作物化学控制原理与技术讲义 4、化控技术可提高作物的抗生物逆境(包括病、虫等)能力 5、解决育种或制种程序上的某些疑难问题(包括杀雄,花期,水 稻的不育系、恢复系、保持系的三系制种。)。 如:a化学杀雄 b杂交水稻制种 c无籽果实的产生 6、控制性别分化 (二)化控技术使改善环境的措施趋于完善或发挥夏大效益,并促 使某些传统措施革新 (三)化控技术可以解决耕作制度改革中的一些难题,有利于多熟 种植的施行 由于我国土地资源有限,人口众多,要想满足人们的需要, 必须充分利用现有资源,使耕地满负荷运转,从而使产量提高, 但高产也有高风险相伴。如一年两熟种植区,由于后期低温,使 次耕作物产量明显下降。但是,应用化控技术可以使产量提高, 使高产高风险转化为高产低风险 (四)化控技术可以增加产量,提高产品的质量和经济效益 1增加产量 2提高产品质量和经济效益 3提高商品价值 (五)化控技术能够诱导开花和调整花期 (六)化控技术可以提高劳动生产率,免除或减少机械修薹植株 我国在农业生产中,手工操作多,如整枝、打杈、除草、收获 等。而囯外多是机械化,如在美国均是化学整枝、化学除草。据统 计,每亩棉田在中国、前苏联、美国所需劳动力分别是40个、5 个、0.5个。在生产中发现以下几个问题
作物化学控制原理与技术讲义 第 6 页 4、化控技术可提高作物的抗生物逆境（包括病、虫等）能力。 5、解决育种或制种程序上的某些疑难问题（包括杀雄，花期，水 稻的不育系、恢复系、保持系的三系制种。）。 如：a 化学杀雄： b 杂交水稻制种： c 无籽果实的产生： 6、控制性别分化 （二）化控技术使改善环境的措施趋于完善或发挥更大效益，并促 使某些传统措施革新 （三）化控技术可以解决耕作制度改革中的一些难题，有利于多熟 种植的施行 由于我国土地资源有限，人口众多，要想满足人们的需要， 必须充分利用现有资源，使耕地满负荷运转，从而使产量提高， 但高产也有高风险相伴。如一年两熟种植区，由于后期低温，使 二次耕作物产量明显下降。但是，应用化控技术可以使产量提高， 使高产高风险转化为高产低风险。 （四） 化控技术可以增加产量，提高产品的质量和经济效益 1 增加产量： 2 提高产品质量和经济效益： 3 提高商品价值： （五） 化控技术能够诱导开花和调整花期 （六） 化控技术可以提高劳动生产率，免除或减少机械修整植株 我国在农业生产中，手工操作多，如整枝、打杈、除草、收获 等。而国外多是机械化，如在美国均是化学整枝、化学除草。据统 计，每亩棉田在中国、前苏联、美国所需劳动力分别是 40 个、5 个、0.5 个。在生产中发现以下几个问题：
作物化学控制原理与技术讲义 7 1在我国用DPC代替整枝打杈等没有推广开,与我国农业机械 化程度落后有关。 2除草剂是在调节剂的应用过程中才发现的,如2,4-D在小 剂量时是调节剂,但大剂量时是除草剂(用于多阔叶林的除草)。 3从脱叶到收获,在美国使用脱叶剂较多,因为它有不同的收 获机械。 从以上可以看出,在我国,如果调节剂推广后,可大大提高劳 动生产率。 §4未来展望:作物化控技术——最具开发潜力的研究领域 植物生长调节剂的应用已对我国农业生产做出巨大贡献。但就 其研究深度、应用范围和规模与其具备的潜力相比较,这些成就只 能说是初步的。随着农业生产的发展,对农业技术的要求越来越高。 实现“三高”农业面临严峻挑战。必须调动一切可行因素,来解决 这些问题。由于植物生长调节剂具备以上介绍的那些特点,能够对 作物施行基因诱导表达调控、生理调控和农业性状调控。所以说 从长远来看,植物生长调节剂是最具潜力、最具开发前景的研究领 域。