植物荷爾蒙的種類和應用

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植物荷爾蒙主要種類有三種：生長素、激勃素、細胞分裂素 生長素(Auxin) 生長素是植物生長所必須的生長激素之一，它會在植物體內刺激植物細胞的生長。 生長素具有避光性，因此會聚集在植物的背光處，因而促進了背光處細胞的生長和延長， 而讓植物表現出趨光性。 生長素在植物的頂端生成之後，透過維管束運送到植株全身。生長素調控植物生長時 相當倚靠濃度，在1~10ppm濃度時可以有效誘導莖和芽鞘細胞的伸長。生長素刺激植物細 胞生長的有效期間約20~30分鐘，沒有持續的刺激便會停止生長。在植物體內，生長素容易 和肌醇、醯胺、葡萄糖等小分子結合成為固定的生長素。但是具有生理功效的是游離態的生 長素。固定態的生長素之性質十分穩定，可在植株需要的時候再由酵素作用分解成為游離態。 最早被發現的生長素為IAA(吲哚乙酸)，它有很強的光降解性，所以即使合成出來也難 以保存。因此後來科學家又以IAA(吲哚乙酸)的結構為基礎，合成了許多類似的化合物，他們 都具有和IAA(吲哚乙酸)一樣刺激植物細胞生長的效果，例如常見的有IBA(吲哚丁酸)，NAA (奈乙酸)等，常見的殺草劑2,4-D也是屬於生長素的一種，它透過強烈促進植物生長，快速消 耗掉植物體內的能量導致植株死亡，可說是化學界的「揠苗助長劑」。 在植物的生理調控上，生長素主要的功效如下： 1. 促進生長跟細胞增大，同時增加細胞壁的延伸能力，使得細胞得以延伸，會和激勃素一 起作用造成細胞增大。 2. 在地下部和莖部可促進支根的生成及刺激不定根的生長，但對於地上部，生長素則扮演 著頂芽優勢的角色。因為生長素大多由頂芽生成，蓄積在頂芽，造成頂芽的生長勢高過 其它的側芽，因此園藝上操作要消除頂芽優勢時，常會用除去頂芽的方式來促進側芽的 生長。 3. 生長素的生成酵素的重要成分是鋅，因此植物缺鋅的時候會有生長遲緩的現象產生。 4. 延緩落葉，在植物體內鈣離子會延緩落葉情況的產生，而生長素會刺激鈣進入細胞， 藉此達到生理調控的效果。 5. 促進果實著果，或是誘發單為結果，即不用受到花粉管授精，雌花胚珠主動開始發育 成果實。 生長素一般來說，純質合成物是屬於農藥管理法所轄的生長調節物質，不過在一些天然的 肥料中也常見到，例如海藻肥料中大多含有濃度不等的生長素等植物賀爾蒙，這些來自於 原料內的生長素，對於增進植物吸收肥份及促進生長也扮演了很重要的角色。 請參考青山：你會紅、海寶、海龍精。 激勃素(Gibberellin, GA) 激勃素一般被簡稱GA，類似的衍生物目前有一百多種，商業上使用最大效果最穩定的 是GA3。激勃素具有和生長素相似促進植物細胞壁延伸的效用，但機制不同，效用較生長素 慢但持久。在種子內可以促進澱粉酶產生，打破單子葉種子的休眠。激勃素在幼葉、根部、 頂芽和果實中含量較高，這些部位也是激勃素較能發揮功效的地方。而透過研究顯示，激勃 素和離層酸(ABA)具有一定程度的拮抗反應。換言之當施用激勃素後植物的反應會往萌芽、 生長的方向移動。而離層酸濃度高時則植物偏向休眠。 激勃素在植物體內具有下列主要的生理效應： 1.促進植物的節間伸長，矮性植株可以透過施用激勃素達到增高的效用。 2.促使長日植物在短日照下抽苔、調節木本植物的幼齡期，使其快速進入成熟期。 3.誘導雌雄異花植物的雄花形成，促進果實結果和發育、刺激單子葉種子發芽。 激勃素在農業應用上，可以延遲柑桔果實老化、延長儲藏期間。在冬季使用時，可以 增加甘蔗產量，因為激勃素會刺激節間伸長。調整果樹的幼年期和增加蔬菜抽苔速率，加 速育種工作的進行，每代可節省半年到三年左右的時間。激勃素誘發單性結果、生產無子 葡萄，目前此項用途已經大量在台灣使用，另外激勃素也多被用在花卉和果樹的催花用途 上，但在使用時需注意稀釋倍數問題，倍數使用不當可能造成落花或花期失調等反效果。 激勃素的抑制劑則廣泛被用來促進植株矮化。 請參考青山：大果精 細胞分裂素(Cytokinins，CK) 細胞分裂素(Cytokinins, CK)大多存在於分生組織，是植物細胞具有萬能性的重要因子 之一。植物細胞可以透過細胞分裂素的誘導回復原始的分裂能力，除了高等植物之外，細 菌也能分泌細胞分裂素。細胞分裂素和DNA具有相當密切的關係，也是由核苷酸所組成。 細胞分裂素最主要的功用在於促進細胞分裂，在植物體內細胞的分裂由生長素和細胞 分裂素同時作用，生長素負責誘使核分裂，細胞質的分裂則由細胞分裂素負責誘導。細胞 分裂素還有延緩植株老化和促使營養物質流動、抑制頂芽優勢、促進側芽生長的功能。細 胞分裂素還能促進葉綠素的成熟，增進細胞的體積擴大。 細胞分裂素一般在農業上主要用於促進扦插或嫁接成功的藥劑，通常會和生長素混合 之後一同使用，可以有效增加細胞增生，萌發新根，使嫁接的形成層快速癒合。另外主要 用於組織培養誘使新芽原體的形成。細胞分裂素的純化價格較生長素和激勃素高出許多， 所以一般使用以高經濟價值的作物為主。 請參考青山：大果精、你會紅