植物的顶端优势和水分上升机理新说植物的顶端优势和水分上升机理新说生物学杂志JOURNALOFBIOLOGYHso0.由红外光谱知分子中含有 CH3-(2950cmI1),C=O(1700eraI1),C-OH(3500_.,1280cm 一 1,1060em_,一(a)一(1460em_.,721k-1),C=C(1390emI1)骨架.因而推定化合物晶为谷甾醇,晶与谷甾醇标准品相混溶.熔点不下降,且以上数据与文献报道一致 L.图:谷甾醇分子结构式由理化常数及光谱数据分析的结果表明化合物晶 I 为十四碳酸(ell3)(Cttz)lzcOOn).化合物晶为十八碳酸(12I-I3(CHz)16COOH)o化合物为 B 一谷甾醇(图).致谢:原植物由本所药用植物研究室王年捣 i4 研究曼采集井鏊定.质谱与元素分析由江苏省理化测试中心测定.参考文献1】东北韩土所,椿北草车植鞠意.19 丌,6:2662】K.Nike【.R 丑毗 Re 蛳.1966.z(4):5053】ms_dtkrm 酬 m.mh10zi21400一,4】m拙 m 酬 m.mIIPm.1ll5】蛐曲 m 酬印蛐,anjaIRfa=,t 冲咖Prm.37406StudiesO11ChemicalConstituents0fC 日 rd 暇口/ao/gataTun=FengXuGtum 珈 1gZtng.吣 Uk 蚰 gzhu(ImtituteofBotany.JPmvieandChicleAcademyofSciences.Nh1g2tt4)Absh 曩 ct:Tbxeekindsofcompoundsweisolatedl 南mtheextract.ftherootsof(“自妇mi 缸1r.InChinaIngbei.M:4stlcacid,Oetadeearcacid,sit0=;ter01hadbeenidtifiedontheba8i80fcaland 曲 aned 部懒,IRandMS.TheseprDIldswerefrlst习thiscies.KeyllNir*.Ro0 把 ofo 瑚睨gata1rMyficadd0c=tade 咖 cacidSi*ateml(上接 29 页)参考文献1事謇俭.擅鞠素在硬域优势 o01t作用.檀鞠生理学遵砌 l 螂,31(6)1:406.2】事杰芬辱稿.檀鞠生理学),北京师范大学出版社),1988.3a雎 MIAimB.t.胁.1 蛳,57:318.4】附坞 IDJ.A 皿柚 d 咖 n 帅 cA 柚.RPI 眦 PI1日.d175.26:341.5】Gn 妇】.n 窖肼 hDi 曲 IM 叩 dd 口帆曲嘲 afbaf 岫的驴娃蛳l990.79:354.6】高 l,侍抄的植鞠嗣总蠕啦体.檀鞠魏志)l 蛆 3.114(4).30:31.NewTheory0fApicalDomimnceandwatertORiseinplrttsGZhen-(DepartmentofBiology,EastCNmNormaltiversity)(Add:Zm.R.403,No.205,T 加 PI】XineunSHai2o0331,c1jm).aet:Energe 咖 0fpkmtsconsists0fapicalm 觚,eambi,primary 巧.1 锄.prkrryphloemandn 甚 n 搴 fercells.Mimehondrionoftheir.1lsareIr 帆 ai 删.Tostimulatetllesecanproduct 雠 ElIerge.cuttop 既nproduct 雠energet0induceoflateralhIldsinpl 鲫船.Energeisftgrowthofplants.aihomniceffectsaresecond.Watert0riseiseffeetedbyb 蝴 calerer 孕e,dcalenergeandmech8nenergethatconsists仃 armtbnandotpresu-einplants.