Auxinas funktioner, virkningsmekanisme, typer, effekter på planter, applikationer



den auxin De er en gruppe plantehormoner, der fungerer som regulatorer for vækst og udvikling af planter. Dens funktion er relateret til de faktorer, der stimulerer plantevæksten, specielt celledeling og forlængelse.

Disse fytohormoner findes i plantedyrket, fra bakterier, alger og svampe til højere planter. Af auxinerne af naturlig oprindelse er indoleddikesyre (IAA) den mest almindelige og er afledt af aminosyren L-tryptophan.

Tilstedeværelsen af ​​vækstregulatorer blev opdaget i begyndelsen af ​​det 20. århundrede af F. W. Went. Gennem forsøg med havreplanter etablerede muligheden for eksistensen af ​​stoffer der regulerer vækst i planter.

Selv om de er placeret i de fleste plantevæv, er den højeste koncentration begrænset til aktivt voksende væv. Syntesen af ​​auxiner forekommer generelt i de apikale meristemer, ømblader og udvikling af frugter.

Stammenes apikale meristemer er de områder, hvor AIA'en syntetiseres, idet den distribueres forskelligt til stammen. I bladene afhænger mængden af ​​auxin af vævets alder, hvilket reducerer koncentrationen med bladmodenhed.

Som vækstregulatorer bruges de i vid udstrækning af landmænd til at fremskynde væksten eller fremme rooting. I øjeblikket er der flere kommercielle produkter med specifikke funktioner afhængigt af de fysiologiske og morfologiske behov i hver afgrøde.

indeks

  • 1 struktur
  • 2 funktion
  • 3 Handlingsmekanisme
  • 4 typer
  • 5 Virkninger på planter
    • 5.1 Celleforlængelse
    • 5.2 Apikal dominans
  • 6 Fysiologiske effekter
    • 6.1 Tropisme
    • 6.2 Afbrydelse og senescence
    • 6.3 Frugtudvikling
    • 6.4 Division og cellulær differentiering
  • 7 applikationer
  • 8 referencer

struktur

Auxinerne er sammensat af en indolring afledt af phenol og aromatiske ringe med dobbeltkonjugerede bindinger. Faktisk har de en bicyklisk struktur dannet af en 5 carbon pyrrol og en 6 carbonbenzen.

Den indolorganiske forbindelse er et aromatisk molekyle med en høj grad af volatilitet. Denne egenskab gør koncentrationen af ​​auxiner i planterne afhængig af de rester, der er koblet til dobbeltringen.

funktion

Væsentlige auxiner stimulerer celledeling og forlængelse og dermed vævsvækst. Faktisk går disse fytohormoner ind i forskellige processer for planteudvikling, der ofte interagerer med andre hormoner.

  • Inducerer cellulær forlængelse ved forøgelse af plasticiteten af ​​en cellevæg.
  • De forårsager væksten af ​​den meristematiske top, coleoptiles og stammen.
  • Begræns væksten af ​​hoved- eller svingrot, der stimulerer dannelsen af ​​sekundære og utilsigtede rødder.
  • Fremme vaskulær differentiering.
  • Motiver apical dominans.
  • Regulering af geotropisme: fototropisme, gravitropisme og tigmotropisme ved lateral omfordeling af auxiner.
  • De forsinker abscission af planteorganer som blade, blomster og frugter.
  • Motivere blomsterudvikling.
  • De favoriserer reguleringen af ​​frugtudvikling.

Handlingsmekanisme

Auxiner har egenskaben om at forøge cellevæggenes plasticitet for at indlede forlængelsesprocessen. Når cellevæggen blødgør, svulmer cellen og udvider sig på grund af turgortrykket.

I denne henseende absorberer meristematiske celler store mængder vand, hvilket påvirker væksten af ​​apikale væv. Denne proces bestemmes af et fænomen kaldet "vækst i syre medium", hvilket forklarer aktiviteten af ​​auxiner.

Dette fænomen forekommer, når polysacchariderne og pektinerne udgør cellevæggen blødgør på grund af syrens forsuring. Cellulose, hemicellulose og pektin mister deres stivhed, som letter indføringen af ​​vand i cellen.

Auxins funktion i denne proces er at inducere udveksling af hydrogenioner (H+) mod cellevæggen. Mekanismerne involveret i denne proces er aktiveringen af ​​H-ATPase pumperne og syntesen af ​​nye H-ATPaser..

  • Aktivering af H-ATPase pumperne: Auxinerne griber direkte ind i pumpen af ​​protoner af enzymet med interventionen fra ATP.
  • Syntese af nye H-ATPaser: Auxiner har evnen til at syntetisere protonpumper i cellevæggen, fremme den ARMm, der virker på endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparatet for at forøge cellevægs protonaktiviteten.

Ved at forøge hydrogenionerne (H+) cellevæggen surgøres, aktivering af "expansin" proteiner involveret i cellevækst. Expansiner arbejder effektivt i pH-intervaller mellem 4,5 og 5,5.

Faktisk mister polysaccharider og cellulosemikrofibriller stivhed på grund af brydningen af ​​de hydrogenbindinger, der smelter dem. Som et resultat absorberer cellen vand og udvider i størrelse, der manifesterer fænomenet "vækst i surt medium".

typen

  • AIA eller indoleddikesyre: Fytohormon af naturlig oprindelse, er hormonet, som findes i større mængder i vævene i planten. Det er syntetiseret på niveauet af de unge væv, i bladene, meristemer og terminalknopper.
  • AIB eller indol smørsyre: phytohormon af bredspektret naturlig oprindelse. Det bidrager med udviklingen af ​​rødder i grøntsager og prydplanter, ligesom dets anvendelse tillader større frugter.
  • ANA eller naphthaleneddikesyre: syntetisk plantehormon meget anvendt i landbruget. Det bruges til at fremkalde væksten af ​​utilsigtede rødder i stiklinger, reducere frugtens fald og stimulere blomstringen.
  • 2,4-D eller dichlorphenoxyeddikesyre: produkt af syntetisk hormonel oprindelse anvendt som et systemisk herbicid. Det bruges hovedsagelig til at kontrollere bredbladet ukrudt.
  • 2,4,5-T eller 2,4,5-trichlorphenoxyeddikesyre: phytohormon af syntetisk oprindelse anvendt som pesticid. I øjeblikket er brugen begrænset på grund af dens dødelige virkninger på miljøet, planter, dyr og mennesker.

Virkninger på planter

Auxinerne inducerer forskellige morfologiske og fysiologiske forandringer, hovedsagelig den cellulære forlængelse, der fremmer forlængelsen af ​​stængler og rødder. Ligeledes intervenerer den i apical dominans, tropisme, abscission og senescence af blade og blomster, frugtudvikling og celledifferentiering.

Celleforlængelse

Planter vokser gennem to på hinanden følgende processer, celledeling og forlængelse. Celleopdeling tillader stigningen i antallet af celler, og ved hjælp af celleforlængelse vokser planten i størrelse.

Auxiner intervenerer i forsuring af cellevæggen gennem aktivering af ATPaser. På denne måde øges absorptionen af ​​vand og opløste stoffer, ekspansionerne aktiveres, og celleforlængelse opstår.

Apical dominans

Den apikale dominans er fænomenet korrelation, hvor hovedknoppen vokser til skade for sidebudene. Aktiviteten af ​​auxiner på apisk vækst skal ledsages af tilstedeværelsen af ​​cytokinphytohormonet.

Faktisk forekommer der i den vegetative apex-syntese af auxiner, der efterfølgende tiltrækker cytokiner syntetiseret i rødderne mod toppunktet. Når den optimale koncentration mellem auxiner / cytokin nås, forekommer celledeling og differentiering, og senere forlængelse af den apikale meristem

Fysiologiske effekter

tropisme

Tropisme er den retningsmæssige vækst af stængler, grene og rødder som reaktion på en stimulering fra miljøet. Faktisk er disse stimuli relateret til lys, tyngdekraft, fugtighed, vind, en ekstern kontakt eller et kemisk respons.

Fototropisme modereres af auxiner, da lys inhiberer dets syntese på cellulært niveau. På denne måde vokser den skyggefulde side af stammen mere, og det oplyste område begrænser dets voksende bøjning mod lyset.

Afbrydelse og senescence

Abscission er efteråret af blade, blomster og frugt på grund af eksterne faktorer, der forårsager senescens af organerne. Denne proces accelereres ved ophobning af ethylen mellem stammen og petiole, der danner en abscission zone, der inducerer frigørelse.

Auxins kontinuerlige bevægelse forhindrer organernes afbrydelse, forsinker bladernes fald, blomster og umodne frugter. Dens virkning er rettet mod at kontrollere virkningen af ​​ethylen, som er den primære promotor i abscission zone.

Udvikling af frugterne

Auxinerne syntetiseres i pollen, endospermen og i frøets embryo. Efter pollinationen finder dannelsen af ​​ægget og efterfølgende frugtindstilling sted, hvor auxinerne indgriber som et promotorelement.

Under udvikling af frugten giver endospermen de auxiner, der er nødvendige for den første vækststadium. Efterfølgende tilvejebringer embryoet de nødvendige auxiner til de efterfølgende trin af frugtvækst.

Division og cellulær differentiering

Videnskabeligt bevis har vist, at auxiner regulerer celledeling i cambiumet, hvor der sker differentiering af vaskulært væv.

Faktisk viser beviset, at jo større mængden af ​​auxin (AIA), jo mere ledende væv dannes, især xylem..

applikationer

På kommercielt niveau anvendes auxiner som vækstregulatorer både på marken og i bioteknologiske forsøg. Anvendes i lave koncentrationer modificere den normale udvikling af planter, hvilket øger produktiviteten, afgrødekvaliteten og høst.

Kontrollerede applikationer på tidspunktet for etablering af en afgrøde favoriserer cellevækst og spredning af primære og utilsigtede rødder. Derudover har de fordel for blomstringen og udviklingen af ​​frugterne, der forhindrer bladernes fald, blomster og frugter.

På eksperimentelt niveau er auxiner brugt til at producere frugter er frø, tag fat i frugterne indtil modenhed eller som herbicider. På det biomedicinske niveau har de været anvendt til omprogrammeringen af ​​somatiske celler i stamceller.

referencer

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E.R. & Gutiérrez, C. (2014). Auxins homeostase og dens betydning i udviklingen af Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio og García Agustín Pilar (2006) Phytohormoner: Metabolisme og virkningsmåde. Castelló de la Plana: Publikationer fra Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M. & Casaretto, J. (2006). Hormoner og vækstregulatorer: auxiner, gibberelliner og cytokininer. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Plantfysiologi, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Vegetabilske Hormoner. Hypertekster i biologiområdet. Tilgængelig på: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Plantfysiologi (vol. 10). Universitat Jaume I.