Auxinase funktsioonid, toimemehhanism, tüübid, mõju taimedele, rakendused



The auxinas Need on taimehormoonide rühm, mis toimivad taimede kasvu ja arengu reguleerijatena. Selle funktsioon on seotud teguritega, mis stimuleerivad taimede kasvu, eriti rakkude jagunemist ja pikenemist.

Neid fütohormone leidub kogu taimeriigis, bakteritest, vetikatest ja seentest, kõrgematesse taimedesse. Loodusliku päritoluga auksiinidest on indoläädikhape (IAA) kõige levinum ja see on saadud aminohappest L-trüptofaanist..

Kasvuregulaatorite olemasolu avastas 20. sajandi alguses F. W. Went. Kaerataimede katsetes leidsid taimede kasvu reguleerivate ainete olemasolu.

Kuigi nad asuvad enamikus taimsetes kudedes, piirdub kõrgeim kontsentratsioon aktiivselt kasvavate kudedega. Auksiinide süntees toimub üldiselt apikaalsetes meristemites, õrnades lehtedes ja arenevates viljades.

Varre apikaalsed meristemid on piirkonnad, kus AIA sünteesitakse, jaotades varre põhjale erinevalt. Lehtedes sõltub auksiini kogus koe vanusest, vähendades lehtede küpsuse kontsentratsiooni.

Kasvuregulaatoritena kasutavad põllumajandustootjad neid majanduskasvu kiirendamiseks või juurdumise soodustamiseks. Praegu on mitmeid kaubanduslikke tooteid, millel on spetsiifilised funktsioonid, sõltuvalt iga põllukultuuri füsioloogilistest ja morfoloogilistest vajadustest.

Indeks

  • 1 Struktuur
  • 2 Funktsioon
  • 3 Toimemehhanism
  • 4 tüübid
  • 5 Mõju taimedele
    • 5.1 Rakkude pikenemine
    • 5.2 Apical domineerimine
  • 6 Füsioloogilised mõjud
    • 6.1 Tropism
    • 6.2 Abscission ja vananemine
    • 6.3 Puu areng
    • 6.4 Jaotus ja rakkude diferentseerumine
  • 7 Rakendused
  • 8 Viited

Struktuur

Auksiinid koosnevad fenoolist saadud indooltsüklist ja topeltkonjugeeritud sidemetega aromaatseid tsükleid. Tegelikult on neil bitsükliline struktuur, mis on moodustatud 5 süsinikpürrooli ja 6 süsiniku benseeniga.

Indooli orgaaniline ühend on aromaatne molekul suure volatiilsusega. See omadus muudab auksiinide kontsentratsiooni taimedes, mis sõltuvad topeltrõngaga ühendatud jääkidest.

Funktsioon

Sisuliselt stimuleerivad auksiinid rakkude jagunemist ja pikenemist ning sellest tulenevalt ka kudede kasvu. Tegelikult sekkuvad need fütohormonid erinevate taimede arenguprotsessidesse, mis on sageli koos teiste hormoonidega.

  • Indutseerige raku seina rakkude laienemine raku seina plastilisuse suurenemise kaudu.
  • Need põhjustavad meristemaatilise tipu, koleoptiliste ja varre kasvu.
  • Piirake peamise või pööratava juure kasvu, stimuleerides sekundaarsete ja juhuslike juurte teket.
  • Edendada vaskulaarset diferentseerumist.
  • Motiveerige apikaalset domineerimist.
  • Geotropismi reguleerimine: fototropism, gravitropism ja tigmotropism auksiinide külgmise ümberjaotamise kaudu.
  • Nad viivitavad taimede elundite, näiteks lehtede, lillede ja puuviljade taandumisega.
  • Motiveerige lille arengut.
  • Nad toetavad puuvilja arengu reguleerimist.

Toimemehhanism

Auksiinidel on omadus suurendada rakuseina plastilisust, et algatada venitusprotsessi. Kui rakusein pehmendab, paisub ja laieneb raku rõhu tõttu rakk.

