赤黴素

赤黴素，是廣泛存在的一種植物激素。化學結構屬於二萜類酸，由四環骨架衍生而得。赤黴素種類至少38種，套用於農業生產，可刺激葉和芽的生長，提高產量。

基本介紹

• 中文名：赤黴素
• 外文名：gibberellin
• 本質：植物激素
• 化學結構：二萜類酸
• 簡稱：GA4+7
• 效果：西紅柿調節生長，棉花提高結鈴率
• CAS：77-06-5

歷史

1926年日本黑澤英一發現，當水稻感染了赤黴菌後，會出現植株瘋長的現象，病株往往比正常植株高50%以上，而且結實率大大降低，因而稱之為“惡苗病”。科學家將赤黴菌培養基的濾液噴施到健康水稻幼苗上，發現這些幼苗雖然沒有感染赤黴菌，卻出現了與"惡苗病"同樣的症狀。1938年日本藪田貞治郎和住木諭介從赤黴菌培養基的濾液中分離出這種活性物質，並鑑定了它的化學結構。命名為赤霉酸。1956年C.A.韋斯特和B.O.菲尼分別證明在高等植物中普遍存在著一些類似赤霉酸的物質。到1983年已分離和鑑定出60多種。一般分為自由態及結合態兩類，統稱赤黴素，分別被命名為GA1，GA2等。

結構

赤黴素都含有赤黴素烷骨架，它的化學結構比較複雜，是雙萜化合物。在高等植物中赤黴素的前體一般認為是貝殼杉烯。赤黴素的基本結構是赤黴素烷，有4個環。在赤黴素烷上，由於雙鍵、羥基數目和位置不同，形成了各種赤黴素。自由態赤黴素是具19C或20C的一、二或三羧酸。結合態赤黴素多為萄糖苷或葡糖基酯，易溶於水。

編號系統

CAS號：77-06-5

MDL號：MFCD00079329

EINECS號：201-001-0

RTECS號：LY8990000

BRN號：54346

PubChem號：24895317

物性數據

性狀：白色結晶粉末。

熔點（ºC）：233～235℃。

溶解性：易溶於醇類、丙酮、乙酸乙酯、碳酸氫鈉溶液及pH6.2的磷酸緩衝液，難溶於水和乙醚。

穩定性：不穩定，遇鹼易分解，遇硫酸呈深紅色。

分布

廣泛分布於被子、裸子、蕨類植物、褐藻、綠藻、真菌和細菌中，多存在於生長旺盛部分，如莖端、嫩葉、根尖和果實種子。含量： 1~1000ng·g鮮重，果實和種子（尤其是未成熟種子） 的赤黴素含量比營養器官的多兩個數量級。每個器官或組織都含有兩種以上的赤黴素，而且赤黴素的種類、數量和狀態 （自由態或結合態）都因植物發育時期而異。GA與生長素不同，其運輸不表現極性，（根尖合成---沿導管向上運輸，嫩葉產生---沿篩管向下運輸）。不同植物間的運輸速度差別很大。

分類

自由型

（free gibberellin）不以鍵的形式與其他物質結合，易被有機溶劑提取出來。屬於有生理活性；

結合型

（conjugated gibberellin）--赤黴素和其他物質 （如葡萄糖） 結合，要通過酸水解或蛋白酶分解才能釋放出自由赤黴素，屬於無生理活性。

束縛型

這是GA的一種儲藏形式。種子成熟時，GA轉化為束縛型貯存，而在種子萌發時，又轉變成游離型而發揮其調節作用。

毒理學數據

有雌激素樣活性，腹腔注射35mg/(kg·d)共7天后，能校正卵巢切除的成熟雌性大鼠的子宮萎縮。本品也是一種植物激素。

分子結構數據

1、摩爾折射率：85.78

2、摩爾體積（cm³/mol）：231.9

3、等張比容（90.2K）：675.4

4、表面張力（dyne/cm）：71.8

5、極化率（10^-24cm³）：34.00

計算化學數據

1、 疏水參數計算參考值（XlogP）：0.2

2、 氫鍵供體數量：3

3、 氫鍵受體數量：6

4、 可旋轉化學鍵數量： 1

5、 互變異構體數量：

6、 拓撲分子極性表面積（TPSA）：104

7、 重原子數量：25

8、 表面電荷：0

9、 複雜度：772

10、 同位素原子數量：0

11、 確定原子立構中心數量：8

12、 不確定原子立構中心數量：0

13、 確定化學鍵立構中心數量：0

14、 不確定化學鍵立構中心數量：0

15、 共價鍵單元數量：1

性質與穩定性

1.無致畸、致突變作用。

2.水溶液呈酸性，在酸性及弱酸性溶液中較穩定，遇鹼易分解。溶解後它有芳香氣味。赤黴素在乾燥狀態下能長期保存。

貯存方法

粉劑用塑膠袋裝，水劑用棕色玻璃瓶裝。低溫乾燥處存放。

合成方法

1.由gibberella fujikuroi菌種培養液通入無菌空氣發酵後提煉精製而得。接種量為最終發酵罐液的4%，在溫度為25～30℃下，不斷攪拌和通風，攪拌過程中，用十八碳醇做抗沫劑。發酵完畢後，溶液用氫氧化鋇沉澱並過濾。然後在陽離子交換樹脂上，在pH=50時吸附並用NH3或其他鹼性緩衝液洗脫，再進行精製處理而得。