今后在农业生产上必将发挥越来越重要的作用。本领域近期研 究的主要目标是 1加速推广现已研制成功并确实在农业生产上有实际效益的生长 调节剂,使科研成果迅速转变为生产力。 2开发研制新型高效生长调节剂。在科学实验基础上进行合理混 配,找出具有相同或相加效果的剂型。同时开展多方位试验,以确 定它的作用、效果、使用时期和方法,实用作物及其毒性和残留等。 3在有条件的单位深入开展激素作用机理研究,如基因表达和信号 转导机制等,为新型植物生长调节剂的研制和开发奠定基础。 第二章植物激素系统与植物生长发育的化学控制 §1植物激素的概念、种类及主要生理作用
作物化学控制原理与技术讲义 第 7 页 1 在我国用 DPC 代替整枝打杈等没有推广开，与我国农业机械 化程度落后有关。 2 除草剂是在调节剂的应用过程中才发现的，如 2，4—D 在小 剂量时是调节剂，但大剂量时是除草剂（用于多阔叶林的除草）。 3 从脱叶到收获，在美国使用脱叶剂较多，因为它有不同的收 获机械。 从以上可以看出，在我国，如果调节剂推广后，可大大提高劳 动生产率。 §4 未来展望：作物化控技术——最具开发潜力的研究领域 植物生长调节剂的应用已对我国农业生产做出巨大贡献。但就 其研究深度、应用范围和规模与其具备的潜力相比较，这些成就只 能说是初步的。随着农业生产的发展，对农业技术的要求越来越高。 实现“三高”农业面临严峻挑战。必须调动一切可行因素，来解决 这些问题。由于植物生长调节剂具备以上介绍的那些特点，能够对 作物施行基因诱导表达调控、生理调控和农业性状调控。所以说， 从长远来看，植物生长调节剂是最具潜力、最具开发前景的研究领 域。今后在农业生产上必将发挥越来越重要的作用。本领域近期研 究的主要目标是： 1 加速推广现已研制成功并确实在农业生产上有实际效益的生长 调节剂，使科研成果迅速转变为生产力。 2 开发研制新型高效生长调节剂。在科学实验基础上进行合理混 配，找出具有相同或相加效果的剂型。同时开展多方位试验，以确 定它的作用、效果、使用时期和方法，实用作物及其毒性和残留等。 3 在有条件的单位深入开展激素作用机理研究，如基因表达和信号 转导机制等，为新型植物生长调节剂的研制和开发奠定基础。 第二章 植物激素系统与植物生长发育的化学控制 §1 植物激素的概念、种类及主要生理作用
作物化学控制原理与技术讲义 植物激素的概念 植物激素——是指植物体内产生的,可以在植物体内运输的,用很 低浓度能起很大作用的化学物质。 植物激素的种类及其生理作用 1、生长素(IAA) 最初在1880年, C.Darwin首先提出了植物中存在某种物质, 从顶端向下运转到伸长区,剌激并引起生长的现象。在1928年Went 通过琼脂上胚芽鞘的变化实验证明了这种物质能够从胚芽鞘尖端 向茎部运输,促进生长,从此确定了生长素的存在。 生理作用如下 ①促进细胞伸长 ②促进细胞的分裂与分化 ③促进发根和不定根的形成 ④促进开花 ⑤促进果实形成,诱导形成(无籽果实)单性结实。 ⑥促进顶端优势(抑制侧芽生长) ⑦促进脱落 ⑧促进着果和肥大生长 此外,IAA还有以下作用:促进酶活性提高(纤维素酶、葡聚 糖酶、果胶甲酯酶、AIP酶);促进核酸、蛋白质合成;形成生长 素结合蛋白,参与信号转导;促进基因表达。 2、赤幂素(GA) 生理作用如下 ①促进茎和叶鞘的伸长生长 ②促进丛形植物抽薹 如:花仙子等,但未必能开花 ③促进细胞伸长与分裂 ④诱导花芽形成
