今日食普662期:植物激素身世

人类很早就注意到植物生长的一些特殊现象。比如植物的向光性,有人怀疑可能是有某种类似动物激素样功能的植物激素在起作用。正如中学生物课中所介绍的,1880年达尔文父子做的金丝雀鹝草胚芽鞘向光性实验,开启了人类对植物激素的探索之门。

后来研究人员终于在植物的尖端中找到了是吲哚乙酸在起作用,因此叫它生长素。

人们后来陆陆续续在植物体内发现了不少可调控生长的物质,将类似这样的化学物质称作“植物激素”。

对于不了解生物学的人,可能一听到“激素”二字就心惊肉跳。因而有人编造出不少谣言,在不懂的人群中以讹传讹。

植物激素

是植物体内,在极低的浓度下能引发植物生理反应的小分子有机化合物。这类物质是植物生存必不可少的信号分子,参与了植物的各个生命过程。它们影响了植物的细胞分裂、发芽、生根、开花、结果、成熟和衰老,以及性别的决定、休眠和脱落等。

根据来源分为内源激素和外源激素两类。前者是被“发现”的,后者是“发明”出来的。

内源激素 由植物体自身产生的,亦称植物天然激素。

外源激素由人工合成或通过微生物发酵产生的,亦称植物生长调节剂。

内源激素

上个世纪,先发现了植物体内有5大内源激素,即乙烯、生长素(吲哚乙酸类)、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸。

后来又陆续发现了油菜素甾醇(芸苔素内酯)、茉莉酸、水杨酸、独脚金内酯等内源激素。

它们都是简单的小分子有机化合物,能调控自身生理过程,促进抑制生长发育。例如:

  • 乙烯是植物中普遍存在的催熟剂。任何形式的催熟,包括果实自然成熟,以及腐烂、虫咬等所引起的,都是因为产生了乙烯而催化的。

  • 细胞分裂素类,在植物根部产生,起活化细胞分裂作用。

品种有激动素(KT)、玉米素(ZT)等。其原理是提高光合作用速率,加速新陈代谢。

  • 在花芽分化时,赤霉素偏向于促进雌花变成雄花,而生长素类则偏向于促进雄变雌。

  • 脱落酸也叫休眠素,可抑制生长,促使叶子脱落,平衡多种生理作用。

  • 茉莉酸、水杨酸、油菜素内酯等,在对抗病虫害中发挥重要作用。

自从有了越来越先进的检测手段,一个一个的植物激素被发现。这些激素不是孤立发挥作用的,往往互相协同或制约,平衡调节植物生理活动。了解内源激素的作用机理,对提高农产品质量,定向开展植物改造可起重要作用。

外源激素

内源性激素极不稳定,实际上作为农药可供直接使用的天然激素非常少,生产上都是使用另外的人工替代品。

比如乙烯为气体,没法实际应用。而制成的前体化合物乙烯利,纯品为白色针状结晶,工业品为淡棕色液体,储存和运输都很便利。

乙烯利配成水剂后可逐渐释放出乙烯发挥作用。相对于天然的乙烯,乙烯利就属于外源性激素。

外源激素具有与天然激素相同或类似的功效。学术上通常叫“植物生长调节剂”,一般由人工合成生物发酵生产。我国目前允许使用的植物生长调节剂共38种。

在生产实际应用中,人们常说的“植物激素”,基本上是指这些人工生产的植物生长调节剂。

植物生长调节剂可以分为三种。

第一种 激素类似物,比如:

  • 吲哚乙酸(生长素)的类似物,有吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-D等;

  • 细胞分裂素类似物,有6-苄基氨基嘌呤(6-BA)、氯吡(苯)脲等,后者就是传说中的膨大素。常用于提高产量、保鲜,以及获得果实无籽、无核的效果。

第二种 激素调节剂

  • 有的是促进剂,有的是延缓剂抑制剂。比如为了抗倒伏,控制过旺生长的矮壮素、多效唑、调环酸钙、甲哌鎓、烯效唑等。

第三种 多效广谱

比如胺鲜酯,复硝酚钠等。另外还包括抗逆、杀雄、抗旱保水、保鲜等作用的新品种。有的能够加速细胞体内原生质流动速度,改善新陈代谢。

副作用

植物激素的作用机理是,与细胞中的特定分子(受体)结合,产生信号,启动或延缓基因表达,从而改变植物的生长发育进程。这些基因表达,在植物生长发育过程中是本来固有的。植物激素只是改变了发生的时间强度,并不产生新的物质,也就不会有“有害物质”产生。

如果植物激素用量偏多或偏少,或者用的时机不对,对粮食、蔬菜、水果的成熟度营养储存可能产生不利影响。一旦超量使用会立马给颜色看,不仅无效甚至产生副作用

副作用有脱肥、空心等。比如大家熟悉的猕猴桃等水果,提前长大味酸味淡,西瓜开裂等。因此生产上只有犯傻的人才会超量使用植物激素的。

人体没有相应的受体,所以植物激素对人不起作用。植物激素对人不产生效力,就好比女性吃花粉(植物的“精子”)不会怀孕一样。植物激素对儿童生长发育和性早熟的说法更纯属谣言。

这类谣言的荒谬性,不亚于说,草莓表面贴的是芝麻,榴莲的刺是人为安上去的,有人专门给藕打孔……大家认为编造这些谣言的目的是什么?据说与某些极端绿色组织有关。

植物激素也是农药,农作物和果蔬产品的残留量,在国家标准GB 2763-2016和各国标准中均有规定。生产者也应该明白,植物激素不是万能的,不能取代肥料、水分、阳光、温度等作用。

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