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植物激素研究与新的绿色革命 [复制链接]

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湖南农业大学"修业大学堂"系列学术讲座第八讲(摘录)

植物激素研究与新的绿色革命

湖南农业大学学术委员会副主任肖浪涛教授

这一讲简要介绍了在当前绿色革命的背景下,植物激素以及植调剂研究对于推动绿色革命有何意义,同时对植物激素与植调剂研究领域未来的发展趋势进行了分析探讨。

人类的衣食住行与健康都离不开植物

植物对人类社会的衣食住行至关重要,甚至整个地球的生态系统都离不开植物。没有植物的地方就是一片洪荒之地。屠呦呦教授因为从青蒿中提取青蒿素拯救了数百万人的生命而获得诺贝尔奖,成为中国科学史上的里程碑。总之,人类的生存需要植物、人类的健康需要植物,即人类生活完全离不开植物。

植物激素是解析植物生长发育规律的钥匙

植物从种子生长发芽开花结果的整个过程有很多阶段,植物中几乎所有的生长发育过程都受植物激素调控。植物适应高温严寒和病虫为害的逆境响应过程也受植物激素调控。因此植物激素是研究植物生长发育的关键切入点。"植物激素"的本质是植物自身合成的,在低浓度下起调控作用的微量有机物。植物自身合成的是植物激素,人工合成的属于"植物生长调节剂",简称"植调剂"。两者可统称为"植物生长物质"。已知植物激素有九大类,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、芸薹素、茉莉素、水杨酸和独脚金内酯。植物激素的清单至今还在增加中,未来还可能发现新的植物激素,说明植物激素领域在不断发展。

四两拨千斤的植物激素与植调剂

植物激素作用很奇妙。生长素聚集的地方,很快就会长幼芽或者叶原基。向日葵跟着太阳转是生长素起作用。种子的休眠与萌发受赤霉素与脱落酸协同调控。植物激素是组织培养产业的技术支撑,绿化行业少不了促进生根的生根剂,香蕉周年供应少不了乙烯。在农业上应用意义更大:生长抑制剂控制棉花旺长增加产量、萌发抑制剂控制马铃薯发芽、九二零用于杂交水稻制种解除不育系包茎、茉莉素用于抗虫。还有仅应用脱落酸原理不直接使用脱落酸即可实现抗旱的"分根交替灌溉"。

绿色革命中的植物激素与植调剂

绿色革命是能够推动粮食产量大幅度提高的革命性技术,农业领域的典型实例包括矮杆育种和杂种优势利用。没有绿色革命解决粮食安全问题,今天的世界可能是另外一种情况。矮杆小麦育种家诺曼布劳格获诺贝尔和平奖。杂交水稻之父袁隆平院士获得国家特等发明奖和最高科学奖。著名小麦育种家李振声院士获国家最高科学奖。小麦和水稻矮杆育种中利用的基因都是赤霉素合成基因。近年发现的许多新的绿色革命基因,如控制水稻穗茎长度、水稻株型、籽粒大小等性状的基因都与植物激素有关。如能深入阐明植物激素调控植物生长发育的分子机理,是实现新的绿色革命的必然选择。植物激素与植调剂已成为新的绿色革命的核心内容和主要抓手。

植物激素与植调剂研究开发前景广阔

未来植物激素和植调剂领域的发展趋势有几点值得

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