作物化学控制原理与技术讲义 第 8 页 一、植物激素的概念 植物激素——是指植物体内产生的，可以在植物体内运输的，用很 低浓度能起很大作用的化学物质。 二、植物激素的种类及其生理作用 1、生长素（IAA） 最初在 1880 年，C.Darwin 首先提出了植物中存在某种物质， 从顶端向下运转到伸长区，刺激并引起生长的现象。在 1928 年 Went 通过琼脂上胚芽鞘的变化实验证明了这种物质能够从胚芽鞘尖端 向茎部运输，促进生长，从此确定了生长素的存在。 生理作用如下： ①促进细胞伸长 ②促进细胞的分裂与分化 ③促进发根和不定根的形成 ④促进开花 ⑤促进果实形成，诱导形成（无籽果实）单性结实。 ⑥促进顶端优势（抑制侧芽生长） ⑦促进脱落 ⑧促进着果和肥大生长 此外，IAA 还有以下作用：促进酶活性提高（纤维素酶、葡聚 糖酶、果胶甲酯酶、ATP 酶）；促进核酸、蛋白质合成；形成生长 素结合蛋白，参与信号转导；促进基因表达。 2、赤霉素（GA） 生理作用如下： ①促进茎和叶鞘的伸长生长 ②促进丛形植物抽薹 如：花仙子等，但未必能开花。 ③促进细胞伸长与分裂 ④诱导花芽形成
作物化学控制原理与技术讲义 ⑤打破种子、块茎、休眠芽的休眠,促进发芽。 ⑥诱导单性结实,形成无籽果实。 如:葡萄、黄瓜、番茄等已在生产上应用。 ⑦延缓衰老,与生长素有类似效果 ⑧促进顶端优势 3、细胞分裂素(CIK) 它的种类很多,至少30多种 生理作用如下 ①促进细胞的分裂和扩大,促进细胞质的分裂,单核细胞可以使组 织扩大。 ②可诱导芽的分化 IAA高浓度利于生根,CT高浓度利于生芽 ③解除顶端优势,在侧芽处用它可抑制侧芽的生长。 ④可以打破休眠,促进芽的萌发 ⑤延缓叶片衰老 这是它特有的作用,衰老时叶片黄化,是由于根系在生育后期上面 开花结果形成细胞分裂素较少,致使叶黄化脱落。 ⑥诱导同化物定向运输(促进物质从老组织向幼组织运输) 在已黄化叶片部位用CT诱导可使其过几天后变绿。 ⑦可促进结实(促进果实肥大、增加雌花,增加坐荚) 可诱导产生无籽果实(以上IAA、GA、CT均可产生无籽果实)。 ⑧促进气孔开放 以上可以看出,抑制植物生长的物质和促进植物生长的物质是 同时存在的。应该注意,酚类物质虽然可以抑制植物生长,但由于 其在植物体内含量较高,故不能称为植物激素。 4、脱落酸(ABA) 从1940年以后便知道,在马铃薯块茎等一些植物的休眠芽中 存在引起休眠和阻止生长的物质,称为阻碍物质β。1963年, E FAddicott、大熊和彦单离出与棉花脱落有关的物质,命名为脱落
作物化学控制原理与技术讲义 第 9 页 ⑤打破种子、块茎、休眠芽的休眠，促进发芽。 ⑥诱导单性结实，形成无籽果实。 如：葡萄、黄瓜、番茄等已在生产上应用。 ⑦延缓衰老，与生长素有类似效果。 ⑧促进顶端优势 3、细胞分裂素（CTK） 它的种类很多，至少 30 多种。 生理作用如下： ①促进细胞的分裂和扩大，促进细胞质的分裂，单核细胞可以使组 织扩大。 ②可诱导芽的分化 IAA 高浓度利于生根，CT 高浓度利于生芽。 ③解除顶端优势，在侧芽处用它可抑制侧芽的生长。 ④可以打破休眠，促进芽的萌发。 ⑤延缓叶片衰老 这是它特有的作用，衰老时叶片黄化，是由于根系在生育后期上面 开花结果形成细胞分裂素较少，致使叶黄化脱落。 ⑥诱导同化物定向运输（促进物质从老组织向幼组织运输） 在已黄化叶片部位用 CT 诱导可使其过几天后变绿。 ⑦可促进结实（促进果实肥大、增加雌花，增加坐荚） 可诱导产生无籽果实（以上 IAA、GA、CT 均可产生无籽果实）。 ⑧促进气孔开放 以上可以看出，抑制植物生长的物质和促进植物生长的物质是 同时存在的。应该注意，酚类物质虽然可以抑制植物生长，但由于 其在植物体内含量较高，故不能称为植物激素。 4、脱落酸（ABA） 从 1940 年以后便知道，在马铃薯块茎等一些植物的休眠芽中 存在引起休眠和阻止生长的物质，称为阻碍物质β。1963 年， E.F.Addicott、大熊和彦单离出与棉花脱落有关的物质，命名为脱落
