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越戰期間,越南人民運用熱帶叢林游擊戰給予美軍重創,美軍為了對付神出鬼沒的游擊戰,從飛機上噴灑了一種物質,使山上的樹林大面積落葉,草木枯死,并且幾年內植被都難以恢復。這種秘密武器到底是什么呢?這種秘密武器就是脫落酸(英文縮寫ABA)。
在大自然中我們常會看見植物的葉子,花瓣,果實脫落的現象,這些現象與脫落酸息息相關。脫落酸是一種植物激素,能誘導植物落葉落果。外施脫落酸到完整的植物上,對花果的脫落作用較為有效。例如,其能有效地加速葡萄、柑橘、蘋果等成熟果實和葡萄花的脫落。脫落酸在衰老的葉片組織、成熟的果實、種子及莖、根部等許多部位形成。水分虧缺可以促進脫落酸形成。初秋時節,激素脫落酸等物質聚積到樹葉里,樹葉便開始變黃,脫落。在農業生產上,棉花的機械化采摘可利用脫落酸,因為棉鈴的脫落受脫落酸的調節,所以需要采摘時可利用施用脫落酸使棉鈴脫落,節省勞動力。
植物的"生長平衡因子"
脫落酸又叫S-誘抗素。具有促進植物平衡吸收水、肥和協調體內代謝的能力。可有效調控植物的根/冠和營養生長與生殖生長,對提高農作物的品質、產量具有重要作用。
植物的"抗逆誘導因子"
S-誘抗素是啟動植物體內抗逆基因表達的"第一信使",有效激活植物體內抗逆免疫系統。具有培源固本,增強植物綜合抗性的能力。對農業生產上抗旱節水、減災保產和生態環境的恢復具有重要作用。
促進脫落
從脫落酸的名稱可知、加速植物器官脫落是ABA的一個重要生理作用。
關于ABA引起葉、花和果實的脫落問題,存在不同的看法。Addicott(1982)作為ABA的發現者之一,根據大量事實認為內源ABA促進脫落的效應是肯定的。但用ABA作為脫葉劑的田間試驗尚未成功。這可能是由于葉片中的IAA,GA和CTK對ABA有抵消作用。
Milborrow(1984)認為外源的ABA能引起脫落,但比外源乙烯的作用低。
Osborne(1989)在評述乙烯和ABA對脫落的作用時得出結論,ABA在脫落方面可能沒有直接的作用,而只是引起器官細胞過早衰老,隨后刺激乙烯產量的上升而引起脫落,真正的脫落過程的引發劑是乙烯而不是ABA。
ABA是一種較強的生長抑制劑,可抑制整株植物或離體器官的生長。ABA對生長的作用與IAA,GA和CTK相反,它對細胞的分裂與伸長起抑制作用。它抑制胚芽鞘、嫩枝、根和胚軸等器官的伸長生長。
在秋季短日下,許多木本植物葉子ABA含量增多,促進芽進入休眠。將ABA施到這些木本植物生長旺盛的小枝上,會引起芽休眠。馬鈴薯的休眠芽中也含有較多ABA。因此,可用ABA處理馬鈴薯,以延長其休眠期。
調控氣孔關閉的信號轉導途徑有兩條:促進氣孔關閉和抑制氣孔張開。在缺水條件下,植物葉子中ABA的含量增多,引起氣孔關閉。這是由于ABA促進鉀離子、氯離子和蘋果酸離子等外流,就促進氣孔關閉。用ABA水溶液噴施植物葉子,可使氣孔關閉,降低蒸騰速率。因此,ABA可作為抗蒸騰劑。另外,ABA抑制鉀離子和質子泵的作用,就抑制氣孔張開。
近年來注意到,在種子胚發育期間,內源ABA作為正的調節因子起著重要的作用。內源ABA可使胚正常發育成熟以及抑制過早萌發。在未成熟胚培養中,外源ABA能引起加速某些特別貯藏蛋白質的形成;如缺乏ABA,這些胚或者不能合成這些蛋白質,或者形成很少。這說明,種子發育早、中期的ABA水平控制著貯藏蛋白質的積累。ABA是否也控制著發育中的胚的淀粉和脂肪的積累,是一個待研究的問題。
此外,ABA還可作為植物防御鹽害、熱害、寒害的物質,這可能與它能促使植物生成新的脅迫蛋白有關。ABA還可促進一些果樹(如蘋果)的花芽分化,以及促使一些短日植物(如黑醋栗)在長日條件下開花。
一般來說,干旱、寒冷、高溫、鹽漬和水澇等逆境都能使植物體內ABA迅速增加,同時抗逆性增強。如ABA可顯著降低高溫對葉綠體超微結構的破壞,增加葉綠體的熱穩定性;ABA可誘導某些酶的重新合成而增加植物的抗冷性、抗澇性和抗鹽性。因此,ABA被稱為應激激素或脅迫激素(stress hormone)。
赤霉素能使大麻的雌株形成雄花,此效應可被脫落酸逆轉,但脫落酸不能使雄株形成雌花。