驹:EnergesystemApd0nli 眦 1ceATPaseHonneCambTmmfexTostimulateTr.spiratbnRoot 口 renlreErrgeisfirst一26 一,121.1b植物的顶端优势和水分上升机理新说高震(华东师范大学生抽系,上海 200331)Lj/7摘要植物体有一十能量系统,由植舶顶端,形成屡厦算初生韧皮部扣木质部,传递蛔胞等组成.这些细胞舍战粒体量多质好.摘项等刺激这些地方 ATP 复夸酶能产生大量能量,通过胞阀连兰引起连镶反应并刺激和激活激素,营养轴质等而产生生命活动,项端优势等.植物细胞的原生质是一种液晶.只需极少能量使能产生很大的作用.除去顶芽,刺激战粒体能产生大量能量供培饲芽,漱活侧芽激素等而使棚芽生长,由干能量作功.遥渐减少,禽近顶部橱芽,生长劳禽强.能量捌教是第一位的.激素,营养物质等是第二位.植抽的遗传和环境对顶端生长也有关系.植抽的水分上升,目曹用蒸膊拉力一内幕力一张力等瓤碱力作用学说解释,争论较多.主要是木质部有气泡.水分不能连续上升.作者认为:水分上升是由能量加机械力而形成,能量也是第一住的.关羹词丝量垂篓苎垡 ATP 夏夸酶激素形成层佳!兰!:堕刺激作用差苎根月.能量第一位植物的顶端优势(ApicalDolni)对农业技术中的整技,环胡,激素,除草剂等应用有重要价值.有关顶 j 皇优势的机理学说如营养物质,激素抑储,原发优势(Pr.仰 ig 臼 d.mfm)等学说均不能圆满解释.水分上升的蒸腑拉力内聚力一张力等机械力作用学说也争论较多.作者提出能量学说可解释两者的机理作用并能广泛用于农业生产.提高产量【l?2,】.1 材料和方法1.1 材料丁香,木槿,珊瑚树,夹竹桃,旱柳,白榆,女贞,大麦,小麦,早熟禾,蛾观草,水葫芦,水浮莲,番茄,马铃薯.1.2 方法大头针,剪刀,果枝剪,花盆.有的植物在农田,苗圃等处进行.试验分 7 组:(1)木本植物去顶的试验;(2)草本植物去顶后增生分蘖的试验;(3)水生植物切根尖的试验;(4)由茎基切干留无枝叶干基lOcn;(5)去腺侧芽叶片,在外三角针刺;(6)去除树木顶端,留无叶,无枝,无芽的树干 2 米的试验(7)切除根螭 2cm 对不定根及地上翻芽的影响试验.2 结果和分析2.I 激素抑制说认为植物顶端激素能抑制植株下部徊芽的生长,但矛盾的是:(I)顶端激素较多,为什么不能自身抑制;(2)生长素通常极性向下运输.标记顶端生长素并不能进入侧芽;(3)有的植物如水藏(m 雕 drumnumdii),菜豆等顶芽和佣芽内源脱落酸并无区别.作者作木本,草本植物去顶后增生分襄及永生植物去根尖试验可看出:顶靖除去愈多.植物翎芽,分囊及不定根等生长愈盛,这说明顶端刺激愈大,产生能量愈多.作者认为:植物体内有一个由植物厦靖,形成层及其韧生韧皮部和术质部,单子叶植物节问,传递细胞等组戚的一个新系统.这些细胞古线粒体量多质好,刺激这些地方 ATP 复合酶能产生大量能量,通过胞问连丝引起连锁反应并刺激激素,营养物质等而产生生命活动,顶端优势等.植物细胞的原生质是一种液晶.只需极少能量便能产生根大的作用.植物的一切生命活动,如无机,有机物一27?一生物学杂志JOURNALOFBIOLOGY质,激索,原生质的流动,细胞的增殖生长等的运辕和制造都需要大量的能量才能进行,没有能量,植物生命将完结.除去顶芽,刺激线粒体能产生大量能量供给侧芽,激活侧芽激素等物质而使侧芽生长,由于能量作功,逐渐减少,因而禽近顶部侧芽,生长势禽强.能量刺激是第一位的,激索,营养物质是第二位的,见表 l,表2,表 3.