Auxinas funksjoner, virkemekanisme, typer, effekter på planter, applikasjoner



den auxin De er en gruppe av plantehormoner som fungerer som regulatorer av vekst og utvikling av planter. Funksjonen er knyttet til faktorene som stimulerer plantevekst, spesielt cellefordeling og forlengelse.

Disse fytohormonene finnes i planten, fra bakterier, alger og sopp, til høyere planter. Av auxins av naturlig opprinnelse er indoleddiksyre (IAA) den vanligste og er avledet fra aminosyren L-tryptofan.

Tilstedeværelsen av vekstregulatorer ble oppdaget i begynnelsen av det 20. århundre av F. W. Went. Gjennom forsøk med havreplanter etablert muligheten for eksistensen av stoffer som regulerer veksten i planter.

Selv om de ligger i de fleste plantevev, er den høyeste konsentrasjonen begrenset til aktivt voksende vev. Syntese av auxins forekommer generelt i apikale meristemer, ømblader og utvikling av frukter.

De apikale meristemene i stammen er områdene der AIA syntetiseres, som distribueres differensielt til stammen. I bladene avhenger mengden av auxin av vevets alder, og reduserer konsentrasjonen med bladmognad.

Som vekstregulatorer blir de mye brukt av bøndene for å akselerere veksten eller fremme rooting. For tiden er det flere kommersielle produkter med spesifikke funksjoner avhengig av de fysiologiske og morfologiske behovene til hver avling.

index

  • 1 struktur
  • 2 funksjon
  • 3 Handlingsmekanisme
  • 4 Typer
  • 5 Effekter på planter
    • 5.1 Celleforlengelse
    • 5.2 Apikal dominans
  • 6 Fysiologiske effekter
    • 6.1 Tropisme
    • 6.2 Avbrudd og senescence
    • 6.3 Fruktutvikling
    • 6.4 Divisjon og celledifferensiering
  • 7 applikasjoner
  • 8 referanser

struktur

Auxins er sammensatt av en indolring avledet fra fenol og aromatiske ringer med dobbeltkonjugerte bindinger. Faktisk har de en bicyklisk struktur dannet av en 5 karbon pyrrol og en 6 karbonbenzen.

Indol organisk forbindelse er et aromatisk molekyl med høy grad av volatilitet. Denne egenskapen gjør konsentrasjonen av auxins i plantene avhengig av restene som er koblet til dobbeltringen.

funksjon

I hovedsak stimulerer auxins celledeling og forlengelse, og dermed vekst i vev. Faktisk griper disse fytohormonene inn i ulike prosesser av planteutvikling, ofte interaksjon med andre hormoner.

  • Inducer cellular forlengelse ved økning av plasticitet av en cellevegg.
  • De forårsaker veksten av den meristematiske toppunktet, coleoptilene og stammen.
  • Begrens veksten av hoved- eller svingrot, stimulere dannelsen av sekundære og utilsiktede røtter.
  • Fremme vaskulær differensiering.
  • Motiver apikal dominans.
  • Regulering av geotropisme: fototropisme, gravitropisme og tigmotropisme ved lateral omfordeling av auxiner.
  • De forsinker abscission av planteorganer som blader, blomster og frukt.
  • Motivere blomsterutvikling.
  • De favoriserer reguleringen av fruktutvikling.

Handlingsmekanisme

Auxins har egenskapen til å øke plastiteten i celleveggen for å initiere forlengelsesprosessen. Når cellevegget myker, svulmer og ekspanderer cellen på grunn av turgortrykk.

I denne forbindelse absorberer meristematiske celler store mengder vann, noe som påvirker veksten av apikale vev. Denne prosessen er bestemt av et fenomen som kalles "vekst i syre medium", som forklarer aktiviteten til auxins.

Dette fenomenet oppstår når polysakkaridene og pektinene som utgjør cellevegget myker på grunn av surgjøring av mediet. Cellulose, hemicellulose og pektin mister deres stivhet som letter innføringen av vann i cellen.

Auxins funksjon i denne prosessen er å indusere utveksling av hydrogenioner (H+) mot cellevegget. Mekanismene involvert i denne prosessen er aktiveringen av H-ATPase-pumper og syntesen av nye H-ATPaser..

  • Aktivering av H-ATPase pumper: Auxinene griper direkte inn i pumpingen av protoner av enzymet, med inngrep av ATP.
  • Syntese av nye H-ATPaser: Auxins har evnen til å syntetisere protonpumper i celleveggen, fremme ARMm som virker på endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparatet for å øke celleveggprotonaktiviteten.

Ved å øke hydrogenioner (H+) celleveggen surgjøres, aktivering av "expansin" -proteinene involvert i cellevekst. Expansiner fungerer effektivt i pH-områder mellom 4,5 og 5,5.

Faktisk, polysakkarider og cellulose mikrofibriller taper stivhet på grunn av bryte av hydrogenbindingene som smelter dem. Som et resultat absorberer cellen cellen vann og ekspanderer i størrelse, som manifesterer fenomenet "vekst i surt medium".

typen

  • AIA eller indoleddiksyre: Fytohormon av naturlig opprinnelse, er hormonet som finnes i større mengder i plantens vev. Det er syntetisert på nivået av de unge vevene, i blader, meristemer og terminale knopper.
  • AIB eller indol smørsyre: fytohormon av bred spekter naturlig opprinnelse. Det bidrar med utviklingen av røtter i grønnsaker og prydplanter, samtidig kan bruken av den gi større frukt.
  • ANA eller naftaleneddiksyre: syntetisk plantehormon mye brukt i landbruket. Det brukes til å indusere veksten av utilsiktede røtter i stikkord, redusere fruktnedgangen og stimulere blomstring.
  • 2,4-D eller diklorfenoksyeddiksyre: produkt av syntetisk hormonell opprinnelse som brukes som et systemisk herbicid. Det er hovedsakelig brukt til å kontrollere bredbladet ugress.
  • 2,4,5-T eller 2,4,5-triklorfenoksyeddiksyre: fytohormon av syntetisk opprinnelse som brukes som et plantevernmiddel. For tiden er bruken begrenset på grunn av dens dødelige effekter på miljøet, planter, dyr og mennesker.

Effekter på planter

Auxinene induserer forskjellige morfologiske og fysiologiske forandringer, hovedsakelig den cellulære forlengelsen som fremmer forlengelsen av stengler og røtter. På samme måte griper den inn i apical dominans, tropisme, abscission og senescence av blader og blomster, fruktutvikling og celledifferensiering.

Cellforlengelse

Planter vokser gjennom to påfølgende prosesser, celledeling og forlengelse. Cell divisjon tillater økningen i antall celler, og gjennom cellens forlengelse vokser planten i størrelse.

Auxiner griper inn i forsuring av cellevegget gjennom aktivering av ATPaser. På denne måten øker opptaket av vann og løsemidler, ekspansjonene aktiveres og celleforlengelse oppstår.

Apical dominans

Den apikale dominansen er fenomenet korrelasjon der hovedknoppen vokser til skade for sidebudene. Aktiviteten av auxins på apikal vekst må ledsages av tilstedeværelsen av cytokinfytohormon.

Faktisk skjer i den vegetative apex-syntese av auxiner som senere tiltrekker cytokiner syntetisert i røttene mot toppunktet. Når den optimale konsentrasjonen mellom auxiner / cytokin er nådd, oppstår celledeling og differensiering, og senere forlengelse av den apikale meristem

Fysiologiske effekter

tropisme

Tropisme er retningsveksten av stilker, grener og røtter som følge av et stimulus fra miljøet. Faktisk er disse stimuli relatert til lys, tyngdekraft, fuktighet, vind, ekstern kontakt eller kjemisk respons.

Fototropisme er moderert av auxiner, siden lys hemmer sin syntese på mobilnivå. På denne måten vokser den skyggefulle siden av stammen mer og det opplyste området begrenser sin voksende kurv mot lyset.

Abscission og senescence

Den abscission er høsten av blader, blomster og frukt på grunn av eksterne faktorer, forårsaker senescence av organene. Denne prosessen akselereres ved akkumulering av etylen mellom stammen og petioleen, og danner en abscission-sone som induserer frigjøring.

Den kontinuerlige bevegelsen av auxins forhindrer at organene avbrytes, forsinker bladets høst, blomster og umodne frukter. Dens effekt er rettet mot å kontrollere virkningen av etylen, som er hovedpromotoren til abscissjonssonen.

Utvikling av fruktene

Auxins er syntetisert i pollen, endospermen og i frøets embryo. Etter pollinasjonen foregår dannelsen av egget og påfølgende fruktinnstilling, hvor auxinene griper inn som et promotorelement.

Under utviklingen av frukten gir endospermen de auxins som trengs for første vekststadiet. Deretter gir embryoen de auxinene som kreves for de påfølgende stadier av fruktvekst.

Divisjon og celledifferensiering

Vitenskapelig bevis har vist at auxiner regulerer celledeling i kambiumet hvor differensiering av vaskulært vev opptrer.

Faktisk viser beviset at jo større mengden av auxin (AIA), jo mer ledende vev dannes, spesielt xylem..

søknader

På kommersielt nivå benyttes auxins som vekstregulatorer, både i feltet og i bioteknologiske forsøk. Brukes i lave konsentrasjoner til å endre den normale utviklingen av planter, økende produktivitet, avlingskvalitet og høsting.

Kontrollerte applikasjoner på tidspunktet for å etablere en avling favoriserer cellevekst og spredning av hoved- og utilsiktede røtter. I tillegg fordeler de blomstring og utvikling av fruktene, hindrer høst av blader, blomster og frukt.

På eksperimentelt nivå, auxins brukes til å produsere frukt er frø, grip fruktene til modenhet eller som herbicider. På biomedisinsk nivå har de blitt brukt i omprogrammeringen av somatiske celler i stamceller.

referanser

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