fitohormoni, hormoni din plante sau produse de plante de substanțe organice, altele decât substanțe nutritive și produse, de obicei, nu este în cazul în care efectul lor se manifestă și în alte părți ale plantei. Aceste substanțe în concentrații mici reglează creșterea plantelor și răspunsurile lor fiziologice la diferite efecte. În ultimii ani s-au sintetizat o serie de fitohormoni, iar acum sunt utilizați în producția agricolă. Acestea sunt folosite, în special, pentru combaterea buruienilor și pentru producerea fructelor fără semințe.
Un organism de plante nu este doar o masă de celule, crescând și multiplicând în mod aleatoriu; plantele, atât din punct de vedere morfologic, cât și funcțional, sunt forme foarte organizate. Phytohormonele coordonează procesele de creștere a plantelor. În mod deosebit, această capacitate a hormonilor de a reglementa creșterea este prezentată în experimente cu culturi de țesuturi vegetale. Dacă selectați celulele vii din planta care au păstrat capacitatea de a diviza, cu ajutorul nutrienților și hormonilor necesari, ei vor începe să crească activ. Dar dacă, în același timp, proporția corectă de hormoni diferiți nu este exact observată, atunci creșterea va fi incontrolabilă și vom obține o masă celulară asemănătoare unui țesut tumoral, adică complet lipsită de capacitatea de a diferenția și de a forma structuri. În același timp, schimbând corect raportul și concentrația hormonilor în mediul de cultură, experimentatorul poate să crească dintr-o singură celulă o plantă întreagă cu rădăcini, tulpină și toate celelalte organe.
Baza chimică a acțiunii fitohormonilor în celulele de plante nu a fost suficient studiată. Se crede acum că unul dintre punctele de aplicare a acțiunii aproape de gena si hormoni stimula educația aici ARN mesager specific. Acest ARN este, la rândul său, este implicat ca mediator în sinteza enzimelor specifice - compuși de natură proteine care controlează procesele biochimice și fiziologice.
hormoni de plante au fost descoperite abia în 1920, astfel încât toate informațiile despre ei au primit doar recent. Cu toate acestea, chiar și J. Sachs și C. Darwin în 1880 au ajuns la ideea existenței unor astfel de substanțe. Darwin, care a studiat efectul luminii asupra creșterii plantelor, a scris în cartea sa Abilitatea de a muta plantele (Puterea de mișcare în plante): «Atunci când răsadurile sunt expuse în mod liber pe partea de lumină, din partea de sus la partea de jos este transferat într-o oarecare influență, forțând ultimul îndoire. " Vorbind despre influența gravitației asupra rădăcinilor plantelor, a ajuns la concluzia că „doar vârful (rădăcină) este sensibil la acest efect, și transmite o anumită influență sau stimul pentru părțile învecinate, care le determină să se aplece.“
În anii 1920-1930, hormonul responsabil pentru reacțiile observate de Darwin a fost izolat și identificat ca acid indolil-3-acetic (IAA). Aceste lucrări au fost realizate în Olanda de F. Vent, F. Kogle și A. Hagen-Smith. Aproximativ în același timp, cercetătorul japonez E. Kurosawa a studiat substanțele care determină creșterea hipertrofiei orezului. Acum aceste substanțe sunt cunoscute sub denumirea de gibbereline fitohormone. Mai târziu, alți cercetători care au lucrat cu culturi de țesuturi și organe de plante au descoperit că creșterea culturilor este accelerată semnificativ prin adăugarea unor cantități mici de lapte de nucă de cocos. Căutarea unui factor care cauzează această creștere crescută a dus la descoperirea hormonilor numiți citokinine.
Principalele clase de hormoni de plante
Hormonii plantelor pot fi combinați în mai multe clase principale, în funcție de natura lor chimică sau de acțiunea pe care o exercită.
Auxine. Substanțele care stimulează întinderea celulelor vegetale sunt cunoscute sub denumirea generală "auxine". Auxine produse și acumulate în concentrații mari în meristeme apicale (conuri de creștere a trage și rădăcină), adică în acele locuri unde celulele sunt foarte rapid divizate. De aici se deplasează în alte părți ale plantelor. Auxinele aplicate pe tăietură accelerează formarea rădăcinilor în butași. Totuși, în doze excesive, ele inhibă formarea rădăcinilor. În general, sensibilitatea la care acționează numai prost la țesutul rădăcinii este semnificativ mai mare decât cea a tesutului stem, astfel încât dozele acestor hormoni, cea mai favorabilă pentru creșterea tulpinii, formarea rădăcinii este de obicei lent.
Această diferență de sensibilitate explică de ce partea superioară a tragerii pe orizontală prezintă geotropism negativ, adică înclină în sus și vârful rădăcinii este un geotropism pozitiv, adică se îndoaie la pământ. Când, datorită gravității, auxina se acumulează pe partea inferioară a tijei, celulele acestei părți inferioare se întind mai mult decât celulele din partea superioară și vârful de creștere al tijei curbează în sus. În mod diferit, auxinul acționează asupra rădăcinii. Acumulând pe partea inferioară, suprimă întinderea celulelor. În comparație cu ele, celulele de pe partea superioară sunt întinse mai puternic, iar vârful rădăcinilor curbează la sol.
