Funkce Auxinas, mechanismus působení, typy, účinky na rostliny, aplikace



auxinas Jedná se o skupinu rostlinných hormonů, které působí jako regulátory růstu a vývoje rostlin. Jeho funkce souvisí s faktory, které stimulují růst rostlin, konkrétně buněčné dělení a prodloužení.

Tyto fytohormony se nacházejí v celé rostlinné říši, od bakterií, řas a hub po vyšší rostliny. Z auxinů přírodního původu je nejběžnější indoleactová kyselina (IAA) a je odvozena od aminokyseliny L-tryptofanu..

Přítomnost růstových regulátorů byla objevena na počátku 20. století F. Wentem. Prostřednictvím pokusů s ovesnými sazenicemi byla zjištěna možnost existence látek regulujících růst rostlin.

I když jsou umístěny ve většině rostlinných tkání, nejvyšší koncentrace je omezena na aktivně rostoucí tkáně. Syntéza auxinů se vyskytuje obecně v apikálních meristémech, jemných listech a vyvíjejících se plodech.

Apikální meristémy stonku jsou oblasti kde AIA je syntetizován, distribuovat diferenciálně k základu stonku. Množství auxinu v listech závisí na věku tkáně a snižuje koncentraci s vyspělostí listů.

Jako regulátory růstu jsou zemědělci široce využívány k urychlení růstu nebo podpoře zakořenění. V současné době existuje několik komerčních produktů se specifickými funkcemi v závislosti na fyziologických a morfologických potřebách každé plodiny.

Index

  • 1 Struktura
  • 2 Funkce
  • 3 Mechanismus působení
  • 4 Typy
  • 5 Účinky na rostliny
    • 5.1 Prodloužení buněk
    • 5.2 Apical dominance
  • 6 Fyziologické účinky
    • 6.1 Tropism
    • 6.2 Vynechání a senescence
    • 6.3 Vývoj ovoce
    • 6.4 Rozdělení a buněčná diferenciace
  • 7 Aplikace
  • 8 Odkazy

Struktura

Auxiny se skládají z indolového kruhu odvozeného od fenolu a aromatických kruhů s dvojitou konjugovanou vazbou. Ve skutečnosti mají bicyklickou strukturu tvořenou 5 uhlíkovým pyrrolem a 6 uhlíkovým benzenem.

Indolová organická sloučenina je aromatická molekula s vysokým stupněm těkavosti. Tato charakteristika činí koncentraci auxinů v rostlinách závislou na zbytcích, které jsou vázány na dvojitý kruh.

Funkce

V podstatě auxiny stimulují buněčné dělení a prodloužení a následně růst tkáně. Ve skutečnosti tyto fytohormony zasahují do různých procesů vývoje rostlin, často interagují s jinými hormony.

  • Navozte buněčné prodloužení zvýšením plasticity buněčné stěny.
  • Způsobují růst meristematického vrcholu, coleoptiles a stonku.
  • Omezte růst hlavního nebo otočného kořene, stimulujte tvorbu sekundárních a náhodných kořenů.
  • Podporovat vaskulární diferenciaci.
  • Motivujte apikální dominanci.
  • Regulace geotropismu: fototropism, gravitropism a tigmotropizmus prostřednictvím laterální redistribuce auxinů.
  • Zpožďují únik rostlinných orgánů, jako jsou listy, květy a plody.
  • Motivujte květinový vývoj.
  • Podporují regulaci vývoje ovoce.

Mechanismus působení

Auxiny mají schopnost zvýšit plasticitu buněčné stěny pro zahájení procesu prodloužení. Když buněčná stěna změkne, buňka bobtná a expanduje v důsledku turgorového tlaku.

V tomto ohledu meristematické buňky absorbují velké množství vody, což ovlivňuje růst apikálních tkání. Tento proces je určen jevem nazývaným "růst v kyselém prostředí", který vysvětluje aktivitu auxinů.

K tomuto jevu dochází, když polysacharidy a pektiny tvořící buněčnou stěnu změknou v důsledku okyselení média. Celulóza, hemicelulóza a pektin ztrácejí svou tuhost, což usnadňuje vstup vody do buňky.

Funkcí auxinů v tomto procesu je indukce výměny vodíkových iontů (H+) směrem k buněčné stěně. Mechanismy zapojené do tohoto procesu jsou aktivace čerpadel H-ATPázy a syntéza nových H-ATPáz..

  • Aktivace čerpadel H-ATPase: Auxiny zasahují přímo do čerpání protonů enzymu s intervencí ATP.
  • Syntéza nových H-ATPáz: Auxiny mají schopnost syntetizovat protonové pumpy v buněčné stěně, což podporuje ARMm, který působí na endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát ke zvýšení protonové aktivity buněčné stěny..

Zvýšením vodíkových iontů (H+) buněčná stěna je okyselena a aktivuje "expansinové" proteiny podílející se na růstu buněk. Expansiny pracují efektivně v rozmezí pH mezi 4,5 a 5,5.

Polysacharidy a celulózové mikrofibrily totiž ztratí tuhost v důsledku rozbití vodíkových vazeb, které je spojují. V důsledku toho buňka absorbuje vodu a expanduje ve velikosti, což je projevem "růstu v kyselém prostředí"..

