AUKSIINIT: TOIMINNOT, TYYPIT, VAIKUTUKSET KASVEIHIN, SOVELLUKSET - BIOLOGIA - 2026

Auksiinit ovat ryhmä kasvi hormoneja, jotka toimivat sääntelyviranomaisten kasvua ja kehitystä kasveja. Sen toiminta liittyy tekijöihin, jotka stimuloivat kasvien kasvua, erityisesti solunjakautumiseen ja pidentymiseen.

Näitä fytohormoneja löytyy kasvien valtakunnasta bakteereista, levistä ja sienistä korkeampiin kasveihin. Luonnossa esiintyvistä auksiinista indoleetikkahappo (IAA) on yleisin ja johdettu aminohaposta L-tryptofaani.

Kasvien kasvua edistävät auksiinit Lähde: pixabay.com

FW Went havaitsi 1900-luvun alussa kasvunsäätelijöiden olemassaolon. Kaurataimilla tehdyillä kokeilla hän totesi kasvun säätelyaineiden olemassaolon mahdollisuuden kasveissa.

Vaikka ne sijaitsevat useimmissa kasvakudoksissa, suurin pitoisuus on rajoitettu aktiivisesti kasvaviin kudoksiin. Auksiinisynteesi tapahtuu yleensä apikaalisissa meristeemeissä, herkissä lehdissä ja kehittyvissä hedelmissä.

Varren apikaaliset meristeemit ovat alueita, joilla syntetisoidaan IAA, jakautuen eri tavalla varren pohjaan. Lehdissä auksiinin määrä riippuu kudoksen iästä, pitoisuus vähenee lehtien kypsyyden myötä.

Viljelijät käyttävät niitä kasvun säätelijöinä laajasti kasvun nopeuttamiseksi tai juurtumisen edistämiseksi. Nykyisin on olemassa useita kaupallisia tuotteita, joilla on erityiset toiminnot riippuen kunkin kasvin fysiologisista ja morfologisista tarpeista.

Rakenne

Auksiinit koostuvat indolirenkaasta, joka on johdettu fenolista, ja aromaattisista renkaista, joissa on kaksoiskonjugoidut sidokset. Itse asiassa niillä on bisyklinen rakenne, joka koostuu 5-hiilipyrrolista ja 6-hiilisesta bentseenistä.

Indolaatikkahappo (IAA) Lähde: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Se on outoa Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben)., Wikimedia Commonsin kautta

Orgaaninen yhdiste indoli on aromaattinen molekyyli, jolla on suuri haihtuvuus. Tämä ominaisuus tekee kasvien auksiinikonsentraatiosta riippuvaisia ​​tähteistä, jotka yhdistyvät kaksoisrenkaaseen.

toiminto

Pohjimmiltaan, auksiinit stimuloivat solujen jakautumista ja venymistä, ja siten kudosten kasvua. Itse asiassa nämä fytohormonit puuttuvat erilaisiin kasvien kehitysprosesseihin vuorovaikutuksessa monta kertaa muiden hormonien kanssa.

• Ne indusoivat solun venymisen lisäämällä soluseinämän plastisuutta.
• Ne aiheuttavat meristemaattisen kärjen, kotieläinten ja varren kasvua.
• Ne rajoittavat pää- tai taprootin kasvua, stimuloivat toissijaisten ja satunnaisten juurten muodostumista.
• Ne edistävät verisuonten erilaistumista.
• Ne motivoivat apikaalia määräävää asemaa.
• Geotropismin säätely: fototropismi, gravitropismi ja thigmotropism auksiinien sivuttaisjakautumisen kautta.
• Ne viivästyttävät kasvien elinten, kuten lehtien, kukien ja hedelmien, poistumista.
• Ne motivoivat kukan kehitystä.
• He kannattavat hedelmäkehityksen sääntelyä.

Toimintamekanismi

Auksiineilla on ominaisuus lisätä soluseinän plasti- suutta aloitusprosessin käynnistämiseksi. Kun kennoseinä pehmenee, kenno turpoaa ja laajenee turgoripaineen takia.

Sirkkalehtien. Lähde: pixabay.com

Tässä suhteessa meristemaattiset solut absorboivat suuria määriä vettä, mikä vaikuttaa apikaalisten kudosten kasvuun. Tämän prosessin määrää ilmiö, jota kutsutaan "kasvuksi happamassa väliaineessa", joka selittää auksiinien aktiivisuuden.

Tämä ilmiö tapahtuu, kun soluseinämän muodostavat polysakkaridit ja pektiinit pehmenevät väliaineen happamoitumisen vuoksi. Selluloosa, hemiselluloosa ja pektiini menettävät jäykkyytensä, mikä helpottaa veden pääsyä soluun.

Auksiinien tehtävä tässä prosessissa on indusoida vetyionien (H ⁺) vaihtoa soluseinää kohti. Tähän prosessiin vaikuttavat mekanismit ovat H-ATPaasipumppujen aktivointi ja uusien H-ATPaasien synteesi.

• H-ATPaasipumppujen aktivointi: Auksiinit osallistuvat suoraan protonien pumppaamiseen entsyymistä ATP: n puuttumisen avulla.
• Uusien H-ATPaasien synteesi: Auksiineilla on kyky syntetisoida protonipumppuja soluseinämässä edistäen endoplasmisessa retikulumissa toimivia mRNA: ta ja Golgi-laitetta lisäämään protonitoivia aktiivisuuksia soluseinämässä.

Kun vetyionit (H ⁺) lisääntyvät, soluseinä muuttuu happamaksi, aktivoimalla solujen kasvuun osallistuvat ”expansin” -proteiinit. Expansiinit toimivat tehokkaasti pH: n välillä 4,5 - 5,5.

Itse asiassa polysakkaridit ja selluloosamikrofibrillit menettävät jäykkyytensä niitä sulauttavien vety sidosten hajoamisen ansiosta. Seurauksena solu imee vettä ja laajenee kooltaan, mikä ilmentää "kasvun happamassa väliaineessa" ilmiötä.

Tyypit

• IAA tai indoleetikkahappo: luonnollista alkuperää olevaa fytohormonea, se on hormoni, jota esiintyy suuremmassa määrin kasvin kudoksissa. Se syntetisoidaan nuorten kudosten tasolla, lehtiä, meristemejä ja päätyhermoja.
• IBA tai indolivoihappo: laajavaikutteisesti luonnossa esiintyvä fytohormone. Se edistää vihannesten ja koristekasvien juurien kehittymistä, samoin kuin sen käyttö antaa mahdollisuuden saada suurempia hedelmiä.
• ANA tai naftaleenietikkahappo: synteettistä alkuperää oleva fytohormone, jota käytetään laajalti maataloudessa. Sitä käytetään satunnaisten juurien kasvun indusointiin pistokkeissa, hedelmien pudonnan vähentämiseksi ja kukinnan stimuloimiseksi.
• 2,4-D tai dikloorifenoksietikkahappo: synteettisestä hormonista peräisin oleva tuote, jota käytetään systeemisenä rikkakasvien torjunta-aineena. Sitä käytetään ensisijaisesti laajalehtisten rikkakasvien torjuntaan.
• 2,4,5-T tai 2,4,4-5- trikloorifenoksietikkahappo: synteettistä alkuperää oleva fytohormoni, jota käytetään torjunta-aineena. Tällä hetkellä sen käyttöä rajoitetaan sen tappavien vaikutusten vuoksi ympäristöön, kasveihin, eläimiin ja ihmisiin.

Vaikutukset kasveihin

Auksiinit aiheuttavat erilaisia ​​morfologisia ja fysiologisia muutoksia, lähinnä solujen venymistä, joka suosii varren ja juurten pidentymistä. Samoin se puuttuu apikaaliseen hallitsevuuteen, tropismiin, lehtien ja kukien hiipumiseen ja vanhenemiseen, hedelmien kehitykseen ja solujen erilaistumiseen.

Solun pidentyminen

Kasvit kasvavat kahden peräkkäisen prosessin, solunjakautumisen ja pidentymisen, kautta. Solujen jakautuminen mahdollistaa solujen määrän kasvun ja solun pidentymisen kautta kasvi kasvaa kooltaan.

Solun pidentyminen. Lähde: pixabay.com

Auksiinit osallistuvat soluseinämän happamoitumiseen aktivoimalla ATPaaseja. Tällä tavoin veden ja liuenneiden aineiden imeytymistä lisätään, ekspansiinit aktivoidaan ja solujen pidentyminen tapahtuu.

Apikaalinen määräävä asema

Apikaalinen dominointi on korrelaatio-ilmiö, jossa päämunka kasvaa sivupumpun vahingoksi. Auksiinien aktiivisuuteen apikaaliseen kasvuun on liitettävä fytohormonisytokiinin läsnäolo.

