一、植物生長物質的概念及其種類?

植物生長物質(plant growth substances)是調節植物生長發育的微量化學物質。它可分為兩類：植物激素和植物生長調節劑。?

植物激素(plant hormones，phytohormones)是指在植物體內合成的、通常從合成部位運往作用部位、對植物的生長發育產生顯著調節作用的微量小分子有機質。?

植物激素這個名詞最初是從動物激素衍用過來的。植物激素與動物激素有某些相似之處，然而它們的作用方式和生理效應卻差異顯著。例如，動物激素的專一性很強，并有產生某激素的特殊腺體和確定的“靶”器官，表現出單一的生理效應。而植物沒有產生激素的特殊腺體，也沒有明顯的“靶”器官。植物激素可在植物體的任何部位起作用，且同一激素有多種不同的生理效應，不同種激素之間還有相互促進或相互頡頏的作用。?

到目前為止，有五大類植物激素得到大家公認，它們是：生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、脫落酸和乙烯。?

植物體內激素的含量甚微，7 000～10 000株玉米幼苗頂端只含有1μg生長素；1kg向日葵鮮葉中的玉米素(一種細胞分裂素)約為5～9μg。?

由于植物體內植物激素含量很少，難以提取，無法大規模在農業生產上應用。隨著研究的深入，人們合成(或從微生物中提取)了多種與植物激素有相似生理作用的物質，稱為植物生長調節劑(plant growth regulators)。?

除了五大類植物激素外，人們在植物體內還陸續發現了其它一些對生長發育有調節作用的物質。如油菜花粉中的油菜素內酯，苜蓿中的三十烷醇，菊芋葉中的菊芋素(heliangint)，半支蓮葉中的半支蓮醛(potulai)，羅漢松中的羅漢松內酯(podolactone)，月光花葉中的月光花素(colonyctin)，還有廣泛存在的多胺類化合物等都能調節植物的生長發育。此外，還有一些天然的生長抑制物質，如植物各器官中都存在的茉莉酸、茉莉酸甲酯、酚類物質中的酚酸和肉桂酸族以及苯醌中的胡桃醌等。這些物質雖然還沒被公認為植物激素，但在調節植物生長發育的過程中起著不可忽視的作用。已有人建議將油菜素甾體類和茉莉酸類也歸到植物激素中。隨著研究的深入，人們將更深刻地了解這些物質在植物生命活動中所起的生理作用。

九種類型的植物激素和代表結構

二、研究植物生長物質的方法?

激素在植物中的含量極低，性質又不穩定，加之細胞中其他化合物的干擾，故測定的方法必須十分靈敏和專一。通常首先用合適的有機溶劑來提取，既要避免許多干擾物質，又要防止破壞激素本身。其次采用各種萃取或層析步驟，使激素得到部分提純。然后再用生物的、物理的或化學的方法測定其含量。

(一)生物測定法 ?

生物測定法是通過測定激素作用于植株或離體器官后所產生的生理生化效應的強度，從而推算植物激素含量的方法。?

比如生長素的生物測定，可用小麥胚芽鞘切段伸長法。將小麥胚芽鞘對生長素敏感的部分切成一定長度的小段，將其浸在含有生長素的溶液中，在一定濃度范圍內，芽鞘切段的伸長與生長素濃度的對數成正比，因而把芽鞘切段在樣品提取液中的伸長與標準液中的切段伸長相比，即可推算出樣品中的生長素含量。

又如根據赤霉素誘導α-淀粉酶活性的原理，將去胚大麥種子與赤霉素一起保溫，在一定范圍內赤霉素誘導的α-淀粉酶活性的強弱與赤霉素濃度成正相關，據此來估計樣品中赤霉素的含量。?

早期激素的鑒定幾乎全靠生物測定法，但因其靈敏度及專一性均不夠高，近已漸漸少用。但對于從大量人工合成的化合物中篩選植物生長調節劑，生物鑒定法仍不失為行之有效的手段。

此外，采用缺乏某種激素的基因型突變品系作測試材料，可顯著提高生物鑒定法的靈敏度，這已受到許多研究者的關注和利用。?

(二)物理和化學方法?

隨著物理和化學方法的發展，植物激素的測定分析采用薄層層析(thin layer chromatography,TLC)、氣相色譜(gas chromatography,GC)、高效液相層析(high performance liquid chromatography,HPLC)和質譜分析(mass spectrography,MS)等，其原理大都是基于不同物質在不同介質中有不同的分配系數。用這些方法測定生長素可達到10-12g的水平，相當于一個豌豆莖切段或一個玉米谷粒中的生長素含量。并可正確分析生長素的前體、生長素的代謝以及生長素在植物體中的分布等。?

色質聯譜(GC-MS)可以更為精確地檢測多種激素，比如赤霉素的測定，先用氣相色譜分離提取出混合物中的幾十個組分，然后將赤霉素組分再進入質譜儀進行定性定量分析，由于質譜專一性很強，不致造成對非赤霉素物質的錯誤判斷。

一般檢測之初，需先用有機溶劑從植物組織提取游離態激素。但因激素常以各種結合態存在，在操作過程中必須防止結合態激素的水解。為了避免內源激素在提取與純化過程中的損失，常以放射性同位素3 H或14 C、或以穩定性同位素2 H或13 C標記的激素作為內在標準物。?

乙烯是一種氣態激素，用氣相色譜儀測定是目前普遍應用的一種靈敏、準確的方法，測定一個樣品只要幾分鐘的時間。通常將植物組織產生的乙烯累積在一個密閉容器中，用注射器抽取氣體，在氣相色譜儀上分離測定。

(三)免疫分析法 ?

近年來發展起來的免疫分析法被用來定性、定量測定各種植物激素，它是基于動物體對進入其血液的外來物質的免疫性。當一種抗原導入兔子、老鼠等動物血液中后，動物的保衛機制便產生出專一的抗體蛋白質。抗原通常是蛋白質，植物激素如生長素不是抗原，但只要把它們化學結合到蛋白質分子上(如人血清蛋白)，就可轉化成抗原分子，當將此抗原注射到兔子中，幾十天后便會形成對生長素的專一抗體(圖7-1)。把血液進行離心，即可得到抗體部分。在血清部分含有許多球蛋白(抗體)，但只有一種對注射的抗原起反應。當抗體和抗原相互接觸就會產生沉淀反應，根據不同的已知濃度的抗原與抗原抗體沉淀量的關系式，便可計算樣品中的激素含量，如用放射性抗原，則可通過測定放射性強度來定量，常用的放射性元素有3 H，125 I。