Summary

CK 的重要生理功能总结如下,表观上看即促芽抑根

  • 促进侧芽分化
  • 调控茎尖与根的生长
  • 调控细胞周期
  • 延迟叶片衰老

1. 调控愈伤分化方向

CK 与生长素相互拮抗,在愈伤组织发育的过程中决定器官发育的方向,根据 比值:

  • =1,愈伤组织生长而无分化
  • >1,诱导芽的分化
  • <1,诱导根的分化

通过调整 MS 培养基的成分,可以控制组培苗器官的发育

2. 促进侧芽分化

CK 促进侧芽分化的机制要结合顶端优势现象理解。

IAA 在顶端合成,向基部运输;CK 在基部合成,向顶部运输

在顶芽完整时,顶端分生组织合成的 IAA 向基部运输,抑制 IPT(见 CK的合成),促进 CKX(CK 氧化酶,见 CK的代谢),侧芽部位 CK 含量少,生长被抑制

在顶芽去除时,IAA 减少,激活 IPT,抑制 CKX,侧芽部位 CK 含量高,生长激活

侧芽长出后,侧芽的顶端分生组织称为新的顶端,重新获得优势

顶端优势的维持与丧失

3. 抑制根的生长

Tips

IAA 与 CK 在起拮抗作用,IAA 促进侧根原基的分化,CK 作用则相反;IAA 维持顶端优势,CK 作用则相反(acknowledgement:PBL)

CK 与 IAA 在根部调控根形态建成中起拮抗作用,具体机制如下

  • CK 促进生长素信号抑制因子,进而抑制根顶端分生组织细胞的分裂与分化
  • IAA 诱导降解 SHY2/IAA3,进而促进根顶端分生组织细胞的分裂与分化

过表达CK氧化酶的烟草。可见转基因株有更长主根和更多侧根

4. 促进顶端分生组织发育

CK 对于顶端分生组织起正调控作用,i.e. CK 促进地上部分成簇发育,这与由 IAA 维持的顶端优势相反

CK氧化酶缺失导致的顶端发育过度

5. 调控细胞周期

显然,CK 作为调控细胞分裂的激素,对细胞周期具有正向调控作用

6. 延缓叶片衰老

CK 对叶片衰老的延缓作用相当明显,对单片叶片施加 CK,则在其他叶片脱落后,该叶片依旧保持绿色;甚至对单点施加 CK,则该叶片其他部分衰老,而该点依旧保持绿色

CK 延缓叶片衰老的机制有两个

  1. CK 负调控叶绿素降解酶,维持叶片内较高的叶绿素水平,保证叶片正常的光合作用
  2. CK诱导营养物质向自己的转移(糖,氮),进而保持叶片内较好的营养状态,即衰老的营养学说