【汇旺担保】细胞分裂素

[拼音]:xibao fenliesu

[英文]:cytokinin

一类促进细胞分裂、诱导芽的形成并促进其生长的植物激素。 曾译为细胞激动素。 cytokinin 一词源于cytokinesis(细胞分裂)。

研究历史

1942年J.van奥弗贝克等在培养曼陀罗幼胚和未受精的卵细胞的实验中,发现椰子乳明显促进生长,因此设想椰子乳含有能促进细胞分裂的物质。1948年F.斯古格等和崔澂发现腺嘌呤及其核苷(腺核苷)不仅能诱导组织培养中菸草切段的细胞分裂,而且能促进芽的形成。后来F.斯科格和C.O.米勒发现久放的或经压力锅处理过的 DNA中有强烈促进细胞分裂的物质。经过分离和鑑定,证明是6糠基-腺嘌呤,并命名为激动素(图a)。激动素可以人工合成。1963~1964年D.S.莱萨姆等从幼嫩的玉米种子里分离出一种细胞分裂素。并鑑定了其化学结构(图b),命名为玉米素。后来还发现了一些在结构上与玉米素稍有不同的活性物质,其中之一是在甜玉米中存在的玉米素的核糖衍生物。1967年证明了椰子乳中主要的活性物质也是玉米素核苷。

化学结构

细胞分裂素都是在 N6位置上的H被其他基团取代的嘌呤衍生物。活性因侧链的长度、不饱和度和其他性质不同而有很大差异。有些非嘌呤化合物,如N,N′-二苯脲和苯并咪唑,也有细胞分裂素活性。

细胞分裂素来源于嘌呤与在N6位置上取代物的结合。N6上取代物异戊间二烯的生物合成前体,与赤霉素和脱落酸的一样,都是甲羟戊酸。

代谢

植物中的细胞分裂素主要在根中合成,通过木质部运转到地上部。因而伤流液中细胞分裂素较多。细胞分裂素在植物体内的代谢反应主要有 5个方面:

(1)互相转化;

(2)从碱基形成核苷和核苷酸;

(3)葡萄糖基化;

(4)甲硫基化;

(5)嘌呤环侧链分裂和嘌呤环分解。

生理作用

细胞分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长。对组织培养的菸草髓或茎切段,细胞分裂素可使已停止分裂的髓细胞重新分裂。这种现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。茎切段的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节。当细胞分裂素对生长素的浓度比值高时,可诱导条的形成;反之则有促进生根的趋势。如对抑制的腋芽区域性施用细胞分裂素,可以解除顶端对腋芽的抑制。天然的簇生植物(莲座状植物)或由于病害发生“丛枝病”的植物里,常含有较多的细胞分裂素。细胞分裂素还有防止离体叶片衰老、保绿的作用,这主要是由于它能维持蛋白质和核酸的合成。在叶片上区域性施用细胞分裂素,能吸聚其他部分的物质向施用处运转和积累。

细胞分裂素的作用方式还不完全清楚。已知在tRNA中与反密码子相邻的地方有细胞分裂素,在蛋白质合成过程中,它们参与到tRNA与核糖体mRNA复合体的连线物上。但这可能不是外源细胞分裂素的作用方式。因为在tRNA中,细胞分裂素的合成是由原来在tRNA中的嘌呤的改变产生的。而外源细胞分裂素并不参入tRNA中,但可促进硝酸还原酶、蛋白质和核酸的合成。除了天然的促进细胞分裂的物质外,还用化学方法人工合成了一些类似激动素的物质。通常也统称细胞分裂素。其中活性较强,也最常用的是6-苄基嘌呤(图c)。

应用

细胞分裂素可用于蔬菜保鲜,在组织培养工作中细胞分裂素是分化培养基中不可缺少的附加激素。

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