Itse asiassa vegetatiivisessa kärjessä tapahtuu auksiinien synteesi, joka houkuttelee myöhemmin juurissa syntetisoituja sytokiineja kärkeä kohti. Kun optimaalinen auksiini / sytokiinipitoisuus on saavutettu, tapahtuu solunjakautuminen ja erilaistuminen, ja sen jälkeen apikaalisen meristemin pidentyminen

Fysiologiset vaikutukset

tropismi

Tropilaisuus on varren, oksien ja juurten suuntaista kasvua vastauksena ympäristön aiheuttamaan ärsykkeeseen. Itse asiassa nämä ärsykkeet liittyvät valoon, painovoimaan, kosteuteen, tuuliin, ulkoiseen kosketukseen tai kemialliseen vasteeseen.

Fototropismia hillitsevät auksiinit, koska valo estää niiden synteesiä solutasolla. Tällä tavalla varren varjostettu puoli kasvaa enemmän ja valaistu alue rajoittaa sen kasvua kaareen kohti valoa.

Päätökset ja vanheneminen

Abscission on ulkoisten tekijöiden aiheuttama lehtien, kukkien ja hedelmien pudotus, joka aiheuttaa elinten vanhenemista. Tätä prosessia kiihdyttää etyleenin kerääntyminen varren ja lehtikierteen väliin muodostaen poistumisvyöhykkeen, joka indusoi irrotumisen.

Auksiinien jatkuva liikkuminen estää elinten poistumista ja viivästyy lehtien, kukinten ja epäkypsien hedelmien pudotusta. Sen vaikutuksen tarkoituksena on kontrolloida eteenin, joka on poistumisvyöhykkeen pääpromoottori, toimintaa.

Hedelmien kehitys

Auksiinit syntetisoidaan siitepölyssä, endospermissä ja siemenalkioissa. Pölytysten jälkeen tapahtuu munasolun ja sitä seuraavan hedelmäjoukon muodostuminen, jossa auksiinit vaikuttavat promoottorielementtiin.

Tomaatin hedelmät. Lähde: pixabay.com

Hedelmäkehityksen aikana endospermi tuottaa ensimmäisessä kasvuvaiheessa tarvittavat auksiinit. Tämän jälkeen alkio tarjoaa heksi- nin myöhempiin vaiheisiin tarvittavat auksiinit.

Solujen jakautuminen ja erilaistuminen

Tieteellinen näyttö on osoittanut, että auksiinit säätelevät solujen jakautumista kambiumissa, jossa verisuonikudosten erilaistuminen tapahtuu.

Itse asiassa testit osoittavat, että mitä suurempi on auksiinin (IAA) määrä, sitä johtavampaa kudosta muodostuu, etenkin ksylemissä.

Sovellukset

Kaupallisella tasolla auksiineja käytetään kasvun säätelijöinä sekä kentällä että bioteknisissä testeissä. Pieninä pitoisuuksina käytettävät ne muuttavat kasvien normaalia kehitystä lisäämällä tuottavuutta, sadon ja sadon laatua.

Auksiinien käyttö. Lähde: pixabay.com

Hallitut sovellukset viljelmän perustamisessa suosivat solujen kasvua ja pää- ja satunnaisten juurten lisääntymistä. Lisäksi ne hyödyttävät hedelmien kukinnan ja kehityksen estämällä lehtiä, kukkasia ja hedelmiä.

Kokeellisella tasolla auksiineja käytetään hedelmien tuottamiseksi siemenissä, hedelmien pitämiseksi kypsinä tai rikkakasvien torjunta-aineina. Biolääketieteellisellä tasolla niitä on käytetty somaattisten solujen ohjelmointiin uudelleen kantasoluiksi.

Viitteet

1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, ja Gutiérrez, C. (2014). Auxin-homeostaasi ja sen merkitys Arabidopsis Thalianan kehityksessä. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13 - 22.
2. Gómez Cadenas Aurelio ja García Agustín Pilar (2006) Fytohormonit: aineenvaihdunta ja vaikutustapa. Castelló de la Plana: Julkaisut yliopistossa Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán, M., ja Casaretto, J. (2006). Hormonit ja kasvun säätelijät: auksiinit, giberelliinit ja sytokiniinit. Squeo, F, A., ja Cardemil, L. (toim.). Kasvien fysiologia, 1-28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) vihanneshormonit. Biologian alueen hypertekset. Saatavana osoitteessa: biologia.edu.ar
5. Taiz, L., ja Zeiger, E. (2007). Kasvien fysiologia (osa 10). Jaume I. University