植物激素VS漫漫寒冬

韓蕙冰

當(dāng)寒冬到來(lái)時(shí)，到處是冰天雪地。凜冽的寒風(fēng)使許多樹(shù)木葉片飄落，不得不裸露著身體迎風(fēng)站立，還有一些則被園林工人披上了“防凍外衣”，當(dāng)然也有一部分樹(shù)木仍然生氣盎然。各種植物能夠度過(guò)嚴(yán)冬，來(lái)年繼續(xù)生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)果，奧秘在哪里呢？

其實(shí)寒冬到來(lái)之前，植物會(huì)相應(yīng)地做出各種適應(yīng)性反應(yīng)，如提高細(xì)胞溶液濃度以避免原生質(zhì)過(guò)度脫水，降低自身含水量來(lái)適應(yīng)低溫條件等。此外人們也會(huì)采取各種措施，如對(duì)種子和幼苗進(jìn)行適度的低溫處理，或在寒冬來(lái)臨之前利用熏煙、蓋膜等措施來(lái)改變植物生長(zhǎng)小氣候去提高植物的抗寒力。

給農(nóng)田蓋膜保溫

上生物課時(shí)老師說(shuō)過(guò)，各種植物激素對(duì)于植物的生長(zhǎng)有不同影響。當(dāng)人們了解植物自身分泌的內(nèi)源性激素之后可以去人工合成植物激素，即外源性激素，從而對(duì)植物生長(zhǎng)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)節(jié)，這使我產(chǎn)生了很大興趣，并猜想外源性植物激素是否也可以提高植物的抗寒力呢？于是開(kāi)始了我的探索之旅……

在查閱了很多書籍及網(wǎng)絡(luò)上的一些文章后，我發(fā)現(xiàn)植物的抗寒力與許多因素有關(guān)，如其中的一類被稱為植物激素的有機(jī)物就和植物抗寒力有很大的關(guān)系。

甜木防凍

植物激素是什么

從高中生物課本中，我們可以得知植物激素是指一些在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生之處運(yùn)送到別處，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機(jī)物，也稱為植物天然激素或植物內(nèi)源性激素。

缺少植物激素——生長(zhǎng)素的植物（右）會(huì)生長(zhǎng)異常

已知的植物激素有六大類，即生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯和油菜素甾醇。近來(lái)還發(fā)現(xiàn)了新的植物激素，如多胺、水楊酸類和茉莉酸等。植物激素的實(shí)質(zhì)是一些簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)化合物，但在植物體內(nèi)，這些激素所造成的生理效應(yīng)卻復(fù)雜而多樣。它們有些會(huì)影響植物細(xì)胞的分裂、伸長(zhǎng)、分化，有些會(huì)影響植物發(fā)芽、開(kāi)花、結(jié)實(shí)和脫落等?？梢钥隙ǖ氖?，植物激素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著十分重要的調(diào)控作用。植物激素在植物生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期各自有著其獨(dú)特的作用，此外不同的植物激素之間還會(huì)有互相促進(jìn)或抑制的效果。

當(dāng)人們知道植物激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)后，就可以進(jìn)行人工合成。由人工合成的、具有植物激素活性的物質(zhì)我們稱之為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，也叫作外源性植物激素。例如吲哚乙酸、矮壯素、乙烯利、多效唑等。也有一些植物激素還不能人工合成，如赤霉素。與內(nèi)源性激素相比，這些外源性植物激素的生理效應(yīng)具有更強(qiáng)的針對(duì)性和目的性。

植物的抗寒妙方

植物內(nèi)源性激素對(duì)植物抗寒力的影響早已被研究證實(shí)。下面我們就來(lái)了解一下這些植物激素是如何影響抗寒力的吧。

脫落酸

脫落酸園可以促使葉片脫落而得名

此前被研究最多的與抗寒相關(guān)的植物激素是脫落酸。一開(kāi)始，人們普遍認(rèn)為脫落酸是一種生長(zhǎng)抑制物質(zhì)，并認(rèn)為脫落酸在果實(shí)的發(fā)育、成熟，器官的脫落，植物和種子的休眠等過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用。但隨著研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)脫落酸在植物的逆境反應(yīng)中也起著重要作用。在寒冷條件下，植物會(huì)合成大量的脫落酸，脫落酸可以促進(jìn)水分從根系向葉片的輸送，從而提高細(xì)胞膜的通透性，并且關(guān)閉氣孔以減少水分的損失;還可以促進(jìn)植物體內(nèi)的一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的增加，來(lái)提高膜的穩(wěn)定性;脫落酸還會(huì)誘導(dǎo)和抗寒能力有關(guān)的基因的表達(dá)，從而提高植物對(duì)寒冷的抵抗能力。一般情況下，抗寒能力較強(qiáng)的植物，脫落酸含量更高。所以，在低溫嚴(yán)寒到來(lái)前提高植物內(nèi)源脫落酸含量有利于增強(qiáng)植物的抗寒力。

赤霉素

通過(guò)針對(duì)水稻幼苗的研究，科掌家們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂素可以提升幼苗的抗寒力

