Funkcie Auxinas, mechanizmus pôsobenia, typy, účinky na rastliny, aplikácie



auxín Sú skupinou rastlinných hormónov, ktoré pôsobia ako regulátory rastu a vývoja rastlín. Jeho funkcia súvisí s faktormi, ktoré stimulujú rast rastlín, konkrétne s bunkovým delením a predĺžením.

Tieto fytohormóny sa nachádzajú v rastlinnej ríši, od baktérií, rias a húb až po vyššie rastliny. Z auxínov prírodného pôvodu je najbežnejšia kyselina indoleactová (IAA) a je odvodená od aminokyseliny L-tryptofánu..

Prítomnosť rastových regulátorov objavila na začiatku 20. storočia F. Went. Prostredníctvom pokusov s ovsenými sadenicami sa zistila možnosť existencie látok regulujúcich rast rastlín.

Hoci sa nachádzajú vo väčšine rastlinných tkanív, najvyššia koncentrácia je obmedzená na aktívne rastúce tkanivá. Syntéza auxínov sa všeobecne vyskytuje v apikálnych meristémoch, jemných listoch a vyvíjajúcich sa plodoch.

Apikálne meristémy kmeňa sú oblasti, kde sa syntetizuje AIA a distribuuje sa diferencovane k základni kmeňa. V listoch množstvo auxínu závisí od veku tkaniva, čím sa znižuje koncentrácia s zrelosťou listov.

Ako regulátori rastu sú poľnohospodári široko využívaní na urýchlenie rastu alebo podporu zakorenenia. V súčasnosti existuje niekoľko komerčných produktov so špecifickými funkciami v závislosti od fyziologických a morfologických potrieb každej plodiny.

index

  • 1 Štruktúra
  • 2 Funkcia
  • 3 Mechanizmus pôsobenia
  • 4 Typy
  • 5 Účinky na rastliny
    • 5.1 Predĺženie bunky
    • 5.2 Apical dominancia
  • 6 Fyziologické účinky
    • 6.1 Tropism
    • 6.2 Vynechanie a starnutie
    • 6.3 Vývoj ovocia
    • 6.4 Rozdelenie a bunková diferenciácia
  • 7 Aplikácie
  • 8 Referencie

štruktúra

Auxíny sa skladajú z indolového kruhu odvodeného z fenolu a aromatických kruhov s dvojnásobne konjugovanými väzbami. V skutočnosti majú bicyklickú štruktúru tvorenú 5 uhlíkovým pyrrolom a 6 uhlíkovým benzénom.

Indolová organická zlúčenina je aromatická molekula s vysokým stupňom prchavosti. Táto charakteristika spôsobuje, že koncentrácia auxínov v rastlinách závisí od zvyškov, ktoré sú viazané na dvojitý kruh.

funkcie

V podstate auxíny stimulujú bunkové delenie a predĺženie a následne rast tkaniva. V skutočnosti tieto fytohormóny zasahujú do rôznych procesov vývoja rastlín, často interagujú s inými hormónmi.

  • Indukujú predĺženie buniek zvýšením plasticity bunkovej steny.
  • Spôsobujú rast meristematického vrcholu, coleoptiles a stonky.
  • Obmedziť rast hlavného alebo otočného koreňa, stimulovať tvorbu sekundárnych a náhodných koreňov.
  • Podporovať vaskulárnu diferenciáciu.
  • Motivujte apikálnu dominanciu.
  • Regulácia geotropismu: fototropismus, gravitropismus a tigmotropizmus prostredníctvom laterálnej redistribúcie auxínov.
  • Oneskorenie absencie rastlinných orgánov, ako sú listy, kvety a ovocie.
  • Motivujte kvetinový vývoj.
  • Podporujú reguláciu vývoja ovocia.

Mechanizmus účinku

Auxíny majú schopnosť zvýšiť plasticitu bunkovej steny, aby sa inicioval proces predĺženia. Keď bunková stena zmäkne, bunka napučiava a expanduje v dôsledku turgorového tlaku.

