Функции на Auxinas, механизъм на действие, видове, ефекти върху растенията, приложения



на ауксини Те са група растителни хормони, които действат като регулатори на растежа и развитието на растенията. Неговата функция е свързана с факторите, които стимулират растежа на растенията, по-специално клетъчното деление и удължението.

Тези фитохормони се срещат в цялото растително царство, от бактерии, водорасли и гъби, до по-висши растения. От ауксините с естествен произход, индолоцетната киселина (IAA) е най-често срещаната и е получена от аминокиселината L-триптофан.

Наличието на регулатори на растежа бе открито в началото на 20-ти век от Ф. У. Уент. Чрез опити с разсад от овес е установена възможността за наличие на вещества, регулиращи растежа в растенията.

Въпреки че се намират в повечето растителни тъкани, най-високата концентрация е ограничена до активно растящите тъкани. Синтезът на ауксини се среща обикновено в апикалните меристеми, нежни листа и развиващите се плодове.

Апикалните меристеми на стъблото са областите, където се синтезира AIA, разпределяйки се диференциално към основата на стъблото. В листата количеството на ауксин зависи от възрастта на тъканта, намалявайки концентрацията със зрялост на листата.

Като регулатори на растежа те се използват широко от фермерите за ускоряване на растежа или за насърчаване на вкореняване. Понастоящем има няколко търговски продукта със специфични функции в зависимост от физиологичните и морфологичните нужди на всяка култура.

индекс

  • 1 Структура
  • 2 Функция
  • 3 Механизъм на действие
  • 4 вида
  • 5 Ефекти върху растенията
    • 5.1 Удължаване на клетките
    • 5.2 Апикална доминация
  • 6 Физиологични ефекти
    • 6.1 Тропизъм
    • 6.2 Прекратяване и стареене
    • 6.3 Развитие на плодовете
    • 6.4 Разделяне и клетъчна диференциация
  • 7 Приложения
  • 8 Препратки

структура

Ауксините са съставени от индолов пръстен, получен от фенол, и ароматни пръстени с двойни конюгирани връзки. В действителност те имат бициклична структура, образувана от 5 въглероден пирол и 6 въглероден бензол.

Индоловото органично съединение е ароматна молекула с висока степен на летливост. Тази характеристика прави концентрацията на ауксини в растенията, зависими от остатъците, които са свързани с двойния пръстен.

функция

По същество ауксините стимулират клетъчното делене и удължаване, а оттам и растежа на тъканите. Всъщност тези фитохормони се намесват в различни процеси на развитие на растенията, често взаимодействащи с други хормони.

  • Увеличаване на клетъчното удължение чрез увеличаване на пластичността на клетъчната стена.
  • Те причиняват растежа на меристематичния връх, на колеоптилите и стъблото.
  • Ограничете растежа на основния или въртящ се корен, стимулирайки образуването на вторични и случайни корени.
  • Насърчава съдова диференциация.
  • Мотивирайте апикалната доминация.
  • Регулиране на геотропизъм: фототропизъм, гравитропизъм и тигмотропизъм чрез латерално преразпределение на ауксини.
  • Те забавят абсикция на растителни органи като листа, цветя и плодове.
  • Мотивиране на флоралното развитие.
  • Те благоприятстват регулирането на развитието на плодовете.

Механизъм на действие

Ауксините притежават свойството да увеличават пластичността на клетъчната стена, за да инициират процеса на удължаване. Когато клетъчната стена се смекчи, клетката набъбва и се разширява поради тургорното налягане.

В тази връзка меристематичните клетки абсорбират големи количества вода, което влияе върху растежа на апикалните тъкани. Този процес се определя от феномена, наречен "растеж в кисела среда", който обяснява активността на ауксините.

Това явление се случва, когато полизахаридите и пектините, съставляващи клетъчната стена, се омекотяват поради подкисляването на средата. Целулозата, хемицелулозата и пектинът губят своята твърдост, което улеснява влизането на вода в клетката.

Функцията на ауксините в този процес е да индуцират обмена на водородни йони (Н+) към клетъчната стена. Механизмите, включени в този процес, са активирането на H-ATPase помпите и синтеза на нови H-ATPases..

  • Активиране на помпите H-ATPase: Ауксините се намесват директно в изпомпването на протоните на ензима, с намесата на АТФ.
  • Синтез на нови Н-АТРази: Ауксините имат способността да синтезират протонни помпи в клетъчната стена, насърчавайки ARMm, който действа върху ендоплазмения ретикулум и апарата на Голджи, за да повиши активността на протонната клетъчна стена..

Чрез увеличаване на водородните йони (Н+) клетъчната стена се подкиселява, активирайки "експанзивните" протеини, участващи в клетъчния растеж. Експанзиите работят ефективно при рН между 4,5 и 5,5.

Всъщност, полизахаридите и целулозните микрофибрили губят твърдост поради разрушаването на водородните връзки, които ги сливат. В резултат на това клетката абсорбира вода и се разширява по размер, проявявайки явлението "растеж в кисела среда".