赤霉素是促生長(zhǎng)類激素，在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，赤霉素可以起到促進(jìn)細(xì)胞分裂和莖的伸長(zhǎng)、打破休眠、促進(jìn)雄花分化和提高結(jié)實(shí)率的作用?？茖W(xué)家們通過(guò)在杏樹(shù)、紅豆杉、香梨等多種樹(shù)種上進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，植物抗寒能力的增長(zhǎng)與赤霉素含量下降有關(guān)。通常情況下，抗寒能力強(qiáng)大的植物品種的赤霉素含量低于抗寒能力弱的品種。于是進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物遭遇低溫嚴(yán)寒時(shí)，脫落酸與赤霉素比值增高，抗寒力也隨之提高;低溫解除后，脫落酸與赤霉素比值下降，抗寒力也降低。

油菜素內(nèi)酯

油菜素內(nèi)酯又叫油菜素類固醇、蕓苔素內(nèi)酯，在促進(jìn)植物體成熟、開(kāi)花結(jié)果和對(duì)抗逆境等方面都有重要作用。我查閱相關(guān)文章后得知，科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)油菜素內(nèi)酯能夠在低溫時(shí)使植物中脯氨酸含量提升、電解質(zhì)滲出率降低，并可以使植物中的各類酶的活性不斷增強(qiáng)，從而使植物具備更加強(qiáng)大的抗寒力。

細(xì)胞分裂素

細(xì)胞分裂素是一類可以促進(jìn)植物根和芽中的細(xì)胞分裂或者細(xì)胞質(zhì)分裂的植物激素。據(jù)研究，細(xì)胞分裂素還能夠有效延緩植物葉片的衰老?？茖W(xué)家們通過(guò)對(duì)水稻幼苗研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂素可以增強(qiáng)生物酶的活性，使植物體內(nèi)蛋白總量得到提高，進(jìn)而提升幼苗的抗寒力。

除了以上介紹的幾種植物激素，對(duì)植物抗寒力具有影響的植物激素還有很多，在這就不一一介紹了。

人工激素幫植物過(guò)冬

赤桉

了解了植物激素與抗寒力關(guān)系的秘密，我們自然會(huì)發(fā)問(wèn)：是否可以利用外源性激素增強(qiáng)植物的抗寒力，提高農(nóng)林生產(chǎn)效益呢？其實(shí)科研人員一直在進(jìn)行通過(guò)外施激素類物質(zhì)增強(qiáng)植物抗寒力的探索和實(shí)踐，其中使用較多的是脫落酸、水楊酸、油菜素內(nèi)酯等?？蒲腥藛T通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)了外源脫落酸對(duì)植物抗寒力有誘導(dǎo)作用，并已開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用，如外施脫落酸可以增強(qiáng)果樹(shù)的抗寒力、提高水稻幼苗的抗寒力、緩解低溫對(duì)香蕉幼苗的傷害程度、提高仁用杏的花期抗寒力。

對(duì)于赤霉素這樣尚無(wú)法人工合成的植物激素，科研人員在實(shí)踐中經(jīng)常使用多效唑和烯效唑這兩種調(diào)節(jié)劑去抑制赤霉素的合成，增強(qiáng)植物的抗逆性。例如，人們通過(guò)在一年生赤桉葉面噴施和在周圍土壤施用多效唑，能顯著抑制赤桉冬梢的生長(zhǎng)和腋芽的萌發(fā)，使之在嚴(yán)寒來(lái)臨之前停止生長(zhǎng)，大大提高其抗寒力。

農(nóng)業(yè)上還經(jīng)常使用6-芐基腺嘌呤作為人工細(xì)胞分裂素，對(duì)種子進(jìn)行處理，它可以緩解細(xì)胞膜脂上的過(guò)氧化作用，從而有效提升種子抗寒力。

根據(jù)我查到的資料，氣象因素和植物激素的影響都對(duì)植物抗寒力起著關(guān)鍵作用，目前對(duì)于植物抗寒力的研究也是科學(xué)界比較活躍的領(lǐng)域之一。在目前的科學(xué)研究中，提高植物抗寒力有著很大的現(xiàn)實(shí)意義?？梢?jiàn)，對(duì)植物抗寒力研究的前景十分廣闊。

雪中蠟梅

一位朋友告訴我，他家種了一棵蠟梅，年年冬季都開(kāi)花。這棵蠟梅是他用南京親戚送的梅核種的。梅核在花盆里發(fā)芽長(zhǎng)成小樹(shù)苗后，他把它移栽到院子里。不過(guò)它只開(kāi)花，卻結(jié)不成果。原因是剛結(jié)出小小的果子時(shí)，寒流一來(lái)，果子就都被凍死、脫落了。假如能夠提高蠟梅在北方的抗寒力，那么北方的蠟梅不就可以像南方的蠟梅那樣，也能結(jié)果了嗎？到時(shí)候，北方不就也可以種植南方的果樹(shù)，也可以吃到自己種植的香蕉、杧果了嗎？