植物如何調節生長素(auxin)與吉貝素(GA)的合成 | 農藥百科
2020年7月16日—吉貝素的合成主要以異戊二烯(isoprene)做為原料,在細胞中的色素體(plastid)、內質網(ER)與細胞質中合成。參考文獻:SayakaTakehara,Shun ...
植物的六大賀爾蒙中,生長素是最早開始研究的。從達爾文觀察稗子的葉鞘展現正趨光性(positive phototropism)開始,許多科學家研究生長素如何影響植物的許多反應。不只是趨光性,生長素也影響植物細胞的延長、細胞的分裂(與細胞分裂素一起)、次生根的萌發等等。
最為人知,也最早開始進行研究的生長素是吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)。也因此,任何分子具備有IAA的功能,就被認為它是生長素。
生長素主要在頂芽生長點與幼葉合成。根的生長點也會合成一些,但重要性不如頂芽生長點與幼葉。在頂芽生長點合成的生長素會向根部運送,一直送到根尖後再由根往地上部位運送。這使得生長素成為唯一具備有方向性運送的植物賀爾蒙。目前研究結果認為,植物之所以能辨別自己的「頭」跟「腳」,就是因為生長素的方向性運送。
生長素在植物中的合成,主要以色胺酸(tryptophan)做為原料,稱為色胺酸依賴路徑;但也有不使用色胺酸為原料的合成路徑。合成後的生長素可以儲存也會被分解。
最近名古屋大學的研究團隊發現一個分解生長素的酵素,生長素雙加氧酶(auxin dioxygenase,DAO)如何調節生長素的合成。DAO可與生長素結合,而與生長素結合後的DAO則會與其他的生長素-DAO結合,產生由兩個或四個生長素-DAO構成的多聚體(multimeric structure)。這些多聚體的酵素活性比單體要高,也就是說,它們可以加速分解生長素。如此一來,當生長素在細胞中的濃度上升時,接著生長素-DAO多聚體就開始增加,於是生長素分解的速度便加快,造成生長素的濃度開始下降,構成了一個負向調節的循環。
以這個機制來調節細胞中賀爾蒙濃度的並不只有生長素。研究團隊發現,另一個賀爾蒙,吉貝素(gibberellin,GA),也透過這個機制來調節細胞中吉貝素的濃度。吉貝素-2氧化酶3(gibberellin 2-oxidase 3,GA2ox3)也會與吉貝素結合後,形成吉貝素-GA2ox3多聚體,而這個多聚體可以加速分解吉貝素。
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