褪黑素對植物生長調(diào)節(jié)和抗逆性的作用論文
0引言
褪黑素是一種小分子神經(jīng)內(nèi)分泌激素，在絕大多數(shù)生物體內(nèi)有著廣泛的分布。長久以來，對于褪黑素的研究主要針對動物，關(guān)于植物的研究在近年來才開始。20世紀(jì)90年代，科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)了褪黑素對于高等植物的影響。研究顯示，大多數(shù)的食用植物、藥用植物、菊科植物中都有褪黑素。褪黑素有著獨特的抗衰老與抗氧化功能，下面就針對褪黑素與植物的相互作用進行分析。
1褪黑素對植物生長調(diào)節(jié)的作用
1.1增強離體細胞膨大
根據(jù)實驗結(jié)果顯示：褪黑素和細胞生長素比不上植物激動素的作用效果，依據(jù)子葉干重數(shù)據(jù)發(fā)生的變化可以表明生長素和褪黑素的主要功能是刺激細胞生長來使細胞體積增大來加強作用效果，而激動素基礎(chǔ)就是分裂素的一類，可以加速細胞分裂產(chǎn)生更多的細胞數(shù)量來加快植物生長。植物生長素和褪黑素擁有一樣的生產(chǎn)前體色氨酸，植物體內(nèi)這兩種反應(yīng)效果基本相同，而且這兩種激素可以共同的存在植物的不同組織，有力地說明了這兩種激素可以共同參加植物體生化反應(yīng)的設(shè)想。
1.2促進根的生長與再生
在顯微研究中，能夠觀察到在植物生長素的催化下中柱鞘細胞能夠生長出新的根原基，適當(dāng)情況下褪黑素也可以。而且隨著時間的推移，不定根可以生長，長度和數(shù)量都會漸漸增加，有力地證實了細胞中的褪黑素具有促進根的再生效果。生長素對植物根有促進生長的效果，細胞分裂素能夠促進種子出芽的生長。在研究中根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明，提高內(nèi)源褪黑素的濃度或使用大量的褪黑素的運輸抑制劑可以在一定程度上使原來的模式發(fā)生改變。研究結(jié)果表明，在試驗中直接加入褪黑素或5-羥色胺對外植體帶來的生理反應(yīng)是相當(dāng)微小的，根本無法描述。因此，在試驗中添加相應(yīng)的激素與運輸抑制劑作對比的方式來進行研究。最終得到實驗結(jié)果，植物褪黑素和5-羥色胺的相對成分的比值與植物形態(tài)發(fā)生的變化有著直接的關(guān)系。
2褪黑素能夠提高植物抗逆性
2.1保持膜完整性，防止葉綠素降解
在動物細胞中，褪黑素具有保護細胞的功能，特別是在生物膜的試驗中，褪黑素通過改變細胞膜的流動性來維持細胞膜的穩(wěn)定性。但是在植物研究中，并沒有直接明確的實驗結(jié)果能夠證明褪黑素具有保護效果，但是根據(jù)許多相關(guān)的數(shù)據(jù)能夠總結(jié)出褪黑素具有這項功能，褪黑素的抗氧化反應(yīng)對動物細胞的抗凋亡具有一定的控制效果。該實驗表明褪黑素在植物上抗氧化作用并不能控制凋亡機制，但是可以調(diào)整植物細胞中的多胺含量。研究者發(fā)現(xiàn)褪黑素預(yù)實驗明顯的提高了亞精胺和腐胺的含量，Lee等人也證實了褪黑素可以降低大鼠腦中由紅藻氨酸帶來的多胺含量產(chǎn)生的變化。又有其他實驗證實褪黑素對大麥葉細胞凋零歷程中對葉綠素具有一定的保護效果。這個實驗經(jīng)歷了2d以后的葉片細胞中葉綠素含量與細胞中褪黑素含量有著密切相關(guān)的聯(lián)系，數(shù)據(jù)表明1mol/L的褪黑素來處理，可以有效地解決了葉綠素的流失分解。
2.2抵御不良環(huán)境造成的傷害
褪黑素有個重要的作用就是降低不良環(huán)境帶來的氧化損傷。經(jīng)過褪黑素處理的豌豆，可以大大提高對銅污染的耐受能力，增加超低溫培育下的紅景天胚性愈傷的存活率，實驗證明褪黑素降低了超低溫培育過程對愈傷的氧化損傷。加入一定濃度褪黑素的甘藍種子在銅離子抑制下的`發(fā)芽率要遠遠高于沒有經(jīng)過處理的種子；黃瓜種子在低溫環(huán)境下的發(fā)芽率大大降低，褪黑素的加入解決了這個問題，提高了不良環(huán)境下種子的發(fā)芽率和幼苗生長速率，在高溫環(huán)境下，褪黑素降低了黃瓜種子的氧氣生產(chǎn)速率和水分的比重，高效消除細胞內(nèi)的ROS,降低細胞膜的通透能力和MDA比重的增加，提高黃瓜葉片內(nèi)抗氧化系統(tǒng)酶活性（SOD、POD、CAT等）和可溶性蛋白質(zhì)含量，降低不良環(huán)境給黃瓜帶來的氧化損傷。褪黑素是一種自由基清除素，同時還可以充當(dāng)抗氧化劑，其用來提高植物細胞多種與抗氧化抑制相關(guān)的酶（APx、Gx等）活性來增加細胞中抗氧化因子，從而穩(wěn)定抗壞血酸處理系統(tǒng)的正常工作，來抑制其活力。
3結(jié)語
褪黑素在動物中的功能包括清除自由基、增強免疫力、抑制衰老等作用，其生理和藥理功能的多樣性得到了國內(nèi)外學(xué)者的普遍重視。我國對植物體中的褪黑素功能作用的研究目前還不夠清晰，作為細胞內(nèi)的激素的一種，在植物中的作用受體目前還沒有找到。研究褪黑素在植物光周期過程的作用，進一步用來驗證該生理活動的核心機制，在植物學(xué)上將是一次重大的發(fā)現(xiàn)。植物中褪黑素研究是一個新型的、具有活力的、而且發(fā)展空間巨大的方向。重點研究藥用植物褪黑素的使用含量水平，將會在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得重大的研究成果。隨著實驗的深入，一些基因工程的方法將會逐漸運用在生產(chǎn)褪黑素的領(lǐng)域。
參考文獻：
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