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極性運輸

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極性運輸(英文:polar transport)是生長素的運輸方式,是一種主動運輸,由遺傳物質決定,不受重力影響。生長素也是已知唯一一種具有極性運輸性質的植物激素。研究表明,在胚芽鞘、芽、幼葉和幼根中,生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端,而不能反過來運輸,也就是只能單方向地運輸,即只能發生極性運輸。[1]

化學滲透模型

化學滲透模型解釋了在活體植物細胞朝向植物體基部[註 1](basipetal)運輸生長素的情形。

生長素進入細胞可以通過被動擴散或質膜上極性分佈的生長素輸入載體介導兩種方式完成。由輸入載體介導的生長素流入細胞可以使生長素逆濃度梯度運輸,也可以防止生長素因被動擴散進入鄰近的細胞中,從而保證了不同細胞和組織中生長素的適宜濃度與分佈。植物質體外運輸路徑pH值約為5,大約半數的IAA生長激素在這個pH值下會失去H+。生長激素運輸蛋白(auxin efflux carrier protein) 運送帶負電的IAA進入細胞;而質子化的IAA能透過擴散作用通過細胞膜

一進入細胞內部,它便無法經由擴散作用離開細胞,因為使細胞質pH值維持在7(中性)左右。由於IAA在這個pH值下具有極性,又因為細胞膜不能讓離子直接擴散通過,所以帶負電的IAA的運輸必須透過一種生長激素運輸蛋白以主動運輸的方式才能運輸出細胞。生長素輸出載體是一種複合物,由調節亞基-NPA結合蛋白和催化亞基-PIN(Pin-formed)蛋白兩成分組成。生長素在植物組織中的極性運輸很大程度上歸功於高度調控、極性定位的輸出載體PIN蛋白。擬南芥PIN蛋白的突變體將失去極性運輸性質,形成大頭針狀表型,這亦是其名稱的來源。這是積聚離子梯度(ion trapping) 的例子之一。[2]

極性運輸的抑制劑

  • 人工合成的抑制劑:NPA(N-1-萘基鄰苯二甲酸酯)、TIBA(2,3,5-三碘苯甲酸)、NOA(1-萘氧基乙酸)、gravacin等。NPA、TIBA、gravacin是生長素輸出的抑制劑,而NOA是生長素輸入的抑制劑。
  • 天然的抑制劑:槲皮素木黃酮黃酮類物質。

備註

  1. ^ basipetal是指「朝向植物體基部」,並不是指植物根部,而是指類似端點的性質,像是頂芽往下運輸、根部分生組織向上運輸。

參考資料

  1. ^ 普通高中教科書 生物學 選擇性必修 1 穩態與調節. 人民教育出版社 課程教材研究所 生物課程教材研究開發中心. : 93. ISBN 978-7-107-34599-9.
  2. ^ 植物生理學 第三版 武維華主編 科學出版社 ISBN 978-7-030-55318-8.