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导致作物休眠的最大因素——脱落酸(ABA)

TIME:2021-05-20    来源:本站

果实采摘后的农事操作常常会在叶子脱落完后才开始进行,例如修枝、埋肥等;冬天后果树进入休眠状态,通常需要一定量的低温才会使果树恢复生长。那么这一系列现象的后面都在一个幕后推手在操控,它就是今天的主角——脱落酸(ABA)



 
1、前世今生
1961年W.C.刘和H.R.卡恩斯从成熟棉铃里分离出一种能使外植体切除叶片后的叶柄脱落加速的物质结晶,称为“脱落素Ⅰ”,但未鉴定其化学结构。
1963年大熊和彦和F.T.阿迪科特等从棉花幼铃中分离出另一种加速脱落的物质结晶,叫做脱落素Ⅱ。同年C.F.伊格斯和P.F.韦尔林用色谱分析法从欧亚槭叶子里分离出一种抑制物质,能使生长中的幼苗和芽休眠,他们命名为休眠素。
1965年韦尔林等比较研究休眠素和脱落素Ⅱ的化学性质后,证明两者是同一物质,分子式与大熊和彦等1965年提出的一致。统一命名为脱落酸。它在植物中普遍存在。
现在的脱落酸泛指能引起芽休眠、叶子脱落和抑制细胞生长等生理作用的植物激素
2、 存在部位
脱落酸的合成部位主要是根冠和萎蔫的叶片,茎、种子、花和果等器官也有合成脱落酸的能力。例如,在菠菜叶肉细胞的细胞质中能合成脱落酸,然后将其运送到细胞各处。脱落酸是弱酸,而叶绿体的基质呈高pH,所以脱落酸以离子化状态大量积累在叶绿体中。植物体内ABA含量一般为0.03~4.0mg/kg鲜重。水生植物中含量较低,为3~5μg/kg鲜重。禾谷类植物叶片中含量为50~500μg/kg鲜重。许多器官中都有ABA存在,包括叶、芽、果实、种子和块茎。果实中ABA含量最高,鳄梨中果皮ABA含量可达10mg/kg鲜重。
3、 生理效应
   脱落酸是一种羟酸,在植物体内在酶的作用下,容易发生脱水反应,具有抑制植物细胞分裂和生长,使之休眠,形成离层,加速叶片器官的衰老和脱落的作用。
(1)抑制与促进生长:外施脱落酸(ABA)浓度大于或等于10-7mol时会抑制茎、下胚轴、根、胚芽鞘或叶片等器官的生长。但小于或等于10-7mol时可促进离体黄瓜子叶生根与下胚轴的伸长,加速浮萍的繁殖,刺激单性结实种子的发育。2ppmABA还可拮抗高浓度IAA(50~100ppm)对燕麦中胚轴的毒害作用。
(2)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。
(3)促进果实与叶的脱落:棉花受精后5~10日,幼龄的ABA含量剧增,此时正是脱落敏感期,棉铃开裂时,ABA含量再次上升。表明棉铃的脱落和衰老均与ABA有关。
(4)促进气孔关闭:脱落酸(ABA)可使保卫细胞的K+外渗增加而失去膨压,导致气孔关闭。将离体叶片表皮漂浮于各种浓度的ABA液面上,在一定范围内气孔的开度与ABA浓度成反比例,这已成为检测ABA的一种生物试法。ABA可使气孔快速关闭,对植物又无毒害,是一种极好的抗蒸腾剂。
(5)影响开花与性分化:于长日条件下,ABA可使草莓与黑莓顶芽休眠并促进开花。GA能使大麻的雌株形成雄花,此效应可被ABA逆转,但是ABA却不能使雄株形成雌花。
(6)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。
4、 常见产品
截止2017年5月,国内已有7家企业取得19个脱落酸产品登记证,取得原药登记4个,取得制剂登记15个(表1)。