褪黑素对植物生长调节和抗逆性的作用

　　0引言

　　褪黑素是一种小分子神经内分泌激素，在绝大多数生物体内有着广泛的分布。长久以来，对于褪黑素的研究主要针对动物，关于植物的研究在近年来才开始。20世纪90年代，科学家逐渐发现了褪黑素对于高等植物的影响。研究显示，大多数的食用植物、药用植物、菊科植物中都有褪黑素。褪黑素有着独特的抗衰老与抗氧化功能，下面就针对褪黑素与植物的相互作用进行分析。

　　1褪黑素对植物生长调节的作用

　　1.1增强离体细胞膨大

　　根据实验结果显示：褪黑素和细胞生长素比不上植物激动素的作用效果，依据子叶干重数据发生的变化可以表明生长素和褪黑素的主要功能是刺激细胞生长来使细胞体积增大来加强作用效果，而激动素基础就是分裂素的一类，可以加速细胞分裂产生更多的细胞数量来加快植物生长。植物生长素和褪黑素拥有一样的生产前体色氨酸，植物体内这两种反应效果基本相同，而且这两种激素可以共同的存在植物的不同组织，有力地说明了这两种激素可以共同参加植物体生化反应的设想。

　　1.2促进根的生长与再生

　　在显微研究中，能够观察到在植物生长素的催化下中柱鞘细胞能够生长出新的根原基，适当情况下褪黑素也可以。而且随着时间的推移，不定根可以生长，长度和数量都会渐渐增加，有力地证实了细胞中的褪黑素具有促进根的再生效果。生长素对植物根有促进生长的效果，细胞分裂素能够促进种子出芽的生长。在研究中根据实验数据表明，提高内源褪黑素的浓度或使用大量的褪黑素的运输抑制剂可以在一定程度上使原来的模式发生改变。研究结果表明，在试验中直接加入褪黑素或5-羟色胺对外植体带来的生理反应是相当微小的，根本无法描述。因此，在试验中添加相应的激素与运输抑制剂作对比的方式来进行研究。最终得到实验结果，植物褪黑素和5-羟色胺的相对成分的比值与植物形态发生的变化有着直接的关系。

　　2褪黑素能够提高植物抗逆性

　　2.1保持膜完整性，防止叶绿素降解

　　在动物细胞中，褪黑素具有保护细胞的功能，特别是在生物膜的试验中，褪黑素通过改变细胞膜的流动性来维持细胞膜的稳定性。但是在植物研究中，并没有直接明确的实验结果能够证明褪黑素具有保护效果，但是根据许多相关的数据能够总结出褪黑素具有这项功能，褪黑素的抗氧化反应对动物细胞的抗凋亡具有一定的控制效果。该实验表明褪黑素在植物上抗氧化作用并不能控制凋亡机制，但是可以调整植物细胞中的多胺含量。研究者发现褪黑素预实验明显的提高了亚精胺和腐胺的含量，Lee等人也证实了褪黑素可以降低大鼠脑中由红藻氨酸带来的多胺含量产生的变化。又有其他实验证实褪黑素对大麦叶细胞凋零历程中对叶绿素具有一定的保护效果。这个实验经历了2d以后的叶片细胞中叶绿素含量与细胞中褪黑素含量有着密切相关的联系，数据表明1mol/L的褪黑素来处理，可以有效地解决了叶绿素的流失分解。

　　2.2抵御不良环境造成的伤害

　　褪黑素有个重要的作用就是降低不良环境带来的氧化损伤。经过褪黑素处理的豌豆，可以大大提高对铜污染的耐受能力，增加超低温培育下的红景天胚性愈伤的存活率，实验证明褪黑素降低了超低温培育过程对愈伤的氧化损伤。加入一定浓度褪黑素的甘蓝种子在铜离子抑制下的发芽率要远远高于没有经过处理的种子；黄瓜种子在低温环境下的发芽率大大降低，褪黑素的加入解决了这个问题，提高了不良环境下种子的发芽率和幼苗生长速率，在高温环境下，褪黑素降低了黄瓜种子的氧气生产速率和水分的比重，高效消除细胞内的ROS,降低细胞膜的通透能力和MDA比重的增加，提高黄瓜叶片内抗氧化系统酶活性（SOD、POD、CAT等）和可溶性蛋白质含量，降低不良环境给黄瓜带来的氧化损伤。褪黑素是一种自由基清除素，同时还可以充当抗氧化剂，其用来提高植物细胞多种与抗氧化抑制相关的酶（APx、Gx等）活性来增加细胞中抗氧化因子，从而稳定抗坏血酸处理系统的正常工作，来抑制其活力。

　　3结语

　　褪黑素在动物中的功能包括清除自由基、增强免疫力、抑制衰老等作用，其生理和药理功能的多样性得到了国内外学者的普遍重视。我国对植物体中的褪黑素功能作用的研究目前还不够清晰，作为细胞内的激素的一种，在植物中的作用受体目前还没有找到。研究褪黑素在植物光周期过程的作用，进一步用来验证该生理活动的核心机制，在植物学上将是一次重大的发现。植物中褪黑素研究是一个新型的、具有活力的、而且发展空间巨大的方向。重点研究药用植物褪黑素的使用含量水平，将会在医学领域取得重大的研究成果。随着实验的深入，一些基因工程的方法将会逐渐运用在生产褪黑素的领域。

　　参考文献：
　　[1]徐向东，孙艳，郭晓芹，等。褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响[J].应用生态学报，2010（10）。
　　[2]王英利，王英娟，郝建国，等。褪黑素对绿豆在增强UV-B辐射下的防护作用[J].光子学报，2009（10）。