簡介
脫落酸(Abscisic Acid,縮寫為ABA)是植物五大天然生長調節劑之一。當前已經實現了灰葡萄孢黴菌工業發酵生産天然脫落酸,而且純度較高,生物活性較高,未來将大規模應用于農業生産。
脫落酸可由氧化作用和結合作用被代謝。脫落酸可以刺激乙烯的産生,催促果實成熟,它抑制脫氧核糖核酸和蛋白質的合成。北京奧運會期間,北京全市的百萬盆鮮花,均有施加脫落酸,以保證花盛開的狀态。
發現
1961年W.C.劉和H.R.卡恩斯從成熟棉鈴裡分離出一種能使外植體切除葉片後的葉柄脫落加速的物質結晶,稱為“脫落素Ⅰ”,但未鑒定其化學結構。
1963年大熊和彥和F.T.阿迪科特等從棉花幼鈴中分離出另一種加速脫落的物質結晶,叫做脫落素Ⅱ。
同年C.F.伊格斯和P.F.韋爾林用色譜分析法從歐亞槭葉子裡分離出一種抑制物質,能使生長中的幼苗和芽休眠,他們命名為休眠素。
1965年韋爾林等比較研究休眠素和脫落素Ⅱ的化學性質後,證明兩者是同一物質,分子式與大熊和彥等1965年提出的一緻。統一命名為脫落酸。它在植物中普遍存在。
性質
脫落酸是一個15碳的倍半萜烯化合物。天然存在的脫落酸是一個對映結構體,特别是右旋化合物(S)-ABA。
天然脫落酸為白色結晶粉末,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙酸乙酯與三氯甲烷等,難溶于醚、苯等,水溶解度3-5g/L(20℃)。
脫落酸的穩定性較好,常溫下放置兩年,有效成分含量基本不變,但應在幹燥、陰涼、避光處密封保存。脫落酸水溶液對光敏感,屬強光分解化合物。
特性
植物的"生長平衡因子"
脫落酸又叫S-誘抗素。S-誘抗素是平衡植物内源激素和有關生長活性物質代謝的關鍵因子。具有促進植物平衡吸收水、肥和協調體内代謝的能力。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、産量具有重要作用。
植物的"抗逆誘導因子"
S-誘抗素是啟動植物體内抗逆基因表達的"第一信使",可有效激活植物體内抗逆免疫系統。具有培源固本,增強植物綜合抗性(抗旱、抗熱、抗寒、抗病蟲、抗鹽堿等)的能力。對農業生産上抗旱節水、減災保産和生态環境的恢複具有重要作用。
綠色環保産品
S-誘抗素是所有綠色植物均含有的純天然産物,本品是通過微生物發酵獲得的高純度、高生長活性;對人畜無毒害、無刺激性。是一種新型高效、天然綠色植物生長活性物質。
生物合成
脫落酸生物合成的途徑主要有兩條:
1、類萜途徑(terpenoid pathway)脫落酸的合成是由甲瓦龍酸(MVA)經過法呢基焦磷酸(farnesylpyrophosphate,FPP),再經過一些未明的過程而形成脫落酸。
2、順式-黃質醛(xanthoxin),在一些植物的枝葉中也檢出這種物質。黃質醛迅速代謝成為脫落酸。
作用機理
脫落酸的生理作用主要是導緻休眠及促進脫落。用脫落酸處理植物生長旺盛的小枝,可以引起與休眠相同的狀态。這種對萌發的抑制作用可以用赤黴素或細胞分裂素處理來抵消或逆轉。
脫落酸在控制核酸和蛋白質合成中起作用。脫落酸抑制大麥粒中α-澱粉酶的合成,并在這一過程中與赤黴素發生拮抗。
脫落酸由于價格昂貴,在農業生産上應用的實驗還極少。
價值
脫落酸具有促進植物平衡吸收水、肥和協調體内代謝的能力,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、産量具有重要作用。
除此之外,外源脫落酸能引起葉片氣孔的迅速關閉,抑制蒸騰作用,可用于花的保鮮,還能控制花芽分化,調節花期,在花卉園藝上有很大的應用價值。
脫落酸原藥及其複合實用制劑可廣泛應用于水稻、蔬菜、花卉、草坪、棉花、中草藥、果樹等作物,提高作物在不良生長環境中的生長素質及其結實率和品質,提高中低産田的單産産量,減少化學農藥用量。
脫落酸可廣泛應用于城市草坪、園林等綠化建設,應用于西部地區的節水農業、設施農業,生态植被的恢複重建。