四 施彥廷 GA 的發現 在1950s，英、美科學家的研究使得GA為世人所知。 但在這之前，日本科學家便因為水稻因感染fungus而導致 foolish seedling 或 bakanae disease。 1930s，日本科學家從兩種蕈當中，純化並結晶出兩種促進生長物質，分別命名為gibberellin A 和 gibberellin B。 大約在同一時期，東京大學也發現了gibberrllinA1 、 gibberrllinA2 以及 gibberrllinA3(gibberrllin acid)。 1950s，美國與英國科學家分別自高等植物中萃取出gibberellin A。 他們由矮性的玉米(dwarf maize)和矮性的豌豆(dwarf peas)當中發現他們缺乏 gibberellin A1。 目前已發現的GA，已經有上百種相關的結構，其命名方式為gibberellin AX (或GAX )，X為數字，其決定於發現的順序。 GA 對生長和發育的影響 1.GA1 可以促進細胞分裂和細胞生長，從而促進莖的延長，但是只對矮性植物有影響。 2.一般植物在未達成熟前不會開花，GA可以促進植物個體花的生成，也就是讓植物個體由幼年期提早達到成熟期或是生殖期。 3.促進植物結果數量(因能增加結穗)以及促進果實的發育大小。 4.促使種子的萌芽，打破種子休眠，可以用來處理因日照的長短(長日植物在短日下開花)，以及需要低溫處理才會發芽的種子。 5.可以用來促進花的生成，單子葉植物經GA處理，會增加雌花；雙子葉植物則是會增加雄花。 一些有關GA常見的應用 1.促進結果 2.大麥製造麥芽糖 3.增加甘蔗的產量 4.促進植物的繁殖 5.GA的合成抑制物 GA的合成途徑 GA 13-oxidase 於C-13添加氫氧基 GA 20-oxidase 氧化C-20 GA 3-oxidase 於C-3添加氫氧基 GA 2-oxidase 於C-2添加氫氧基 GA抑制劑(生長阻礙劑) 用以抑制GAs的合成，主要分為3大類 1.Onium類化合物 2.含氮的異環化合物 3.Cyclohexanetrione類化合物 植物的高度與內含GA1的關係 GA在頂端組織合成 Elliot et al.在2001年以GA 20-oxidase 的酵素基因表現量測出位於一株植物在頂芽、年輕葉片中測得含有最多的GA酵素基因表現量，所以認定GA在頂端升成。 此外，根尖亦是GA的生產處。 環境對於GA的影響 1.光線對GA1的影響 光線會促進GA3ox基因的transcription，關係到GA20轉換為GA1；一天不到4小時的光照，則可促進GA2ox基因transcription，從而消耗GA1 ， 故光週期可以調節GA1的量。 2.溫度的影響 有些種子需要經過低溫才會發芽，這是因為ent-kaurenoic在低溫時會累積，直到天氣回暖，才轉變為GA9，這會促使植物發芽或開花。 3.Auxin促進GA的合成 GA的生長模式 GA可以使細胞延長並促使細胞分裂 GA促進細胞壁延長並非是將細胞壁酸化，而是使用XET 種子發芽合成α-amylase 由於糊粉層細胞是大麥形成α-amylase的主要部位，因此相關的研究都是以分離的糊粉曾來進行，優點如下: 1.糊粉層僅有一類的細胞 2.只有GAs可以使其產生α-amylase 3.糊粉層細胞不會分裂 4.由此分離之原生質體對GAs有反應 5.容易由糊粉層分離出核 GA可以提高α-amylase mRNA的轉錄效率 GA3會藉由抑制轉錄和轉譯的抑制子，促使α-amylase 的合成。 經放射性同位素標定，可以確定α-amylase為胺基酸新合成而成，並非原本便存在的酵素。 GA-MYB 轉錄因子調控α-amylase Gene的表現 * *