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乙烯

一种化学结构为CH2=CH2的气态植物激素。19世纪中叶,人们已发现泄漏的照明气能影响植物的生长发育。1901年俄国学者D.N.尼留波夫首先证实是照明气中乙烯的作用,发现了植物对乙烯的“三重反应”。20—30年代已查明乙烯对植物的广泛效应,并作为水果的催热剂。1934年美国波依斯、汤姆逊研究所A.W.克拉克等提出乙烯是成熟激素的概念。50年代S.P.

一种化学结构为CH2=CH2的气态植物激素。19世纪中叶,人们已发现泄漏的照明气能影响植物的生长发育。1901年俄国学者D.N.尼留波夫首先证实是照明气中乙烯的作用,发现了植物对乙烯的“三重反应”。20—30年代已查明乙烯对植物的广泛效应,并作为水果的催热剂。1934年美国波依斯、汤姆逊研究所A.W.克拉克等提出乙烯是成熟激素的概念。50年代S.P.末伯格等把气相层析技术引入乙烯研究中,从而能够精确测定追踪组织中极微量的乙烯及其变化。60年代末才被公认为是一种植物内源激素。

生理效应

抑制黄化豌豆幼苗伸长生长,促进增粗和改变向地性(三重反应)以及叶片产生的偏上性反应是乙烯专一的生物效应,常作为生物鉴定方法。发动和促进器官和组织(果实、花冠、叶片)的成熟、衰老、凋萎和脱落是乙烯最显著的生理作用。其它效应包括促进开花,诱导雌花形成,打破某些种子的休眠,抑制幼苗顶端钩开放,抑制根生长,诱导不定根和根毛形成,促进皮孔增生,增加植物的排泌作用。一般乙烯生理作用的阈值为0.01ppm,半大反应值0.1ppm,10ppm达到饱和。

生物合成途径

1964年M.利伯曼等提出乙烯来自蛋氨酸,1979年D.A.亚当斯和S.F.杨祥发发现1-氨基环丙烷基羧酸(ACC)为乙烯生成的直接前体,并确定了植物体内乙烯生物合成的途径:蛋氨酸→腺苷蛋氨酸(SAM)→ACC→乙烯。催化SAM形成ACC的ACC合成酶是乙烯生成的主要限速因素,氨基乙氧基乙烯甘氨酸(AVG),氮氧乙酸(AOA)等能有效地抑制这个反应。ACC还能形成结合物,丙二酰基ACC(MACC)。

体内分布和生成调节

几乎所有高等植物的组织都能产生乙烯,一般量极少,但萌发的种子和生长迅速的分生组织中乙烯生成量很高。许多真菌也能生成乙烯,果实等器官成熟、衰老和脱落时组织中乙烯生成量剧增,浓度增高可达几个数量级。兰花开始凋萎时乙烯生成高达3400nl/g/h。生长素促进乙烯生成。干旱、水涝、极端温度、化学伤害和机械损伤都能刺激植物体内乙烯增加,称为“逆境乙烯”,会加速器官的衰老脱落。

应用

熏烟催熟香蕉就是早期生产中利用乙烯的例子。乙烯熏气已普遍用于香蕉催熟、柑桔柠檬脱绿和加速烤烟。液态的乙烯释放剂乙烯利在应用更为方便和广泛,在田间催熟番茄、棉花和菸草可以提早采收,改善品质;并能使成熟一致,便于机械收获。用于瓜类可增加雌花数,提早结实和增加产量。此外,还能刺激橡胶树排泌胶乳,诱导菠萝开花,增加甘蔗含糖量以及用于疏花疏果。与上述应用相反,抑制乙烯生成和作用的技术(如气调贮藏),亦已普遍用于水果、蔬菜、花卉、苗木储运时的保鲜和保持品质。