作物化学控制原理与技术讲义 第10页 素I和Ⅱ。同年确定了该物质的结构,并成功地进行了合成。另 方面,英国人 P.E. Wareing发现在鸡爪械叶片中存在能引起休眠的 物质,命名为休眠素。现已查明,其精致过的物质与脱落素Ⅱ属于 同一种物质。1967年,一直将此而种相同的物质称为脱落酸 ①促进休眠(阻止发芽、促进休眠芽的形成) ABA可诱导多年生的树木种子休眠,其在多年生的种子中含量高。 ②促进脱落(幼果、幼叶) ③促进气孔关闭 ④脱落酸可以抑制细胞生长,促进乙烯形成,与G∧、IAA具有诘 抗的作用。 ⑤促进单性结实,果实肥大,生长(蔷薇) ⑥促进短日照植物花芽形成(矮牵牛) ⑦防止未成熟种子过早穗发芽 ⑧诱导耐胁迫基因表达;参与植物信号转导;调节膜和细胞壁结构; 促进亲水性保护分子形成,维持mRNA稳定;抑制α一淀粉酶的形 成 此外,秃太雄认为(1994),GA还有促进发芽与发根、促进营 养生长、防止生理脱落、抑制离层形成的作用。 5、乙烯 19世纪末,德国由于照明用煤气管破损发生煤气泄漏,附近路 旁的树木由于受害而发生异常形态变化。俄罗斯化学家 Neljubow (1901)因鉴定出煤气中活发调节生长的成分是乙烯而受奖。此后 将煤气中的不纯物质施与豌豆苗上,引起向上弯曲生长。而且发现, 乙烯可促进果实成熟并引起呼吸增强。后来确定了乙烯对番茄、香 蕉等果实成熟的实际效果,并在生产上应用。从1934年到1935年, 有人又从化学上证明了乙烯的发生。1960年以后,由于气相色谱 法的开发与改良,使微量乙烯测定成为可能。至1969年,乙烯便 作为植物激素之一得到共识。 生理功能如下:
作物化学控制原理与技术讲义 第 10 页 素Ⅰ和Ⅱ。同年确定了该物质的结构，并成功地进行了合成。另一 方面，英国人 P.E.Wareing 发现在鸡爪槭叶片中存在能引起休眠的 物质，命名为休眠素。现已查明，其精致过的物质与脱落素Ⅱ属于 同一种物质。1967 年，一直将此而种相同的物质称为脱落酸。 ①促进休眠（阻止发芽、促进休眠芽的形成） ABA 可诱导多年生的树木种子休眠，其在多年生的种子中含量高。 ②促进脱落（幼果、幼叶） ③促进气孔关闭 ④脱落酸可以抑制细胞生长，促进乙烯形成，与 GA、IAA 具有诘 抗的作用。 ⑤促进单性结实，果实肥大，生长（蔷薇）。 ⑥促进短日照植物花芽形成（矮牵牛） ⑦防止未成熟种子过早穗发芽 ⑧诱导耐胁迫基因表达；参与植物信号转导；调节膜和细胞壁结构； 促进亲水性保护分子形成，维持 mRNA 稳定；抑制α—淀粉酶的形 成。 此外，秃太雄认为（1994），GA 还有促进发芽与发根、促进营 养生长、防止生理脱落、抑制离层形成的作用。 5、乙烯 19 世纪末，德国由于照明用煤气管破损发生煤气泄漏，附近路 旁的树木由于受害而发生异常形态变化。俄罗斯化学家 Neljubow （1901）因鉴定出煤气中活发调节生长的成分是乙烯而受奖。此后 将煤气中的不纯物质施与豌豆苗上，引起向上弯曲生长。而且发现， 乙烯可促进果实成熟并引起呼吸增强。后来确定了乙烯对番茄、香 蕉等果实成熟的实际效果，并在生产上应用。从 1934 年到 1935 年， 有人又从化学上证明了乙烯的发生。1960 年以后，由于气相色谱 法的开发与改良，使微量乙烯测定成为可能。至 1969 年，乙烯便 作为植物激素之一得到共识。 生理功能如下：