Auxinas funkcije, mehanizem delovanja, vrste, učinki na rastline, aplikacije



The auxinas So skupina rastlinskih hormonov, ki delujejo kot regulatorji rasti in razvoja rastlin. Njegova funkcija je povezana z dejavniki, ki spodbujajo rast rastlin, predvsem delitev celic in raztezek.

Ti fitohormoni se nahajajo v celotnem rastlinskem svetu, od bakterij, alg in gliv do višjih rastlin. Od auksinov naravnega izvora je indolocetna kislina (IAA) najpogostejša in izvira iz aminokisline L-triptofana.

Prisotnost regulatorjev rasti je v začetku 20. stoletja odkril F. W. Went. Skozi poskuse z sadikami ovsa smo ugotovili možnost obstoja snovi, ki uravnavajo rast rastlin.

Čeprav se nahajajo v večini rastlinskih tkiv, je najvišja koncentracija omejena na aktivno rastoča tkiva. Sinteza avksinov se pojavi v apikalnem meristemu, nežnih listih in razvoju plodov.

Apikalni meristemi stebla so področja, kjer se sintetizira AIA, ki se porazdelijo različno na dno stebla. V listih je količina auksina odvisna od starosti tkiva, zmanjšanje koncentracije z zrelostjo listov.

Kot regulatorji rasti jih kmetje pogosto uporabljajo za pospeševanje rasti ali spodbujanje ukoreninjenja. Trenutno obstaja več komercialnih izdelkov s specifičnimi funkcijami, odvisno od fizioloških in morfoloških potreb vsakega pridelka.

Indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Funkcija
  • 3 Mehanizem delovanja
  • 4 Vrste
  • 5 Vplivi na rastline
    • 5.1 Raztezek celic
    • 5.2 Apikalna prevlada
  • 6 Fiziološki učinki
    • 6.1 Tropizem
    • 6.2 Odpoved in staranje
    • 6.3 Razvoj sadja
    • 6.4 Razdelitev in celična diferenciacija
  • 7 Aplikacije
  • 8 Reference

Struktura

Aksini so sestavljeni iz indolnega obroča, pridobljenega iz fenola, in aromatskih obročev z dvojnimi konjugiranimi vezmi. V bistvu imajo biciklično strukturo, ki jo tvori 5-ogljikov pirol in 6-benzinski benzen.

Indolska organska spojina je aromatska molekula z visoko stopnjo hlapljivosti. Ta značilnost naredi koncentracijo avksinov v rastlinah, odvisnih od ostankov, ki so povezani z dvojnim obročem.

Funkcija

V bistvu avksini spodbujajo delitev in podaljšanje celic ter posledično rast tkiva. Pravzaprav ti fitohormoni intervenirajo v različnih procesih razvoja rastlin, pogosto v interakciji z drugimi hormoni.

  • Povečajte celično elongacijo s povečanjem plastičnosti celične stene.
  • Povzročijo rast meristematskega vrha, koloptilov in stebla.
  • Omejite rast glavnega ali vrtljivega korena in tako spodbudite nastanek sekundarnih in naključnih korenin.
  • Spodbujajo vaskularno diferenciacijo.
  • Motivirajte apično prevlado.
  • Regulacija geotropizma: fototropizem, gravitropizem in tigmotropizem preko lateralne prerazporeditve auksinov.
  • Odložijo opustitev rastlinskih organov, kot so listi, cvetovi in ​​plodovi.
  • Motivirajte cvetni razvoj.
  • Podpirata ureditev razvoja sadja.

Mehanizem delovanja

Aksini imajo lastnost, da povečajo plastičnost celične stene, da sprožijo proces raztezka. Ko se celična stena zmehča, celica nabrekne in se zaradi pritiska turgora razširi.

V zvezi s tem meristematične celice absorbirajo velike količine vode, kar vpliva na rast apikalnih tkiv. Ta proces je določen s pojavom, imenovanim "rast v kislem mediju", ki pojasnjuje aktivnost auksinov.

Ta pojav se pojavi, ko se polisaharidi in pektini, ki tvorijo celično steno, mehčajo zaradi zakisljevanja medija. Celuloza, hemiceluloza in pektin izgubijo svojo togost, kar olajša vstop vode v celico.

Funkcija avksinov v tem procesu je, da inducirajo izmenjavo vodikovih ionov (H+) proti celični steni. Mehanizmi, ki so vključeni v ta proces, so aktivacija črpalk H-ATPase in sinteza novih H-ATPaz..

  • Aktiviranje črpalk H-ATPase: Aksini neposredno posredujejo pri črpanju protonov encima z intervencijo ATP.
  • Sinteza novih H-ATPaz: Aksini imajo sposobnost sintetizirati protonske črpalke v celični steni, spodbujajo ARMm, ki deluje na endoplazmatski retikulum in Golgijev aparat za povečanje aktivnosti protonske celične stene.

S povečanjem vodikovih ionov (H+) celična stena je nakisana in aktivira "ekspanzijske" proteine, ki sodelujejo pri rasti celic. Ekspanzije delujejo učinkovito v razponu pH med 4,5 in 5,5.

Polisaharidi in celulozni mikrofibrili dejansko izgubijo togost zaradi preloma vodikovih vezi, ki jih spajajo. Kot rezultat celica absorbira vodo in se širi po velikosti, kar kaže na pojav "rasti v kislem mediju"..