Auxine sunt de asemenea responsabile pentru fototropismului - curbele de creștere ale organismelor ca răspuns la acoperirea cu o singură față. Deoarece dezintegrarea luminii sub acțiunea auxinei meristemelor aparent oarecum accelerat de celule de pe partea umbrită întins mai mult decât pe iluminate, provocând sfaturi trage să se aplece spre sursa de lumină.
Așa-numita dominația apical - un fenomen în care prezența mugurelui terminalului nu se trezește rinichii laterali - depinde și de auxin. Rezultatele cercetării sugerează că auxinelor prezente în concentrație în care se acumulează în fașă apical, forțând vârful tulpinii să crească, și se deplasează în jos pe tulpină, ei inhibă creșterea mugurilor laterali. Copacii care au dominanței apicale ascuțite exprimate, de exemplu, lemn de esență moale, au o formă caracteristică direcționată în sus, spre deosebire de copaci sau arțar adulți ulm.
După ce a avut loc polenizarea, peretele ovarului și bobocul cresc rapid; se formează un făt mare carnat. Creșterea ovarului este asociată cu proliferarea celulelor, un proces în care participă auxinele. Acum știm că unele fructe pot fi, de asemenea, obținute fără polenizare, atunci când timpul necesar pentru a pune auxinei pe orice organ floare, cum ar fi stigmatul. O astfel de formare a fructelor - fără polenizare - se numește parthenocarpie. Fructele parthenocarpice sunt lipsite de semințe.
Pe tulpina de fructe maturate sau pe petiola frunzelor vechi se formează rânduri de celule specializate. strat de separare. Țesutul conjunctiv dintre două rânduri de astfel de celule se desprinde treptat, iar fructul sau frunza se separă de plantă. Această separare naturală a fructelor sau frunzelor dintr-o plantă se numește toamnă; este indusă de modificările concentrației auxinului din stratul de separare.
Din auxine naturale cele mai larg distribuite în plante de acid indolil-3-acetic (IAA). Cu toate acestea, acest auxina naturale utilizate în agricultură considerabil mai mic decât auxinele sintetice, cum ar fi acidul indolebutiric, acidul naftilacetic, acidul 2,4-diclorofenoxiacetic (2,4-D). Faptul că IAA sub influența enzimelor continuă plantei să fie distruse, în timp ce compușii sintetici nu sunt supuse degradării enzimatice, și din cauza dozei lor mici poate provoca un efect semnificativ și de lungă durată.
Auxinele sintetice sunt utilizate pe scară largă. Ele sunt folosite pentru a consolida înrădăcinarea butașii, care fără această rădăcină rău; pentru obținerea fructelor parthenocarpice, de exemplu în roșiile din sere, unde condițiile dăunează polenizării; pentru a provoca căderea unor flori și ovare din pomi fructiferi (fructele conservate cu această "subțiere chimică" sunt mai mari și mai bune); Pentru a preveni pre-recoltarea fructelor în fructele citrice și în unele fructe de porumb, de exemplu în măr, adică Pentru a amâna impactul natural al acestora. La concentrații ridicate, auxinii sintetici sunt utilizați ca erbicide pentru controlul unor buruieni.
Gibberellms. Gibberellinele sunt distribuite pe scară largă în plante și reglementează o serie de funcții. În 1965, au fost identificate 13 forme moleculare de gibbereline, foarte asemănătoare chimic, dar foarte diferite în activitatea lor biologică. Printre gibberelinele sintetice, acidul gibberellic produs de industria microbiologică este cel mai adesea utilizat.
Un efect fiziologic important al gibberelinelor este accelerarea creșterii plantelor. Se cunoaște, de exemplu, nigerismul genetic în plante, în care internodele sunt scurtate brusc (secțiuni ale tulpinii dintre nodurile din care părăsesc frunzele); după cum sa dovedit, acest lucru se datorează faptului că aceste plante au blocat genetic formarea de gibbereline în procesul metabolizării. Dacă, totuși, să introducem în ele gibbereline din exterior, atunci plantele vor crește și se vor dezvolta în mod normal.
Multe plante bienale, pentru a arunca săgeata și florile, necesită un anumit timp pentru a rămâne fie la temperaturi scăzute, fie într-o zi scurtă și uneori la ambele. Tratarea unor astfel de plante cu acid giberelic poate fi făcută înflorit în condiții în care este posibilă doar o creștere vegetativă.
Ca auxine, gibberelinele pot provoca parthenocarpia. În California, acestea sunt utilizate în mod regulat pentru prelucrarea podgoriilor. Ca urmare a acestui tratament, strugurii sunt mai mari și mai bine formați.
În timpul germinării semințelor, interacțiunea dintre gibbereline și auxine joacă un rol decisiv. După umflarea în gibberellms embrion de semințe sintetizate care induc sinteza enzimelor responsabile de formarea auxinelor. Gibberellinele accelerează, de asemenea, creșterea rădăcinii primare a embrionului într-un moment în care, sub influența auxinei, stratul de semințe se desface și embrionul crește. Prima dintre semințe pare rădăcină, iar în spatele ei și planta însăși. Concentrațiile mari de auxin provoca alungire rapidă a tulpinii embrionului și eventual vârful rupe răsad prin sol.
Citochininele. Hormonii, cunoscuți sub numele de citokinine sau kinine, nu stimulează întinderea, ci diviziunea celulelor. Citokininele se formează în rădăcini și de aici intră în lăstari. Poate că ele sunt, de asemenea, sintetizate în frunze tinere și rinichi. Prima citokină deschisă, kinetin, a fost obținută utilizând ADN de spermă de hering.
Cytokininele sunt "mari organizatori" care reglează creșterea plantelor și asigură dezvoltarea normală a formelor și structurilor lor în plantele superioare. În culturile tisulare sterile, adăugarea de citokinine la o concentrație adecvată determină diferențierea; există primordia - rudimente neuniforme de organe, adică un grup de celule din care se dezvoltă în timp diferite părți ale plantei. Descoperirea acestui fapt în 1940 a servit drept bază pentru experimentele succesive ulterioare. La începutul anilor 1960, au învățat să crească plante întregi dintr-o celulă nediferențiată plasată într-un mediu artificial nutritiv.
O altă proprietate importantă a citokininelor este capacitatea lor de a încetini îmbătrânirea, ceea ce este deosebit de important pentru legumele cu frunze verzi. Citochinine promova retenția în celulele unui număr de substanțe, în special aminoacizi, care pot fi trimise la proteinele resinteza necesare pentru creșterea plantelor și reînnoirea țesuturilor sale. Datorită acestui fapt, îmbătrânirea și îngălbenirea sunt încetinite, adică legumele cu frunze nu își pierd atât de repede aspectul pe piață. In prezent, se fac încercări de a utiliza un cytokinin sintetic, benziladenină și anume, ca un inhibitor al îmbătrânirii multor legume verzi, cum ar fi salata, broccoli și țelină.
Hormonii înfloriți. Hormonii de înflorire sunt considerați florigen și vernalin. În 1937, cercetătorul rus, M. Chailakhyan, a exprimat presupunerea existenței unui factor special de înflorire. Mai târziu, Chailahian a permis să concluzioneze că florigenul este alcătuit din două componente principale: gibberelinele și un alt grup de factori de înflorire, numiți antene. Ambele componente sunt necesare pentru înflorirea plantelor.
Se presupune că gibberelinele sunt necesare pentru plantele de lungă durată, adică cum ar fi o perioadă de lumină suficient de lungă a zilei pentru înflorire. Antezinele stimulează, de asemenea, înflorirea plantelor de zi scurtă care înfloresc numai atunci când lungimea zilei nu depășește un anumit maxim admisibil. Se pare că în frunze se formează antene.
Hormonul de înflorire a vernalinei (identificat de I. Mehlers în 1939) este necesar, așa cum se crede, pentru plantele bienale care au nevoie de ceva timp sub influența temperaturilor scăzute, de exemplu răcelile de iarnă. Se formează în germeni de semințe germinative sau în divizarea celulelor de meristem apical de plante adulte.
Dormintele. Dormintele sunt inhibitori ai creșterii plantelor: sub influența lor, mugurii vegetativi care se dezvoltă în mod activ se întorc la o stare de odihnă. Aceasta este una dintre ultimele clase deschise de fitohormoni. Acestea au fost descoperite aproape simultan, în 1963 și 1964, de cercetători americani și americani. Aceștia au numit substanța principală "abscisina II" pe care au extras-o. În natura ei chimică, abscisina II sa dovedit a fi un acid abscisic și este identică cu căminul descoperit de F. Weiring. Poate că reglează, de asemenea, pierderea de frunze și fructe.
Vitaminele din grupa B. Unele vitamine B se referă uneori la fitohormoni, și anume tiamina, niacinul (acidul nicotinic) și piridoxina. Aceste substanțe, formate în frunze, reglementează nu atât procese formale, cât creșterea și nutriția plantelor.
Întârzieri sintetice. Sub influența unor hormoni sintetici de plante create în ultima jumătate de secol, scurtat internoduri plantelor, tulpinile devin mai stricte, iar frunzele rândul său, de culoare verde închis. Rezistența plantelor la secetă, la poluare la rece și la aer crește. În unele culturi, de exemplu, în măr sau azalee, aceste substanțe stimulează înflorirea și inhibă creșterea vegetativă. La cultivarea fructelor și la creșterea florilor în sere, trei asemenea substanțe sunt utilizate pe scară largă: fosfon, cicocel și alar.
Referințe
Alte știri corelate:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: