Auxinan toiminnot, toimintamekanismi, tyypit, vaikutukset kasveihin, sovellukset



auxin Ne ovat kasvihormonien ryhmä, jotka toimivat kasvien kasvun ja kehityksen sääntelijöinä. Sen toiminta liittyy tekijöihin, jotka stimuloivat kasvien kasvua, erityisesti solujen jakautumista ja venymää.

Nämä kasvihormonit löytyvät koko kasvikunnasta, bakteereista, levistä ja sienistä, korkeampiin kasveihin. Luonnosta peräisin olevista auksiinista indolietikkahappo (IAA) on yleisin ja se on peräisin aminohaposta L-tryptofaani.

Kasvua säätelevien aineiden läsnäolo löydettiin 20. vuosisadan alussa F. W. Went. Kauran siemenillä tehdyillä kokeilla todettiin, että kasveissa kasvua säätelevät aineet ovat olemassa.

Vaikka ne sijaitsevat useimmissa kasvikudoksissa, korkein pitoisuus rajoittuu aktiivisesti kasvaviin kudoksiin. Auksiinien synteesi tapahtuu yleensä apikaalisissa meristemeissä, hellävaraisissa lehdissä ja kehittyvissä hedelmissä.

Varren apikaariset meristemit ovat alueita, joilla AIA syntetisoidaan, jakelemalla eri tavoin varren pohjaan. Lehdissä auxiinin määrä riippuu kudoksen iästä, mikä vähentää pitoisuutta lehtien kypsyydessä.

Kasvun säätäjinä viljelijät käyttävät niitä laajasti kasvun nopeuttamiseksi tai juurtumisen edistämiseksi. Tällä hetkellä on olemassa useita kaupallisia tuotteita, joilla on erityisiä toimintoja kunkin viljelyn fysiologisten ja morfologisten tarpeiden mukaan.

indeksi

  • 1 Rakenne
  • 2 Toiminto
  • 3 Toimintatapa
  • 4 tyypit
  • 5 Vaikutukset kasveihin
    • 5.1 Solun pidentyminen
    • 5.2 Apikaalinen määräävä asema
  • 6 Fysiologiset vaikutukset
    • 6.1 Tropismi
    • 6.2 Abscission ja ikääntyminen
    • 6.3 Hedelmien kehitys
    • 6.4 Jakelu ja solujen erilaistuminen
  • 7 Sovellukset
  • 8 Viitteet

rakenne

Auksiinit koostuvat fenolista johdetusta indolirenkaasta ja aromaattisista renkaista, joissa on kaksoiskonjugoidut sidokset. Itse asiassa niillä on bisyklinen rakenne, joka on muodostettu 5 hiilipyrrolin ja 6 hiilen bentseenin avulla.

Indoli-orgaaninen yhdiste on aromaattinen molekyyli, jolla on suuri haihtuvuusaste. Tämä ominaisuus tekee auxiinien konsentraatiosta kasveissa, jotka ovat riippuvaisia ​​kaksoisrenkaan kytkeytyneistä tähteistä.

toiminto

Pohjimmiltaan auksiinit stimuloivat solujen jakautumista ja venymää ja siten kudoksen kasvua. Itse asiassa nämä fytohormonit vaikuttavat erilaisiin kasvien kehityksen prosesseihin, jotka ovat usein vuorovaikutuksessa muiden hormonien kanssa.

  • Indusoi solun elongaatio soluseinän plastisuuden lisäämisellä.
  • Ne aiheuttavat meristemaattisen kärjen, koleoptilien ja varren kasvua.
  • Rajoita pää- tai kääntyvän juuren kasvua, stimuloimalla toissijaisten ja satunnaisten juurien muodostumista.
  • Edistetään verisuonten erilaistumista.
  • Motivoi apikaalinen määräävä asema.
  • Geotropismin säätely: fototropismi, gravitropismi ja tigmotropismi auxiinien sivuttain jakautumisen kautta.
  • Ne viivästyttävät kasvinelinten, kuten lehtien, kukkien ja hedelmien, poistumista.
  • Motivoida kukkakehitystä.
  • Ne suosivat hedelmien kehittämistä.

Toimintamekanismi

Auksiinien ominaisuus on lisätä soluseinän plastisuutta venytysprosessin aloittamiseksi. Kun soluseinä pehmenee, solu turpoaa ja laajenee johtuen turgorin paineesta.