Vrste

  • AIA ali indolocetna kislina: Fitohormon naravnega izvora je hormon, ki ga najdemo v večjih količinah v tkivih rastline. Sintetizira se na ravni mladih tkiv, listov, meristemov in terminalnih brstov.
  • AIB ali indol maslena kislina: fitohormon naravnega izvora širokega spektra. Prispeva k razvoju korenin v zelenjavi in ​​okrasnih rastlinah, prav tako njegova uporaba omogoča pridobivanje večjih plodov.
  • ANA ali naftalenocetna kislina: sintetični rastlinski hormon, ki se pogosto uporablja v kmetijstvu. Uporablja se za spodbujanje rasti naključnih korenin v potaknjencih, zmanjšanje padca plodov in spodbujanje cvetenja.
  • 2,4-D ali diklorofenoksiocetna kislina: produkt sintetičnega hormonskega izvora, ki se uporablja kot sistemski herbicid. Uporablja se predvsem za nadzor širokolistnih plevelov.
  • 2,4,5-T ali 2, 4, 5-trihlorofenoksiocetna kislina: fitoformon sintetičnega izvora, ki se uporablja kot pesticid. Trenutno je njegova uporaba omejena zaradi smrtonosnih učinkov na okolje, rastline, živali in človeka.

Vplivi na rastline

Aksini povzročajo različne morfološke in fiziološke spremembe, predvsem celično podaljšanje, ki pospešuje podaljšanje stebla in korenin. Podobno posega v apikalno prevlado, tropizem, abscisijo in staranje listov in cvetov, razvoj sadja in diferenciacijo celic..

Raztezek celic

Rastline rastejo skozi dva zaporedna procesa, delitev celic in raztezek. Delitev celic omogoča povečanje števila celic in z raztezkom celic raste velikost.

Aksini posredujejo pri zakisljevanju celične stene z aktivacijo ATPaz. Na ta način se absorpcija vode in raztopin poveča, ekspanzije se aktivirajo in pride do raztezanja celic.

Apikalna prevlada

Apikalna prevlada je fenomen korelacije, v katerem glavni popki rastejo na škodo stranskih brstov. Aktivnost avksinov na apikalni rasti mora spremljati prisotnost citokinovega fitohormona.

V vegetativnem apeksu se dejansko pojavi sinteza avksinov, ki kasneje privabljajo citokine, sintetizirane v koreninah proti vrhu. Ko je dosežena optimalna koncentracija med auksini / citokini, pride do delitve celic in diferenciacije, kasneje pa do podaljšanja apikalnega meristema.

Fiziološki učinki

Tropizem

Tropizem je usmerjena rast stebel, vej in korenin kot odziv na dražljaje iz okolja. Dejansko so ti dražljaji povezani s svetlobo, gravitacijo, vlago, vetrom, zunanjim stikom ali kemičnim odzivom.

Fototropizem ublažijo avksini, saj svetloba zavira njeno sintezo na celičnem nivoju. Na ta način zasenčena stran stebla raste in osvetljeno območje omejuje rastočo krivino proti svetlobi.

Odprava in staranje

Opustitev je padec listov, cvetov in plodov zaradi zunanjih dejavnikov, ki povzročajo staranje organov. Ta proces se pospeši s kopičenjem etilena med steblom in pecljem, ki tvori območje abscije, ki povzroči odcepitev..

Neprekinjeno gibanje avksinov preprečuje opustitev organov, kar zavira padec listov, cvetov in nezrelih plodov. Njegov učinek je usmerjen v nadzorovanje delovanja etilena, ki je glavni promotor območja odsotnosti.

Razvoj sadja

Aksini se sintetizirajo v pelodu, endospermu in zarodku semen. Po opraševanju poteka tvorba jajčeca in nadaljnje nastavitve sadja, kjer avksini posredujejo kot promotorski element..

Med razvojem sadja endosperm zagotavlja aksine, potrebne za prvo stopnjo rasti. Nato embrij zagotavlja avksine, ki so potrebni za nadaljnje stopnje rasti plodov.

Razdelitev in celična diferenciacija

Znanstveni dokazi so pokazali, da avksini uravnavajo delitev celic v kambiju, kjer se pojavlja diferenciacija žilnih tkiv.

Dejstvo je, da dokazi kažejo, da večja količina auksina (AIA) povzroči tvorbo bolj prevodnega tkiva, zlasti ksilema..

Aplikacije

Na komercialni ravni se avksini uporabljajo kot regulatorji rasti, tako na terenu kot v biotehnoloških poskusih. Uporabljeni v nizkih koncentracijah spreminjajo normalen razvoj rastlin, povečujejo produktivnost, kakovost pridelkov in žetev.

Kontrolirane aplikacije v času vzpostavitve kulture omogočajo rast celic in širjenje glavnih in naključnih korenin. Poleg tega koristijo cvetenju in razvoju plodov, preprečujejo padec listov, cvetov in sadja.

Na poskusni ravni se za proizvodnjo sadja uporabljajo avksini, semena, plodovi do zrelosti ali herbicidi. Na biomedicinski ravni so bili uporabljeni pri reprogramiranju somatskih celic v matičnih celicah.

Reference

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E.R., & Gutiérrez, C. (2014). Homeostaza avksinov in njen pomen v razvoju. \ T Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio in García Agustín Pilar (2006) Fitohormoni: presnova in način delovanja. Castelló de la Plana: Publikacije Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., in Casaretto, J. (2006). Hormoni in regulatorji rasti: avksini, gibereline in citokinini. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (ur.). Rastlinska fiziologija, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Rastlinski hormoni. Hiperteksti območja biologije. Na voljo na: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., in Zeiger, E. (2007). Fiziologija rastlin (Vol. 10). Universitat Jaume I.