Typy

  • AIA nebo kyselina indoctová: Fytohormon přirozeného původu je hormon, který se nachází ve větším množství ve tkáních rostliny. Je syntetizován na úrovni mladých tkání, v listech, meristémech a terminálních pupenech.
  • AIB nebo kyselina indolová máselná: fytohormon širokého spektra přírodního původu. Přispívá k rozvoji kořenů v zelenině a okrasných rostlinách, stejně jako její využití umožňuje získat větší plody.
  • ANA nebo kyselina naftalenoctová: syntetického rostlinného hormonu široce používaného v zemědělství. Používá se k navození růstu příhodných kořenů v řízcích, snižuje pád ovoce a stimuluje kvetení.
  • Kyselina 2,4-D nebo dichlorfenoxyoctová: produkt syntetického hormonálního původu používaný jako systémový herbicid. Používá se hlavně k hubení širokolistých plevelů.
  • 2,4,5-T nebo 2,4,5-Trichlorofenoxyoctová kyselina: fytohormon syntetického původu používaný jako pesticid. V současné době je jeho použití omezeno vzhledem k jeho smrtelným účinkům na životní prostředí, rostliny, zvířata a člověka.

Účinky na rostliny

Auxiny indukují různé morfologické a fyziologické změny, zejména buněčné prodloužení, které podporuje prodloužení stonků a kořenů. Podobně zasahuje do apikální dominance, tropismu, abscisce a senescence listů a květů, vývoje ovoce a diferenciace buněk..

Prodloužení buněk

Rostliny rostou dvěma postupnými procesy, buněčným dělením a prodloužením. Buněčné dělení umožňuje zvýšení počtu buněk a prodlužováním buněk rostou rostliny.

Auxiny zasahují do acidifikace buněčné stěny aktivací ATPáz. Tímto způsobem se zvyšuje absorpce vody a rozpuštěných látek, aktivují se expansiny a dochází k prodloužení buněk.

Apikální dominance

Apikální dominance je fenomén korelace, ve kterém hlavní pupen roste na úkor laterálních pupenů. Aktivita auxinů na apikálním růstu musí být doprovázena přítomností cytokinového fytohormonu.

Ve vegetativní apexové syntéze se vyskytuje auxin, který následně přitahuje cytokiny syntetizované v kořenech směrem k vrcholu. Když se dosáhne optimální koncentrace mezi auxiny / cytokiny, dojde k buněčnému dělení a diferenciaci a pozdějšímu prodloužení apikálního meristému

Fyziologické účinky

Tropism

Tropism je směrový růst stonků, větví a kořenů v reakci na podnět z prostředí. Ve skutečnosti jsou tyto podněty vztaženy ke světlu, gravitaci, vlhkosti, větru, vnějšímu kontaktu nebo chemické reakci.

Fototropismus je moderován auxiny, protože světlo inhibuje jeho syntézu na buněčné úrovni. Stínovaná strana stonku tak roste a osvětlená plocha omezuje její rostoucí zakřivení směrem ke světlu.

Absiace a senescence

Absiace je pád listí, květů a plodů kvůli vnějším faktorům, působit senescence orgánů. Tento proces je urychlován akumulací ethylenu mezi stonkem a řapíkem, tvořící abscisční zónu, která indukuje oddělení.

Kontinuální pohyb auxinů brání úniku orgánů, oddálení pádu listů, květů a nezralých plodů. Jeho účinek je zaměřen na regulaci působení ethylenu, který je hlavním promotorem abscisční zóny.

Vývoj ovoce

Auxiny se syntetizují v pylu, endospermu a v embryu semen. Po opylování dochází k tvorbě vajíčka a následnému nastavení plodů, kde auxiny zasahují jako promotorový prvek.

Během vývoje ovoce poskytuje endosperm auxiny potřebné pro první fázi růstu. Následně embryo poskytuje auxiny potřebné pro následné fáze růstu ovoce.

Rozdělení a buněčná diferenciace

Vědecké důkazy ukázaly, že auxiny regulují buněčné dělení v kambiu, kde dochází k diferenciaci vaskulárních tkání.

Ve skutečnosti důkaz ukazuje, že čím větší je množství auxinu (AIA), tím se vytvoří vodivější tkáň, zejména xylem..

Aplikace

Na komerční úrovni se auxiny používají jako regulátory růstu jak v terénu, tak v biotechnologických studiích. Používá se v nízkých koncentracích a upravuje normální vývoj rostlin, zvyšuje produktivitu, kvalitu plodin a sklizeň.

Kontrolované aplikace v době stanovení plodiny podporují růst buněk a proliferaci hlavních a náhodných kořenů. Kromě toho, že prospěch kvetení a vývoj ovoce, brání pádu listí, květin a ovoce.

Na experimentální úrovni, auxiny jsou užité na produkci ovoce jsou semena, uchopit plody až do zralosti nebo jako herbicidy. Na biomedicínské úrovni byly použity při přeprogramování somatických buněk v kmenových buňkách.

Odkazy

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., & Gutiérrez, C. (2014). Homeostáza Auxinů a její význam ve vývoji Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio a García Agustín Pilar (2006) Fytohormony: metabolismus a způsob účinku. Castelló de la Plana: Publikace Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormony a růstové regulátory: auxiny, gibbereliny a cytokininy. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fyziologie rostlin, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Rostlinné hormony. Hypertextové oblasti biologické oblasti. Dostupné na: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fyziologie rostlin (svazek 10). Universitat Jaume I.