裹 1 备试 9 物O 日裹 2 革本植物去顶后增生分蕈的试验 f 同裹 1一28 一裹 3 水生植物切根尖的试验(同裹 1)植物由光合作用制造有机物,呼吸作用主要在线粒体中进行,通过三羧酸循环,呼吸链与氧化磷酸化产生能量供植物生命活动的需要.适当用针刺等方法朝激嘎端,叶腋,侧芽等细胞中线粒体的 ATP 复合酶能使侧芽增长.这种酶主要分布在缇粒体,其他膜结构也有这种酶,线粒体至少有 70 多种酶,所以朝激线粒体能产生很多作用.水生植物如狸藻,白萍等冬季休眠的芽,用加温,光照破坏芽鳞及醚等刺激均可打破休眠,促芽生长,这都是朝激产生能量的结果,见表 5.2.21936 年 Went 首次提出营养转移说,认为顶端产生的生长素可将翻芽的营养物质抽空,去顶使营养物质转输劐翻芽等各部.但如将营养物质直接施于受抑制翻芽并不能诱导生长,去顶后的植株,节部内源养分并未增加【4J.作者用去千及去除翻芽上叶片及针朝等试验证明是能量的刺激作用.树干上无叶,无制造有机营养物质的器官,经刺激后能产生大量的枝叶.说明是能量刺激的结果,原植物不可能贮存大量的营养物质供植株生长.但如摘除植株营养器官太多,刺激量太大,能使植株生长不良.因此适当解决这一矛盾对农业有一定意义,见表4,表 5,表 6.裹 4 由茎基切千留无柱无叶的干基 10an(同裹 1)高震:植物的顶端优势和水分上升机理新说裹 5 去除侧芽叶片.在外三角针刺试验(同裹 1)植物棚叶 10 日后增长 rn夹竹桃柳树瑚珊树丁香1.21.11.21.1裹 6 去豫树木顶蠼,留无叶枝芽的树千 2em 的试验(同裹 1)如有枝叶应除去,一十月后观察.其他同表 12.3 植物的顶端生长与细胞分裂素细胞分裂素是由根端产生向上运输,能捌激侧芽生长,但切除根端后,看不出对棚芽有明显的刺激作用,但能生长很多不定根.切除愈多.不定根生长愈多.这也说明是能量的刺激作用而产生的,见表 7.裹 7 切障根端 2xm 对不定根及地上侧芽的影响 l 同裹 1】2.4 原发优势假说认为营养器官是按发育先后而产生优势的.植物顶端先发育而产生顶端优势(5】.实际上用针刺等后生长发育器官或先生长发育器官,激发能量都能产生生长发育优势.营围 1 檀物激素,营养遗传.环境与顶螭优势韵美系机理2.5 遗传与环境所有植物的形态,生长发育等都与遗传及环境有关,植物的顶端生长优势也不能例外.因此基因表达的方法也可应用植物顶端优势的机理来解释.总结以上试验研究:植物激素,营养,遗传,环境与顶端优势的关系机理可用图 1 表示.2.6 针刺等刺激一般能促进植物的生长发育,但有时或在植物生长某一时期能抑制植物生长,是双恂调节的,这要看各种内外因子,刺激量大小而定.2.7 研究植物水分上升的机理对植物栽培提高产量等有重要意义.关乎植物水分上升的机理,目前用蒸腾拉力一内聚力一张力等机械力作用学说解释,即上端蒸腾拉力.下靖靠根压使水分上升.该说最韧由爱尔兰学者迫克橙提出,几十年来争论较多,如木质部有气泡,永柱怎能上升.根压一般不超过二巴,最多也不过使水分上升 20.4m.根压在水充足,温度或早春芽叶未展开时才有较大的作用等.作者认为:植物细胞很多靠胞闻连丝联系获得物质,叶肉组织中很多地方没有维管柬(导管及管胞).水分怎能上升到这些地方,渗透和扩散主要也要通过胞问连丝.因此水分的上升除了机械力外,尚有生物能和化学能的作用.由于根压等的作用捌激 ATP 复合酶,产生能量.通过胞问连丝,引起连锁反应,产生大量能量,才能将水分及营养运送至植物各部,能量是第一位的,机械力是第二位的.机械力能促进能量的产生,两者关系密切,值得研究,另外水分上升主要在边材中进行,而心材中的木质部的导管倒是畅通的,如水分上升是机械力,首先应在心材中上升.因此作者认为:植物体中各种活动和人一样.都需要大量能量参加,能量是第一性的,其他作用都需要能量才能进行.能量像汽车内的汽油一样,投有能量什么组织器官都不能进行活动.而生物体的能量 95%来源于细胞线粒体.其他来源于细胞的酵解作