V tomto ohľade meristematické bunky absorbujú veľké množstvo vody, čo ovplyvňuje rast apikálnych tkanív. Tento proces je určený fenoménom nazývaným "rast v kyslom prostredí", ktorý vysvetľuje aktivitu auxínov.

K tomuto javu dochádza, keď polysacharidy a pektíny tvoriace bunkovú stenu zmäknú v dôsledku okyslenia média. Celulóza, hemicelulóza a pektín strácajú svoju tuhosť, čo uľahčuje vstup vody do bunky.

Funkciou auxínov v tomto procese je indukcia výmeny vodíkových iónov (H+) smerom k bunkovej stene. Mechanizmy zapojené do tohto procesu sú aktivácia H-ATPázových čerpadiel a syntéza nových H-ATPáz..

  • Aktivácia čerpadiel H-ATPase: Auxíny zasahujú priamo do čerpania protónov enzýmu, s intervenciou ATP.
  • Syntéza nových H-ATPáz: Auxíny majú schopnosť syntetizovať protónové pumpy v bunkovej stene, čo podporuje ARMm, ktorý pôsobí na endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát na zvýšenie protónovej aktivity bunkovej steny..

Zvýšením vodíkových iónov (H+) bunková stena je okyslená, aktivujúc "expanzínové" proteíny podieľajúce sa na bunkovom raste. Expansíny pracujú efektívne v rozsahu pH medzi 4,5 a 5,5.

Vskutku, polysacharidy a celulózové mikrofibrily strácajú tuhosť v dôsledku rozbitia vodíkových väzieb, ktoré ich fúzujú. Výsledkom je, že bunka absorbuje vodu a zväčšuje sa, čo je prejavom „rastu v kyslom prostredí“..

typ

  • AIA alebo kyselina indoctová: Fytohormón prírodného pôvodu je hormón, ktorý sa nachádza vo väčších množstvách v tkanivách rastliny. Je syntetizovaný na úrovni mladých tkanív, listov, meristémov a terminálnych pukov.
  • AIB alebo kyselina indolová: fytohormónu širokého spektra prírodného pôvodu. Prispieva k rozvoju koreňov v zelenine a okrasných rastlinách, rovnako ako jej využitie umožňuje získať väčšie plody.
  • ANA alebo kyselina naftalenoctová: syntetický rastlinný hormón široko používaný v poľnohospodárstve. Používa sa na vyvolanie rastu náhodných koreňov v odrezkoch, na zníženie úbytku ovocia a na stimuláciu kvitnutia.
  • 2,4-D alebo kyselina dichlórfenoxyoctová: produkt syntetického hormonálneho pôvodu používaný ako systémový herbicíd. Používa sa hlavne na kontrolu širokolistých burín.
  • 2,4,5-T alebo 2,4,5-trichlórfenoxyoctová kyselina: fytohormón syntetického pôvodu používaný ako pesticíd. V súčasnosti je jeho použitie obmedzené kvôli smrteľným účinkom na životné prostredie, rastliny, zvieratá a človeka.

Účinky na rastliny

Auxíny indukujú rôzne morfologické a fyziologické zmeny, najmä bunkové predĺženie, ktoré podporuje predĺženie stoniek a koreňov. Podobne zasahuje do apikálnej dominancie, tropismu, absciscie a starnutia listov a kvetov, vývoja ovocia a diferenciácie buniek..

Predĺženie bunky

Rastliny rastú dvoma postupnými procesmi, bunkovým delením a predĺžením. Delenie buniek umožňuje zvýšenie počtu buniek a predlžovaním buniek rastie rastlina.

Auxíny zasahujú do acidifikácie bunkovej steny aktiváciou ATPáz. Týmto spôsobom sa zvyšuje absorpcia vody a rozpustených látok, aktivujú sa expanzie a dochádza k predlžovaniu buniek.

Apická dominancia

Apikálna dominancia je fenomén korelácie, v ktorom hlavný púč rastie na úkor laterálnych púčikov. Aktivita auxínov na apikálnom raste musí byť sprevádzaná prítomnosťou cytokínového fytohormónu.

Pri vegetatívnom apexe dochádza k syntéze auxínov, ktoré následne priťahujú cytokíny syntetizované v koreňoch smerom k vrcholu. Keď sa dosiahne optimálna koncentrácia medzi auxínmi / cytokínmi, dochádza k bunkovému deleniu a diferenciácii a neskoršiemu predĺženiu apikálneho meristému.

Fyziologické účinky

tropizmus

Tropism je smerový rast stoniek, konárov a koreňov v reakcii na podnet z prostredia. V skutočnosti tieto stimuly súvisia so svetlom, gravitáciou, vlhkosťou, vetrom, vonkajším kontaktom alebo chemickou reakciou.

Fototropizmus je zmiernený auxínmi, pretože svetlo inhibuje jeho syntézu na bunkovej úrovni. Týmto spôsobom rastie tienená strana stonky a osvetlená plocha obmedzuje jej rastúce zakrivenie smerom k svetlu.

Vynechanie a starnutie

Absencia je pád listov, kvetov a plodov v dôsledku vonkajších faktorov, čo spôsobuje starnutie orgánov. Tento proces sa urýchľuje akumuláciou etylénu medzi stonkou a stopkou, čím sa vytvára abscisná zóna, ktorá indukuje odpojenie.

Nepretržitý pohyb auxínov zabraňuje strate orgánov, oneskoruje pád listov, kvetov a nezrelých plodov. Jeho účinok je zameraný na reguláciu účinku etylénu, ktorý je hlavným promótorom v oblasti abscisie.

Vývoj ovocia

Auxíny sa syntetizujú v peľu, endosperme a v embryu semien. Po opelení dochádza k tvorbe vajíčka a následnému množeniu ovocia, kde auxíny zasahujú ako promótorový prvok.

Počas vývoja plodu endosperm poskytuje auxíny potrebné pre prvú fázu rastu. Následne embryo poskytuje auxíny potrebné pre následné štádiá rastu ovocia.

Rozdelenie a bunková diferenciácia

Vedecké dôkazy ukázali, že auxíny regulujú bunkové delenie v kambiu, kde dochádza k diferenciácii cievnych tkanív.

V skutočnosti dôkazy ukazujú, že čím väčšie množstvo auxínu (AIA), tým viac vodivého tkaniva sa vytvorí, najmä xylem..

aplikácie

Na komerčnej úrovni sa auxíny používajú ako regulátory rastu, a to ako v teréne, tak v biotechnologických pokusoch. Používa sa v nízkych koncentráciách a upravuje normálny vývoj rastlín, zvyšuje produktivitu, kvalitu plodín a zber.

Riadené aplikácie v čase vytvorenia plodiny podporujú rast buniek a šírenie hlavných a náhodných koreňov. Okrem toho sú prínosom pre kvitnutie a vývoj ovocia, ktoré zabraňujú pádu listov, kvetov a ovocia.

Na experimentálnej úrovni sa auxíny používajú na produkciu ovocia sú semená, uchopiť plody až do zrelosti alebo ako herbicídy. Na biomedicínskej úrovni sa používajú pri preprogramovaní somatických buniek v kmeňových bunkách.

referencie

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., & Gutiérrez, C. (2014). Homeostáza auxínov a ich význam vo vývoji Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio a García Agustín Pilar (2006) Fytohormóny: metabolizmus a spôsob účinku. Castelló de la Plana: Publikácie Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormóny a rastové regulátory: auxíny, gibberelíny a cytokiníny. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fyziológia rastlín, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Rastlinné hormóny. Hypertextové oblasti oblasti biológie. K dispozícii na adrese: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fyziológia rastlín (zväzok 10). Universitat Jaume I.