Auxinas funkcijas, darbības mehānisms, veidi, ietekme uz augiem, pielietojumi



The auxinas Tie ir augu hormonu grupa, kas darbojas kā augu augšanas un attīstības regulatori. Tās funkcija ir saistīta ar faktoriem, kas stimulē augu augšanu, īpaši šūnu dalīšanos un pagarināšanos.

Šie fitohormoni atrodami visā augu valstībā, sākot no baktērijām, aļģēm un sēnēm, līdz augstākiem augiem. No dabiskās izcelsmes auksīniem indoletiķskābe (IAA) ir visizplatītākā un ir iegūta no aminoskābes L-triptofāna..

Augšanas regulatoru klātbūtni 20. gadsimta sākumā atklāja F. Wents. Izmēģinājumos ar auzu stādiem tika konstatēta iespēja, ka pastāv augu augšanu regulējošas vielas.

Lai gan tās atrodas lielākajā daļā augu audu, vislielākā koncentrācija ir tikai aktīviem augošiem audiem. Auksīnu sintēze parasti notiek apikālajās meristēmās, maigās lapās un augošos augļos.

Stumbra apikālie meristēmas ir apgabali, kuros AIA tiek sintezēta, diferencēti sadalot stublāja pamatni. Lapās auksīna daudzums ir atkarīgs no audu vecuma, samazinot koncentrāciju ar lapu gatavību.

Kā izaugsmes regulatori lauksaimnieki tos plaši izmanto, lai paātrinātu izaugsmi vai veicinātu sakņu veidošanos. Pašlaik ir vairāki komerciāli produkti ar īpašām funkcijām atkarībā no katra kultūrauga fizioloģiskajām un morfoloģiskajām vajadzībām.

Indekss

  • 1 Struktūra
  • 2 Funkcija
  • 3 Darbības mehānisms
  • 4 veidi
  • 5 Ietekme uz augiem
    • 5.1 Šūnu pagarināšanās
    • 5.2 Apical dominēšana
  • 6 Fizioloģiskā iedarbība
    • 6.1. Tropisms
    • 6.2. Abscission un novecošanās
    • 6.3 Augļu attīstība
    • 6.4. Dalīšana un šūnu diferenciācija
  • 7 Pieteikumi
  • 8 Atsauces

Struktūra

Auksīni sastāv no indola gredzena, kas iegūts no fenola, un aromātiskiem gredzeniem ar divkāršām konjugētām saitēm. Faktiski tiem ir bicikliska struktūra, ko veido 5 oglekļa pirols un 6 oglekļa benzols.

Indola organiskais savienojums ir aromātiska molekula ar augstu nestabilitātes pakāpi. Šī īpašība padara auksīnu koncentrāciju augos, kas ir atkarīgi no atlikumiem, kas ir savienoti ar dubulto gredzenu.

Funkcija

Būtībā auksīni stimulē šūnu dalīšanos un pagarināšanos un līdz ar to audu augšanu. Faktiski šie fitohormoni iejaucas dažādos augu attīstības procesos, bieži mijiedarbojoties ar citiem hormoniem.

  • Izraisīt šūnu pagarināšanos, palielinot šūnas sienas plastiskumu.
  • Tie izraisa meristematiskās virsotnes, coleoptiles un stublāja augšanu.
  • Ierobežojiet galveno vai pagriežamo sakņu augšanu, stimulējot sekundāro un nejaušo sakņu veidošanos.
  • Veicināt asinsvadu diferenciāciju.
  • Motivējiet apikālo dominēšanu.
  • Ģeotropisma regulēšana: fototropisms, gravitropisms un tigmotropisms ar auksīnu sānu pārdali.
  • Tie aizkavē augu orgānu, piemēram, lapu, ziedu un augļu, atslābināšanu.
  • Motivējiet ziedu attīstību.
  • Tās atbalsta augļu attīstības regulēšanu.

Darbības mehānisms

Auksīniem piemīt spēja palielināt šūnu sienas plastiskumu, lai uzsāktu pagarinājuma procesu. Kad šūnu siena mīkstina, šūnas uzpūst un izplešas, pateicoties turgora spiedienam.

Šajā sakarā meristematiskās šūnas absorbē lielu ūdens daudzumu, kas ietekmē apikālo audu augšanu. Šo procesu nosaka fenomens, ko sauc par "augšanu skābā vidē", kas izskaidro auksīnu aktivitāti.

Šī parādība rodas, kad šūnu sienas veidojošie polisaharīdi un pektīni mīkstina vidējas skābuma dēļ. Celuloze, hemiceluloze un pektīns zaudē stingrību, kas atvieglo ūdens iekļūšanu šūnā.

Auksīnu funkcija šajā procesā ir ūdeņraža jonu apmaiņas izraisīšana (H+) pret šūnu sienu. Šajā procesā iesaistītie mehānismi ir H-ATPāzes sūkņu aktivizēšana un jaunu H-ATPāzes sintēze..

  • H-ATPase sūkņu aktivizēšana: Auksīni tieši iesaistās fermenta protonu sūknēšanā ar ATP iejaukšanos.
  • Jaunu H-ATPāzes sintēze: Auksīni ir spējīgi sintezēt protonu sūkņus šūnu sienā, veicinot ARMm, kas darbojas uz endoplazmas retikulu un Golgi aparātu, lai palielinātu šūnu sienas protonu aktivitāti..

Palielinot ūdeņraža jonus (H. \ T+) šūnu siena ir paskābināta, aktivizējot "ekspansijas" proteīnus, kas iesaistīti šūnu augšanā. Expansins efektīvi darbojas pH robežās no 4,5 līdz 5,5.

Patiešām, polisaharīdi un celulozes mikrošibrīdi zaudē stingrību, ko izraisa ūdeņraža saites, kas tos savieno. Tā rezultātā šūnas absorbē ūdeni un paplašinās, izpaužot "augšanas skābes vidē" fenomenu..

Veidi

  • AIA vai indoletiķskābe: Dabiskas izcelsmes fitohormons ir hormons, kas auga audos ir lielāks daudzums. To sintezē jauno audu līmenī, lapās, meristēmos un gala pumpuros.
  • AIB vai indola sviestskābe: fitohormons ar plašu spektra dabisko izcelsmi. Tas veicina sakņu attīstību dārzeņos un dekoratīvajos augos, tāpat arī to izmantošana ļauj iegūt lielākus augļus.
  • ANA vai naftalīnskābes skābe: sintētisko augu hormonu, ko plaši izmanto lauksaimniecībā. To lieto, lai izraisītu nejaušu sakņu augšanu, samazinātu augļu krišanu un stimulētu ziedēšanu.
  • 2,4-D vai dihlorfenoksietiķskābe: sintētiskās hormonālās izcelsmes produkts, ko izmanto kā sistēmisku herbicīdu. To galvenokārt izmanto platlapju nezāļu kontrolei.
  • 2,4,5-T vai 2,4,4-trihlorfenoksietiķskābe: sintētiskas izcelsmes fitohoronu, ko izmanto kā pesticīdu. Pašlaik tās lietošana ir ierobežota, jo tā ir letāla ietekme uz vidi, augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem.

Ietekme uz augiem

Auksīni izraisa dažādas morfoloģiskas un fizioloģiskas izmaiņas, galvenokārt šūnu pagarinājumu, kas veicina stublāju un sakņu pagarināšanos. Tāpat tā iejaucas apikālā dominēšanā, tropismā, lapu un ziedu atslābināšanās un novecošanās procesā, augļu attīstībā un šūnu diferenciācijā..

Šūnu pagarināšanās

Augi aug, izmantojot divus secīgus procesus, šūnu dalīšanos un pagarinājumu. Šūnu dalīšana ļauj palielināt šūnu skaitu, un šūnu pagarināšanās rezultātā augs palielinās.

Auksīni iejaucas šūnu sienas paskābināšanā, aktivizējot ATPāzes. Šādā veidā palielinās ūdens un šķīdinātāju absorbcija, aktivizējas ekspansijas un notiek šūnu pagarināšanās.

Apical dominēšana

Apical dominance ir korelācijas fenomens, kurā galvenais pumpurs aug, kaitējot sānu pumpuriem. Auksīnu aktivitāte apikālā augumā jāpapildina ar citokīnu fitohorma klātbūtni.

Patiešām, auxīnu veģetatīvā virsotnē sintēze, kas pēc tam piesaista citokīnus, kas sintezēti sakņos uz virsotni. Kad tiek sasniegta optimālā koncentrācija starp auksīniem / citokīnu, notiek šūnu dalīšanās un diferenciācija un vēlāk apikāla meristēma.

Fizioloģiskā iedarbība

Tropisms

Tropisms ir stublāju, zaru un sakņu virziena pieaugums, reaģējot uz vides stimuliem. Faktiski šie stimuli ir saistīti ar gaismu, smagumu, mitrumu, vēju, ārējo kontaktu vai ķīmisku reakciju.

Fototropismu regulē auksīni, jo gaisma inhibē tās sintēzi šūnu līmenī. Tādā veidā stiebrzāģētā stieņa puse palielinās, un apgaismotā teritorija ierobežo tā pieaugošo izliekumu pret gaismu.

Abscission un novecošanās

Absolūcija ir lapu, ziedu un augļu krišana ārējo faktoru dēļ, kas izraisa orgānu novecošanu. Šo procesu paātrina etilēna uzkrāšanās starp kātiņu un kātiņu, veidojot absolūto zonu, kas izraisa atdalīšanos..

Nepārtraukta auksīnu kustība novērš orgānu aizbēgšanu, aizkavējot lapu, ziedu un nenobriedušu augļu krišanu. Tās iedarbības mērķis ir kontrolēt etilēna darbību, kas ir galvenais absolūto zonu veicinātājs.

Augļu attīstība

Auksīni tiek sintezēti ziedputekšņos, endospermā un sēklu embrijā. Pēc apputeksnēšanas notiek olšūnu veidošanās un turpmāka augļu iestāšanās, ja auksīni iejaucas kā veicinātāja elements.

Augļu attīstības laikā endosperms nodrošina pirmās augšanas stadijas nepieciešamos auksīnus. Pēc tam embrija nodrošina auksīnus, kas nepieciešami turpmākajos augļu augšanas posmos.

Sadalījums un šūnu diferenciācija

Zinātniski pierādījumi liecina, ka auksīni regulē šūnu dalīšanos kamerā, kur notiek asinsvadu audu diferenciācija.

Faktiski pierādījumi liecina, ka jo lielāks ir auksīna (AIA) daudzums, jo vairāk veidojas vadošs audums, īpaši xilēms..

Programmas

Tirdzniecības līmenī auksīni tiek izmantoti kā augšanas regulatori gan lauka, gan biotehnoloģijas izmēģinājumos. Zemās koncentrācijās tiek izmantota augu normāla attīstība, paaugstināta produktivitāte, kultūraugu kvalitāte un raža.

Kontrolētās lietojumprogrammas kultūraugu audzēšanas laikā veicina šūnu augšanu un galveno un nejaušo sakņu izplatīšanos. Turklāt tie gūst labumu no augļu ziedēšanas un attīstības, novēršot lapu, ziedu un augļu krišanu.

Eksperimentālā līmenī auksīni tiek izmantoti, lai ražotu augļus, ir sēklas, satveriet augļus līdz gatavībai vai kā herbicīdus. Biomedicīnas līmenī tie ir izmantoti somatisko šūnu pārplānošanai cilmes šūnās.

Atsauces

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., un Gutiérrez, C. (2014). Auksīnu homeostāze un tās nozīmīgums Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio un García Agustín Pilar (2006) Fitohormoni: vielmaiņa un darbības veids. Castelló de la Plana: Universitat Jaume I publikācijas, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., un Casaretto, J. (2006). Hormoni un augšanas regulatori: auksīni, gibberelīni un citokinīni. Squeo, F, A., un Cardemil, L. (eds.). Augu fizioloģija, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Dārzeņu hormoni. Bioloģiskās zonas hipertexts. Pieejams vietnē: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., un Zeiger, E. (2007). Augu fizioloģija (10. sējums). Universitat Jaume I.