Tässä mielessä meristemaattiset solut absorboivat suuria määriä vettä, mikä vaikuttaa apikaalisten kudosten kasvuun. Tämä prosessi määräytyy ilmiön, jota kutsutaan "kasvuksi happamassa väliaineessa", joka selittää auksiinien aktiivisuuden.

Tämä ilmiö ilmenee, kun soluseinää muodostavat polysakkaridit ja pektiinit pehmenevät väliaineen happamuuden vuoksi. Selluloosa, hemiselluloosa ja pektiini menettävät jäykkyytensä, mikä helpottaa veden pääsyä soluun.

Auxiinien toiminta tässä prosessissa on vetyionien vaihdon indusoiminen (H+) kohti soluseinää. Tähän prosessiin kuuluvat mekanismit ovat H-ATPaasipumppujen aktivointi ja uusien H-ATPaasien synteesi..

  • H-ATPase-pumppujen aktivointi: Auksiinit puuttuvat suoraan entsyymin protonien pumppaamiseen ATP: n väliintulolla.
  • Uusien H-ATPaasien synteesi: Auksiinit kykenevät syntetisoimaan soluseinässä olevia protonipumppuja edistämällä ARMm: ää, joka vaikuttaa endoplasmiseen reticulumiin ja Golgi-laitteeseen solun seinämän protonin aktiivisuuden lisäämiseksi.

Lisäämällä vetyioneja (H+) soluseinä tehdään happamaksi, aktivoimalla solujen kasvuun osallistuneet "ekspansiini" -proteiinit. Expansins toimii tehokkaasti pH-alueella 4,5 - 5,5.

Itse asiassa polysakkaridit ja selluloosamikrofibrillit menettävät jäykkyytensä, koska ne rikkovat vety- sidoksia. Tämän seurauksena solu imee vettä ja laajenee, ilmentäen "kasvua happamassa väliaineessa"..

tyyppi

  • AIA tai indolietikkahappo: Luonnollista alkuperää oleva fytohormi on hormoni, joka löytyy suuremmista määristä kasvien kudoksissa. Se syntetisoidaan nuorten kudosten tasolla, lehdissä, meristemeissä ja päätepoissa.
  • AIB tai indoli voihappo: fytohormoni, jolla on laaja luonnollinen alkuperä. Se edistää juurien kehittymistä vihanneksissa ja koristekasveissa, samoin sen käyttö mahdollistaa suurempien hedelmien saamisen.
  • ANA tai naftaleenietikkahappo: maataloudessa laajalti käytetty synteettinen kasvihormoni. Sitä käytetään indusoimaan pistokkaiden satunnaisten juurien kasvua, vähentämään hedelmien pudotusta ja stimuloimaan kukintaa.
  • 2,4-D tai dikloorifenoksietikkahappo: synteettistä hormonaalista alkuperää oleva tuote, jota käytetään systeemisenä herbisidinä. Sitä käytetään pääasiassa leveälehtisten rikkakasvien torjuntaan.
  • 2,4,5-T tai 2,4,4-trikloorifenoksietikkahappo: torjunta-aineena käytettävä synteettistä alkuperää oleva fytohormi. Tällä hetkellä sen käyttö on rajoitettu, koska se on tappava ympäristölle, kasveille, eläimille ja ihmiselle.

Vaikutukset kasveihin

Auksiinit indusoivat erilaisia ​​morfologisia ja fysiologisia muutoksia, pääasiassa solujen elongaatiota, joka edistää varsien ja juurien pidentymistä. Samoin se puuttuu apikaaliseen dominointiin, tropismiin, lehtien ja kukkien ahdistumiseen ja vanhenemiseen, hedelmien kehitykseen ja solujen erilaistumiseen.

Solun pidentyminen

Kasvit kasvavat kahden peräkkäisen prosessin, solujen jakautumisen ja venymän kautta. Solujen jakautuminen sallii solujen määrän kasvun ja solujen pidentymisen kautta kasvaa koko.

Auksiinit vaikuttavat soluseinän happamoitumiseen ATPaasien aktivoinnin kautta. Tällä tavoin veden ja liuenneiden aineiden imeytyminen lisääntyy, ekspansiot aktivoituvat ja solujen pidentyminen tapahtuu.

Apicalin määräävä asema

Apikaalinen määräävä asema on korrelaatioilmiö, jossa pääsiipi kasvaa sivuttaisen silmukan vahingoksi. Auksiinien aktiivisuus apikaalisessa kasvussa on liitettävä sytokiinifitohormonin läsnäoloon.

