理化性质

生长素即 吲哚乙酸，分子式为C 10H 9NO 2，是最早发现的促进植物生长的激素。英文来源于希腊文auxein（生长）。 3 吲哚乙酸的纯品为白色结晶，难溶于水。易溶于乙醇、 乙醚等有机溶剂。在光下易被氧化而变为玫瑰红色，生理活性也降低。植物体内的吲哚乙酸有呈自由状态的，也有呈结合（被束缚）状态的。后者多是酯的或肽的复合物。植物体内自由态吲哚乙酸的含量很低，每千克 鲜重约为1-100微克，因存在部位及组织种类而异，生长旺盛的组织或器官如生长点、花粉中的含量较多。

从色氨酸开始,其途径有5个。植物生长素存在于西葫芦中，存在于某些十字花科植物中，存在于番茄中。生长素的降解，最明显的是在光下很容易发生光氧化而被破坏。 汤玉玮和J.邦纳于1947年发现植物组织中有些氧化酶能降解 吲哚乙酸，称为 吲哚乙酸氧化酶。

研究历史

植物生长素的发现体现了科学研究的基本思路： A.提出问题，做出假设，设计试验，得出结论；B.试验中体现了设计试验的单一变量原则；达尔文试验的单一变量是尖端的有无，温特试验的单一变量是琼脂是否与胚芽鞘尖端接触过。

生长素

1880年 C.R.达尔文及其子在最后出版的著作《植物运动的本领》中阐明，禾本科的 加那利草的胚芽鞘被切去顶端就失去向光性响应能力。他的解释是：当幼苗从侧面受光时,顶端产生的影响向下传送,造成向光与背光两侧生长速度不同，从而引起向受光一侧的弯曲，因而切去顶端后就不呈现向光性响应。

1928年F.W.温特用实验证明胚芽鞘尖端有一种促进生长的物质，称之为生长素。它能扩散到琼胶小方块中，将所得小方块放回到切去顶端的胚芽鞘切面的一侧，可以引起胚芽鞘向另一侧弯曲。而且弯曲度大致与所含促进生长的物质的量成正比。这个实验不但证明了促进生长物质的存在,而且创造了著名的测定生长素的“燕麦试法”。

1933年F.克格尔从人尿和酵母中分离出 吲哚乙酸，它在燕麦试法中能引起胚芽鞘弯曲以后，证明 吲哚乙酸即是生长素，普遍存在于各种 植物组织之中。

生理作用

生长素最明显的作用是促进生长，但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异。三者的最适浓度是茎>芽>根，大约分别为每升10E-5 摩尔、10E-8摩尔、10E-10摩尔。植物体内 吲哚乙酸的运转方向表现明显的极性，主要是由上而下。植物生长中抑制腋芽生长的 顶端优势，与吲哚乙酸的极性运输及分布有密切关系。生长素还有促进 愈伤组织形成和诱导生根的作用。

生长素的作用是多部位的，主要参与 细胞壁的形成和核酸代谢。用放射性 氨基酸饲喂离体组织的实验，证明生长素促进生长的同时也促进蛋白质的 生物合成。生长素促进RNA的生物合成尤为显著，因此增加了RNA/DNA及RNA/蛋白质的比率。在各种RNA中合成受促进最多的是rRNA。在对细胞壁的作用上，生长素活化氢离子泵，降低质膜外的pH值，还大大提高细胞壁的弹性和可塑性，从而使细胞壁变松，并提高吸水力。鉴于生长素影响 原生质流动的时间 阈值是2分钟，引起胚芽鞘伸长的是15分钟，时间极短，故认为其作用不会是通过影响 基因调控，可能是通过影响蛋白质（特别是 细胞壁或质 膜中的蛋白质）合成中的翻译过程而发生的。

生长素

因为生长素在体内很容易经代谢而被破坏，所以外施时效果短暂。其类似物生理效果相近而且不易被破坏，故被广泛应用于农业生产（见 植物生长调节物质）。 生长素在扩展的幼嫩叶片和 顶端分生组织中合成，通过 韧皮部的 长距离运输，自上而下地向基部积累。根部也能生产生长素，自下而上运输。植物体内的生长素是由 色氨酸通过一系列中间产物而形成的。其主要途径是通过吲哚乙醛。吲哚乙醛可以由色氨酸先氧化 脱氨成为吲哚 丙酮酸后脱羧而成，也可以由色氨酸先脱羧成为 色胺后氧化脱氨而形成。然后吲哚乙醛再氧化成吲哚乙酸。另一条可能的合成途径是色氨酸通过吲哚乙腈转变为吲哚乙酸，发现于十字花科植物。

在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性，如与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸，与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇，与葡萄糖结合成葡萄糖苷，与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50-90%，可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式，它们经 水解可以产生游离吲哚乙酸。

植物组织中普遍存在的吲哚乙酸氧化酶可将吲哚乙酸氧化分解。

生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长，高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡，这种抑制作用与其能否诱导 乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。

在细胞水平上，生长素可刺激形成层 细胞分裂；刺激枝的 细胞伸长、抑制根 细胞生长；促进木质部、韧皮部 细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。

在器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制；当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性；当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的 向光性；吲哚乙酸造成 顶端优势；延缓叶片衰老；施于叶片的生长素抑制脱落，而施于离层近轴端的生长素促进脱落；生长素促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟。