植物的向性运动及机理简介

植物的向性运动及机理简介河北师范大学 王长春 李孟军高等植物不能象动物一样自由移动整体的位置，但植物体的器官在空间可以产生移动，以适应环境的变化，这就是植物的运动。高等植物的运动主要有两种类型：向性运

植物的向性运动及机理简介 河北师范大学王长春李孟军 高等植物不能象动物一样自由移动整体的位置，但植物体的器官在空间可以产生移动， 以适应环境的变化，这就是植物的运动。高等植物的运动主要有两种类型：向性运动和感性 运动。植物向性运动是指在刺激方向和诱导所产生运动的方向之间有固定关系的运动。依外 界因素的不同，向性运动主要包括向光性、向重力性、向触性、向化性和向水性等。向性运 动大多是生长性运动，是不可逆的运动过程。 1向光性（Phototropism） 植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性，向光性是植物为捕获更多光能而建立起来 的对不良光照条件的适应机制之一。CharlesDarwin和FrancisDarwin（1880）首先发现 该现象，提出植物向光性受到一种可运输物质的调控。向光性分为正向光性、负向光性和横 向光性（植物器官生长方向与射来的光垂直）。植物感受光的位置主要有茎尖、根尖、胚芽 鞘尖端、叶片或生长中的茎。 1．1光受体（phototropicreceptor）蓝光是引起植物向光性最有效的光源，研究 表明植物体内存在着对蓝光具有特殊敏感性而引起向光性反应的光受体。光生物学家已克隆 出数种cDNA，并证明至少有1种对向光性受体负责，但至今未鉴别出何种cDNA表达向光性 受体。红光对诱导向光性反应无效，但有研究表明红光对其有深刻影响。Liu和Lino（1996） 证明红光对蓝光诱导向光性的影响是由光敏色素（phytochrome）介导的。在黑暗中生长的 植物无向光性反应。该研究为生物学家找到光受体，阐明光转导途径提供了新的思路。 1．2向光性运动机理目前，植物向光性运动机理有两种假说：生长素分布不均匀假 说和抑制物质分布不均匀假说。 1．2．1生长素分布不均匀假说Cholodny（1927）和Went（1928）以燕麦胚芽鞘为材 料研究发现在单侧蓝光作用下，背光侧胚芽鞘顶端扩散到琼脂中的生长刺激物质活性高于向 光侧，并认为该物质是生长素，据此提出向光性运动是由于在单侧光作用下生长素分布不均 匀引起的,Thimann等（1937）称之为Cholodny－Went学说，并应用该学说解释植物向光性 及向重力性运动现象，沿用至今，成为解释向光性运动的经典理论。然而Bruinsum等 （1975）以向日葵幼苗为材料研究植物向光性运动特性时发现，单侧蓝光处理并未引起生长 素分布不均匀，因而对该假说提出质疑。Hasagawa（1989）重复Went试验发现Went测得的 胚芽鞘弯曲度是生长素和生长抑制物质两类化合物总反应的结果，认为Went的结果是一种 假象。但lino（1991）以玉米为材料，对玉米胚芽鞘向光侧和背光侧内源生长素含量的测 定表明，单侧蓝光引起生长素分布不均匀，从而引起胚芽鞘向光弯曲，此结果支持了 Cholodny－Went学说。 1．2．2抑制物质分布不均匀假说Hasagawa等（1980～1986）以萝卜等为材料，对向 光性运动机理进行了详细的研究，获得了与Brunsum相同的结果，同时发现单侧光引起向光 侧积累生长抑制物质，从而提出Brunsum－Hasagawa学说（1990），认为植物向光性运动是 由于单侧光引起生长抑制物质分布不均匀所致。一些研究表明，在不同植物中引起向光性运