Itse asiassa tapahtuu auxiinien kasvullisessa huippu-synteesissä, joka myöhemmin houkuttelee juuriin syntetisoituja sytokineja kohti huippua. Kun optimaalinen konsentraatio auxiinien / sytokiinin välillä saavutetaan, solujen jakautuminen ja erilaistuminen tapahtuu, ja myöhemmin apikaalisen meristeemin pidentyminen

Fysiologiset vaikutukset

tropismi

Tropismi on varsien, haarojen ja juurien suuntainen kasvu vasteena ympäristön ärsykkeelle. Itse asiassa nämä ärsykkeet liittyvät valoon, painoon, kosteuteen, tuuleen, ulkoiseen kosketukseen tai kemialliseen vasteeseen.

Fototropismia modifioi auksiinit, koska valo estää sen synteesin solutasolla. Näin varren varjostettu puoli kasvaa enemmän ja valaistu alue rajoittaa sen kasvavaa kaarevuutta valoa kohti.

Abscission ja ikääntyminen

Abssio on lehtien, kukkien ja hedelmien lasku ulkoisten tekijöiden vuoksi, mikä aiheuttaa elinten vanhenemisen. Tätä prosessia kiihdyttää etyleenin kertyminen varren ja siivekkeen väliin, jolloin muodostuu irtoamisvyöhyke, joka indusoi irtoamista.

Auxiinien jatkuva liike estää elinten irtoamisen, viivästyttää lehtien, kukkien ja epäkypsien hedelmien kaatumista. Sen vaikutuksen tarkoituksena on kontrolloida eteenin toimintaa, joka on absissiovyöhykkeen tärkein promoottori.

Hedelmien kehitys

Auksiinit syntetisoidaan siitepölyssä, endospermissä ja siementen alkiossa. Pölytyksen jälkeen munasolujen muodostuminen ja sen jälkeinen hedelmöitys tapahtuu, jolloin auksiinit vaikuttavat promoottorielementiksi.

Hedelmien kehittyessä endospermi tuottaa auxiinit, joita tarvitaan kasvun ensimmäiseen vaiheeseen. Sen jälkeen alkio tuottaa auxiinit, joita tarvitaan seuraavien hedelmäkasvatusvaiheiden aikana.

Jakelu ja solujen erilaistuminen

Tieteelliset todisteet ovat osoittaneet, että auxiinit säätelevät solun jakautumista kammiossa, jossa tapahtuu verisuonten kudosten erilaistumista.

Itse asiassa todisteet osoittavat, että mitä suurempi auxiini (AIA) on, sitä johtavampi kudos muodostuu, erityisesti ksylem..

sovellukset

Kaupallisella tasolla auxineja käytetään kasvun säätäjinä sekä kentällä että bioteknologisissa kokeissa. Alhaisissa pitoisuuksissa käytettävät muutokset muuttavat kasvien normaalia kehitystä, lisäävät tuottavuutta, sadon laatua ja satoa.

Hallittujen sovellusten käyttö viljelykasvien viljelyn aikana edistää solujen kasvua ja tärkeimpien ja satunnaisten juurien lisääntymistä. Lisäksi ne hyödyttävät hedelmien kukintaa ja kehitystä, estäen lehtien, kukkien ja hedelmien putoamisen.

Kokeellisella tasolla auxiineja käytetään hedelmien tuottamiseen, siemeniä, tarttumalla hedelmiin kypsyyteen asti tai herbisidinä. Biolääketieteellisellä tasolla niitä on käytetty somaattisten solujen uudelleenohjelmoinnissa kantasoluissa.

viittaukset

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., ja Gutiérrez, C. (2014). Auksiinien homeostaasi ja sen merkitys kehityksessä Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio ja García Agustín Pilar (2006) Fytohormonit: aineenvaihdunta ja toimintatapa. Castelló de la Plana: Universitat Jaume I: n julkaisut, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., ja Casaretto, J. (2006). Hormonit ja kasvun säätimet: auksiinit, gibberelliinit ja sytokiniinit. Squeo, F, A., ja Cardemil, L. (toim.). Kasvien fysiologia, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Kasvishormonit. Biologian alueen hypertexts. Saatavilla osoitteessa: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., ja Zeiger, E. (2007). Kasvien fysiologia (Vol. 10). Universitat Jaume I.