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第四节 乙 烯

一、乙烯(ethtlene)的分布与生物合成

(一)乙烯的分布

 高等植物各器官都能产生乙烯,但不同组织、器官和发育时期,乙烯的释放量是不同的。

(二)乙烯的生物合成过程

 乙烯的前身:

 蛋氨酸(methionine)标记蛋氨酸的C-3,C-4,发现新形成的乙烯标记上,说明C-3和C-4转变为乙烯。

  D.O.Adamst和杨祥发在1979年证实蛋氨酸转变为S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl methionine,SAM), 催化SAM为1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)的是ACC合酶(ACC synthase).ACC在有氧条件政ACC氧化酶(ACC oxidase)催化下,形成乙烯。乙烯是在细胞的液泡膜的内表面合成的。

  植物组织的蛋氨酸水平太低,要维持正常的乙烯产率,硫一定要再循环。蛋氨酸的CH3S-基是保留在组织内的。

  ACC除了形成乙烯以外,也会转变为结合物N-丙二酰-ACC(N-malonyl-ACC,MACC),是不可逆反应,因此MACC是的最终产物,它有调节乙烯生物合成的作用。

      4   3  2  1
 CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH
         |                    
          NH2
           
        (蛋氨酸)

(三)乙烯生物合成的酶调节

 1、ACC合酶 ACC合酶催化SAM转变为ACC。

 2、ACC氧化酶 在液泡膜内表面ACC氧化酶在O2存在下,把ACC氧化为乙烯。

 3、ACC丙二酰基转移酶 ACC丙二酰基转移酶(ACC N-malony transferase)的作用就是促使ACC起丙二酰化反应(maonylation)。

(四)乙烯的代谢

 乙烯在植物体内形成以后会转变为CO2和乙烯氧化物等气体代谢物,也会形成可溶性代谢物,如乙烯乙二醇和乙烯葡萄糖结合体等。

二、乙烯的作用机理

 机理:乙烯与金属蛋白质结合,进一步通过代谢起生理作用。Ag、Fe-EDTA、CO2抑制乙烯的作用。图8-22 拟南芥乙烯信号转导模式

三、乙烯的生理作用和应用

 促进:地上部和根的生长和分化,不定根形成 ,叶片和果实脱落,诱导花形成,果实衰老,果实成熟,茎增粗,萎蔫。

抑制:某些植物开花、生长素的转运,茎和根的伸长生长。

生理功能:

(一)促进细胞扩大

(二)促进果实成熟(图8-24

骤变型果实:成熟时或成熟前有呼吸峰的出现,即乙烯峰。(如香蕉、番茄、苹果......)

(三)促进器官脱落

乙烯利(ethrel)(能释放乙烯的液体化合物)


    图8-25 乙烯利释放乙烯的反应

乙烯利(“液体乙烯”)在农业生产上的应用:

 1、果实催熟和改善品质

 2、促进次生物质排出

 3、促进开花