Sellega seoses neelavad meristemaatilised rakud suurtes kogustes vett, mis mõjutab apikaalsete kudede kasvu. Seda protsessi määrab fenomen, mida nimetatakse "kasvuks happelises keskkonnas", mis selgitab auksiinide aktiivsust.

See nähtus esineb siis, kui rakuseina moodustavad polüsahhariidid ja pektiinid pehmenduvad sööde hapestumise tõttu. Tselluloos, hemitselluloos ja pektiin kaotavad jäikuse, mis hõlbustab vee sisenemist rakku.

Auksiinide funktsioon selles protsessis on vesinikioonide vahetuse indutseerimine (H+) raku seina suunas. Selles protsessis osalevad mehhanismid on H-ATPaasi pumpade aktiveerimine ja uute H-ATPaaside süntees..

  • H-ATPaasi pumpade aktiveerimine: Auksiinid sekkuvad otse ensüümi prootonite pumpamisse ATP sekkumise kaudu.
  • Uute H-ATPaasi süntees: Auksiinidel on võime sünteesida rakuseinas prootonpumbad, edendades ARMm-i, mis toimib endoplasmaatilisel retikulikul ja Golgi seadmel, et suurendada rakuseina prootonaktiivsust.

Vesinikioonide suurendamisega (H+) rakuseina hapestatakse, aktiveerides rakkude kasvu kaasatud "ekspansiini" valke. Expansins töötavad tõhusalt pH vahemikus 4,5 kuni 5,5.

Tõepoolest, polüsahhariidid ja tselluloosmikrofibrillid kaotavad jäikuse, mis tuleneb nende vesiniksidemete purunemisest. Selle tulemusena neelab rakk vett ja laieneb, avaldades "happelises keskkonnas kasvamise" nähtust..

Tüübid

  • AIA või indooläädikhape: Loodusliku päritoluga fütohormoon on taime kudedes suuremas koguses leitud hormoon. See sünteesitakse noorte kudede tasemel, lehtedes, meristemides ja terminali pungades.
  • AIB või indoolhappe hape: laia spektriga looduslikku päritolu fütohormooni. See aitab kaasa juurte arengule köögiviljades ja dekoratiivtaimedes, samuti võimaldab see kasutada suuremaid vilju.
  • ANA või naftaleenäädikhape: põllumajanduses laialdaselt kasutatav sünteetiline taimhormoon. Seda kasutatakse juhuslike juurte kasvu indutseerimiseks, vähendades viljade kukkumist ja stimuleerides õitsemist.
  • 2,4-D või diklorofenoksüäädikhape: sünteetilise hormonaalse päritoluga toode, mida kasutatakse süsteemse herbitsiidina. Seda kasutatakse peamiselt laialehiste umbrohtude tõrjeks.
  • 2,4,5-T või 2,4,4-triklorofenoksüäädikhape: pestitsiidina kasutatav sünteetilise päritoluga fütohormoon. Praegu on selle kasutamine piiratud surmava mõjuga keskkonnale, taimedele, loomadele ja inimesele.

Mõju taimedele

Auksiinid indutseerivad erinevaid morfoloogilisi ja füsioloogilisi muutusi, peamiselt rakkude pikenemist, mis soodustab varre ja juurte pikenemist. Samuti sekkub see apikaalse domineerimise, tropismi, lehtede ja lillede taandumise ja vananemise, puuvilja arengu ja rakkude diferentseerumiseni.

Rakkude pikenemine

Taimed kasvavad kahe järjestikuse protsessi, rakkude jagunemise ja pikenemise kaudu. Rakkude jagunemine võimaldab rakkude arvu suurenemist ja rakkude pikenemise kaudu kasvab taimede suurus.

Auksiinid sekkuvad rakuseina hapestamisse ATPaaside aktiveerimise kaudu. Sel viisil suureneb vee ja soluutide absorptsioon, aktiveeritakse ekspansioonid ja toimub rakkude pikenemine.

Apical domineerimine

Apikaalne domineerimine on korrelatsiooni nähtus, kus peapung kasvab külgpungade kahjuks. Auksiinide aktiivsusele apikaalse kasvu juures peab kaasnema tsütokiini fütohormooni olemasolu.

Tõepoolest, auksiinide vegetatiivses tipus sünteesib see, mis meelitab seejärel juurtesse sünteesitud tsütokiine tipu poole. Kui saavutatakse optimaalne kontsentratsioon auksiinide / tsütokiini vahel, esineb rakkude jagunemine ja diferentseerumine ning hiljem apikaalse meristeemi pikenemine

Füsioloogilised mõjud

Tropism

Tropism on varre, oksade ja juurte suunaline kasv, mis reageerib keskkonna stiimulile. Tegelikult on need stiimulid seotud valguse, gravitatsiooni, niiskuse, tuule, välise kontakti või keemilise reaktsiooniga.

Fototropismi modifitseerivad auksiinid, sest valgus pärsib selle sünteesi rakutasandil. Sel viisil kasvab varre varjutatud pool rohkem ja valgustatud ala piirab selle kasvavat kõverust valguse poole.

Abscission ja vananemine

Põgenemine on lehtede, lillede ja puuviljade langus väliste tegurite tõttu, mis põhjustavad elundite vananemist. Seda protsessi kiirendab etüleeni kuhjumine varre ja keti vahele, moodustades abrasiivse tsooni, mis indutseerib eraldumist.

Auksiinide pidev liikumine takistab elundite põgenemist, aeglustades lehtede, lillede ja ebaküpsete viljade langemist. Selle mõju eesmärk on kontrollida etüleeni toimet, mis on abstsisioonitsooni peamine promootor.

Viljade areng

Auksiinid sünteesitakse õietolm, endospermis ja seemnete embrüos. Pärast tolmeldamist toimub munarakkude moodustumine ja sellele järgnev puuviljapuhastus, kus auksiinid sekkuvad promootorelemendina.

Puuvilja arengu ajal annab endospermi auksiinid, mis on vajalikud esimese kasvufaasi jaoks. Seejärel annab embrüo auksiinid, mis on vajalikud järgmiste puuviljakasvatuse etappide jaoks.

Jaotus ja rakkude diferentseerimine

Teaduslik tõendusmaterjal on näidanud, et auksiinid reguleerivad raku jagunemist kambumis, kus toimub vaskulaarsete kudede diferentseerumine.

Tegelikult näitavad tõendid, et mida suurem on auksiini (AIA) kogus, seda suurem on juhtiv kude, eriti ksülem..

Rakendused

Kaubanduslikul tasandil kasutatakse auksiinide kasutamist kasvu reguleerijatena nii valdkonnas kui ka biotehnoloogilistes katsetes. Madalates kontsentratsioonides kasutatakse taimede normaalset arengut, suurendades tootlikkust, saagi kvaliteeti ja saaki.

Kontrollitud rakendused põllukultuuride kasvatamise ajal soodustavad rakkude kasvu ja peamiste ja juhuslike juurte levikut. Lisaks saavad nad kasu viljade õitsemisest ja arengust, takistades lehtede, lillede ja puuviljade kukkumist.

Eksperimentaalsel tasandil kasutatakse auksiinide valmistamiseks puuvilju, mis on seemned, haaravad viljad valmimiseni või herbitsiididena. Biomeditsiinilisel tasandil on neid kasutatud somaatiliste rakkude ümberplaneerimiseks tüvirakkudes.

Viited

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., ja Gutiérrez, C. (2014). Auksiinide homeostaas ja selle tähtsus arengus Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio ja García Agustín Pilar (2006) Fütohormonid: ainevahetus ja toimemehhanism. Castelló de la Plana: Ülikooli Jaume I väljaanded, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M. ja Casaretto, J. (2006). Hormoonid ja kasvuregulaatorid: auksiinid, gibberelliinid ja tsütokiniinid. Squeo, F, A., ja Cardemil, L. (eds.). Taimefüsioloogia, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Taimsed hormoonid. Bioloogiapiirkonna hüpertexts. Saadaval aadressil: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L. ja Zeiger, E. (2007). Taimfüsioloogia (10. köide). Universitat Jaume I.