тип

  • AIA или индолоцетна киселина: Фитогормоните с естествен произход са хормонът, който се намира в по-големи количества в тъканите на растението. Той се синтезира на нивото на младите тъкани, в листата, меристемите и крайните пъпки.
  • AIB или индол маслена киселина: фитохормон с широк спектър на естествен произход. Той допринася за развитието на корените в зеленчуците и декоративните растения, както и използването му позволява да се получат по-големи плодове.
  • ANA или нафталеноцетна киселина: синтетичен растителен хормон, широко използван в селското стопанство. Използва се за индуциране на растежа на случайните корени в резниците, намаляване на падането на плодовете и стимулиране на цъфтежа.
  • 2,4-D или дихлорофеноксиоцетна киселина: продукт от синтетичен хормонален произход, използван като системен хербицид. Използва се главно за борба с широколистни плевели.
  • 2,4,5-Т или 2, 4, 5-трихлорофеноксиоцетна киселина: фитогормон от синтетичен произход, използван като пестицид. Понастоящем употребата му е ограничена поради смъртоносния му ефект върху околната среда, растенията, животните и човека.

Ефекти върху растенията

Ауксините предизвикват различни морфологични и физиологични промени, основно клетъчното удължение, което насърчава удължаването на стъблата и корените. По същия начин, той се намесва в апикалната доминантност, тропизъм, абсикция и стареене на листа и цветя, развитие на плодове и клетъчна диференциация..

Удължение на клетката

Растенията растат чрез два последователни процеса, клетъчно делене и удължаване. Клетъчното делене позволява увеличаването на броя на клетките, а чрез удължаване на клетката растението расте.

Ауксините се намесват в подкисляването на клетъчната стена чрез активиране на АТФази. По този начин се повишава абсорбцията на вода и разтворени вещества, експанзиите се активират и настъпва клетъчното удължение.

Апикална доминация

Апикалната доминация е феноменът на корелация, при който основната пъпка расте в ущърб на страничните пъпки. Активността на ауксини върху апикалния растеж трябва да бъде придружена от присъствието на цитокиновия фитохормон.

Наистина, в вегетативния връх се получава синтеза на ауксини, които впоследствие привличат цитокини, синтезирани в корените към върха. Когато се достигне оптималната концентрация между ауксини / цитокин, се случва клетъчно делене и диференциация, а по-късно удължаване на апикалната меристема

Физиологични ефекти

тропизъм

Тропизъм е посоката на растеж на стъблата, клоните и корените в отговор на стимул от околната среда. Всъщност тези стимули са свързани със светлина, гравитация, влажност, вятър, външен контакт или химичен отговор.

Фототропизмът се успокоява от ауксини, тъй като светлината подтиска синтеза му на клетъчно ниво. По този начин засенчената страна на стеблото нараства все повече и осветената зона ограничава нарастващата извивка към светлината.

Прекъсване и стареене

Липсата на листа, цветя и плодове се дължи на външни фактори, причиняващи стареене на органите. Този процес се ускорява чрез натрупване на етилен между стъблото и дръжката, образувайки зона на отзвук, която предизвиква отделяне.

Непрекъснатото движение на ауксините предотвратява изчезването на органите, забавя падането на листата, цветята и незрелите плодове. Неговият ефект е насочен към контролиране на действието на етилена, който е основният промотор на зоната на изчезване.

Развитие на плодовете

Ауксините се синтезират в полена, ендосперма и в ембриона на семената. След опрашването се осъществява образуването на яйцеклетката и последващата настройка на плодовете, където ауксините се намесват като промоторен елемент.

По време на развитието на плода ендоспермът осигурява ауксините, необходими за първия етап на растеж. Впоследствие ембрионът осигурява ауксините, необходими за следващите етапи на растежа на плодовете.

Разделяне и клетъчна диференциация

Научни доказателства показват, че ауксините регулират клетъчното делене в камбия, където се извършва диференциация на съдовите тъкани.

В действителност, доказателствата показват, че колкото по-голямо е количеството на ауксин (AIA), толкова по-проводима тъкан се образува, особено ксилема..

приложения

На търговско ниво, ауксините се използват като регулатори на растежа, както в областта, така и в биотехнологичните опити. Използваните в ниски концентрации променят нормалното развитие на растенията, повишавайки производителността, качеството на културите и реколтата.

Контролираните приложения по време на установяването на културата благоприятстват растежа на клетките и разпространението на основните и случайни корени. В допълнение, те благоприятстват цъфтежа и развитието на плодовете, предотвратявайки падането на листа, цветя и плодове.

На експериментално ниво се използват ауксини за производство на плодове, семена, хващане на плодовете до зрялост или като хербициди. На биомедицинско ниво те са били използвани за препрограмиране на соматични клетки в стволови клетки.

препратки

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Alvarez-Buylla, E.R. Хомеостаза на ауксините и нейното значение в развитието на Arabidopsis Thaliana. Вестник по биохимично образование, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio и García Agustín Pilar (2006) Фитохормони: метаболизъм и начин на действие. Кастелло де ла Плана: Публикации на Университета Яуме I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Хормони и регулатори на растежа: ауксини, гибберелини и цитокинини. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Физиология на растенията, 1-28.
  4. Мараси Мария Антония (2007) Растителни хормони. Хипертексти на зоната на биологията. Достъпни на: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Физиология на растенията (том 10). Universitat Jaume I.