2.赤黴素可用發酵方法生產。利用赤黴菌在麩皮、蔗糖和無機鹽等培養基中進行發酵，赤黴菌代謝產生赤黴素，發酵液經溶媒提取、濃縮即得。

3.現都採用發酵法製取。發酵液經過離子交換樹脂 Amberlite XAD-4柱，水洗至乾淨後，以90%丙酮的水溶液洗脫，收集洗脫液並且濃縮乾燥，成品中赤霉酸含量90%以上。

用途

1.本品對棉花、葡萄、蔬菜有顯著的增產效果。能促進種子發芽、植物生長和提早開花。使用時可採用塗抹、拌種、蘸根、噴霧等。赤黴素粉配用時，可先將其溶於少量酒精或白酒中。

2.高效植物生長調節劑。能促進作物生長發育，提早成熟，改進品質，提高產量。它能迅速打破種子、塊莖和鱗莖等器官休眠，促進發芽少蕾、花、鈴、果實的脫落，提高果實結實率或形成無籽果實。可用於水稻、麥類、棉花、果樹、蔬菜等作物，促進其生長、發芽、開花、結果。赤黴素不論是噴霧、塗抹、蘸根，對不同作物都有增產作用，但施用過多的赤黴素，植物會出現黃而細長的枝條，即失綠、徒長現象，反而影響產量。赤黴素還可用於從大麥製造麥芽。它對昆蟲的發育也有促進作用。
3.赤霉酸有雌激素樣活性，可促進細胞壽命延長和刺激細胞的分裂，用於發製品中能促進頭皮血液循環，減少頭屑的生成並刺激頭髮生長，防止脫髮。在膚用品中使用能抑制黑色素的生成，使皮膚上有色痣斑如雀斑色澤變淡同時增白皮膚。赤霉酸可在化妝品中安全使用。

安全信息

危險品標誌：刺激

安全標識：S26S36

危險標識：R36

功效

赤黴素功效對作物的有效率是百分之百，效果持久，更高效，更穩定，更安全，幼苗期開始噴施為最佳，可使根系發達，又預防病害，它能顯著地促進植物莖、葉生長，如生長期噴施，也可使營養均衡，有助於作物長勢，花期噴施，可保花保果、也能使果實膨大、更有美果作用，棉花盛花期噴灑能有效減少蕾鈴脫落，提高結鈴率，並可以有效解除作物病害

赤黴素適合以下作物：棉花、番茄、馬鈴薯、果樹、稻、麥、大豆、菸草等，促進其生長、發芽、開花結果;能刺激果實生長，提高結實率，對棉花、蔬菜、瓜果、水稻、綠肥等有顯著的增產效果。

赤黴素最突出的生理效應是促進莖的伸長和誘導長日植物在短日條件下抽薹開花。各種植物對赤黴素的敏感程度不同。遺傳上矮生的植物如矮生的玉米和豌豆對赤黴素最敏感，經赤黴素處理後株型與非矮生的相似；非矮生植物則只有輕微的反應。有些植物遺傳上矮生性的原因就是缺乏內源赤黴素（另一些則不然）。赤黴素在種子發芽中起調節作用。許多禾穀類植物例如大麥的種子中的澱粉，在發芽時迅速水解；如果把胚去掉，澱粉就不水解。用赤黴素處理無胚的種子，澱粉就又能水解，證明了赤黴素可以代替胚引起澱粉水解。赤黴素能代替紅光促進光敏感植物萵苣種子的發芽和代替胡蘿蔔開花所需要的春化作用。赤黴素還能引起某些植物單性果實的形成。對某些植物，特別是無籽葡萄品種，在開花時用赤黴素處理，可促進無籽果實的發育。但對某些生理現象有時有抑制作用。

赤黴素

關於赤黴素的作用機理，研究得較深入的是它對去胚大麥種子中澱粉水解的誘發。用赤黴素處理滅菌的去胚大麥種子，發現GA3顯著促進其糊粉層中 α-澱粉酶的新合成，從而引起澱粉的水解。在完整大麥種子發芽時，胚含有赤黴素，分泌到糊粉層去。此外，GA3還刺激糊粉層細胞合成蛋白酶，促進核糖核酸酶及葡聚糖酶的分泌。

促進麥芽糖的轉化（誘導α—澱粉酶形成）；促進營養生長（對根的生長無促進作用，但顯著促進莖葉的生長），防止器官脫落和打破休眠等。

赤黴素最突出的作用是加速細胞的伸長（赤黴素可以提高植物體內生長素的含量，而生長素直接調節細胞的伸長），對細胞的分裂也有促進作用，它可以促進細胞的擴大（但不引起細胞壁的酸化），除此之外，赤黴素還有著抑制成熟，側芽休眠，衰老，塊莖形成的生理作用。

合成部位：芽、嫩葉、未成熟種子、未成熟果實、根尖

作用：

1.莖、葉的伸長生長，誘導α-澱粉酶的形成

2.加速細胞分裂、成熟細胞縱向伸長、節間細胞伸長

3.抑制塊莖形成

4.抑制側芽休眠，衰老

5.提高生長素水平，頂端優勢

套用

用於馬鈴薯、番茄、稻、麥、棉花、大豆、菸草、果樹等作物，促進其生長、發芽、開花結果;能刺激果實生長，提高結實率，對水稻、棉花、蔬菜、瓜果、綠肥等有顯著的增產效果。赤黴素不溶於水，但可溶於酒精。使用時先用少許酒精或高度數的燒酒（如60度白乾酒）把它化開，然後再對水稀釋到需要濃度，於花期噴施連續三次（每次間隔7天）。棗樹上通常使用的濃度為10-15ppm的水溶液。（ppm是重量的百分率，表示“百萬分之一”，如1ppm即百萬分之一，菜寶，以下技術有鄭州中聯化工產品有限公司技術部提供：具體如下：

1、赤黴素粉劑：

赤黴素粉劑不溶於水，使用時先用少量酒精或白酒溶解，再加水稀釋到所需濃度，水溶液容易失效，要現用現配。不能與鹼性農藥混用，以免失效。如生產的純淨赤黴素（每包1克），可先用3-5毫升酒精溶解，然後兌水100公斤即變成10ppm液，兌水66.7公斤，即為15ppm的水溶液。如果使用的赤黴素粉劑含量為80%（每包1克裝），同樣要先用3-5毫升酒精將其化開，然後兌水80公斤，即為10ppm的稀釋液，兌水53公斤則為15ppm液。

2、赤黴素水劑：

赤黴素水劑在使用中一般不需要酒精溶解，直接稀釋便可以使用。菜寶，使用時直接稀釋使用，稀釋倍數為1200-1500倍液。

注意事項

1、噴施赤黴素在日平均氣溫23℃以上的天氣進行，因為氣溫低時花、果不發育，赤黴素不起作用。

2、噴施時要求細霧快噴，將藥液均勻地噴到花上。如果濃度過大，就會導致植株徒長、白化，甚至枯死或畸形。

3、市場上赤黴素生產廠家較多有效成分含量不一致建議在使用時嚴格按照使用說明進行噴施。

4、由於赤黴素使用時需要精量配置，要求專人把關集中統一配備使用。

使用方法

一、促使黃瓜、西瓜多開雄花：在黃瓜的1葉期，用4%的赤黴素乳油500倍液或菜寶800-1000倍液葉面噴霧，在西瓜的2-3葉期，用4%的赤黴素乳油8000倍液葉面噴霧。

二、促進土豆、豌豆、扁豆發芽：用4%的赤黴素乳油800倍液，浸種24小時，撈出後（由於切開有傷口，土豆還需用草木灰或其它藥劑消毒）播種。

三、使芹菜、菠菜、散葉生菜葉片肥大：收穫前20天，用4%的赤黴素乳油4000倍液葉面噴霧，或菜寶800-1000倍液葉面噴霧，隔5天再噴1次（這是目前種植戶所掌握的最常見一種用法）。

四、 提高黃瓜、茄子、番茄坐果率：開花期用或菜寶800-1000倍液葉面噴霧或4%的赤黴素乳油800倍液噴花。

五、另外，在西瓜採收前用4%的赤黴素乳油2000-4000倍液噴瓜，還可有效延長西瓜貯存期。

在使用赤黴素時要注意：首先使用濃度要準確（一定要看說明書，以上濃度所用的是4%的赤黴素乳油，生產上還有其它劑型和其它濃度，所以不能千篇一律，下面介紹的其它幾類植物生長調節劑也是如此），過高濃度容易使植株徒長失綠，甚至枯死，而且還容易使產品出現畸形。純品赤黴素較難溶於水，可先用酒精或高濃度的燒酒先溶解，再加水到需要的濃度，切忌用大於50℃的熱水去兌溶液，配好溶液後要立即使用，長時間貯藏容易失效。

啤酒含量

由於赤黴素可刺激葉和芽的生長，因此，在啤酒的主要原料麥芽的生產中，赤黴素被用於提高麥芽出芽率。尚無任何證據證明赤黴素對人體健康有影響，但歐美等國已經對啤酒中的赤黴素含量做了相關規定。以美國為例，規定每升啤酒中的赤黴素含量不得超過2毫克。中國並無相關規定。