Chức năng, cơ chế hoạt động, loại, tác dụng đối với thực vật, ứng dụng



các phụ trợ Chúng là một nhóm các hoocmon thực vật đóng vai trò điều tiết sự tăng trưởng và phát triển của thực vật. Chức năng của nó liên quan đến các yếu tố kích thích sự phát triển của thực vật, đặc biệt là sự phân chia và kéo dài tế bào.

Những phytohormone này được tìm thấy trên khắp vương quốc thực vật, từ vi khuẩn, tảo và nấm, đến thực vật bậc cao. Trong số các chất bổ sung có nguồn gốc tự nhiên, axit indoleacetic (IAA) là phổ biến nhất và có nguồn gốc từ axit amin L-tryptophan.

Sự hiện diện của các chất điều hòa tăng trưởng được phát hiện vào đầu thế kỷ 20 bởi F. W. Went. Thông qua các thử nghiệm với cây yến mạch đã xác định khả năng tồn tại của các chất điều hòa sự tăng trưởng ở thực vật.

Mặc dù chúng nằm trong hầu hết các mô thực vật, nhưng nồng độ cao nhất bị hạn chế ở các mô phát triển tích cực. Sự tổng hợp các chất bổ trợ xảy ra nói chung trong mô phân sinh đỉnh, lá mềm và quả đang phát triển.

Các mô phân sinh đỉnh của thân là các khu vực mà AIA được tổng hợp, phân phối khác nhau đến gốc của thân cây. Trong lá, lượng bổ sung phụ thuộc vào tuổi của mô, làm giảm nồng độ với độ chín của lá.

Là cơ quan quản lý tăng trưởng, chúng được sử dụng rộng rãi bởi nông dân để thúc đẩy tăng trưởng hoặc thúc đẩy sự ra rễ. Hiện nay có một số sản phẩm thương mại với các chức năng cụ thể tùy thuộc vào nhu cầu sinh lý và hình thái của từng loại cây trồng.

Chỉ số

  • 1 cấu trúc
  • 2 chức năng
  • 3 Cơ chế hoạt động
  • 4 loại
  • 5 tác dụng đối với cây trồng
    • 5.1 Độ giãn dài tế bào
    • 5.2 Sự thống trị đỉnh cao
  • 6 tác dụng sinh lý
    • 6.1 Nhiệt đới
    • 6.2 Bỏ trốn và lão hóa
    • 6.3 Phát triển trái cây
    • 6.4 Phân chia tế bào và tế bào
  • 7 ứng dụng
  • 8 tài liệu tham khảo

Cấu trúc

Các chất phụ trợ bao gồm một vòng indole có nguồn gốc từ phenol và các vòng thơm có liên kết đôi. Trên thực tế, chúng có cấu trúc bicyclic được hình thành bởi 5 pyrrole carbon và 6 carbon benzen.

Hợp chất hữu cơ indole là một phân tử thơm có độ bay hơi cao. Đặc tính này làm cho nồng độ của các chất bổ trợ trong thực vật phụ thuộc vào dư lượng được ghép với vòng kép.

Chức năng

Về cơ bản, các chất bổ trợ kích thích sự phân chia và kéo dài tế bào, và do đó phát triển mô. Trên thực tế, các phytohormone này can thiệp vào các quá trình phát triển khác nhau của cây, thường tương tác với các hormone khác.

  • Tạo ra sự kéo dài tế bào bằng cách tăng độ dẻo của thành tế bào.
  • Chúng gây ra sự tăng trưởng của đỉnh thương mại, coleoptiles và thân cây.
  • Hạn chế sự phát triển của rễ chính hoặc trục, kích thích sự hình thành của rễ phụ và mạo hiểm.
  • Thúc đẩy sự khác biệt mạch máu.
  • Thúc đẩy sự thống trị đỉnh cao.
  • Sự điều tiết của geotropism: phototropism, gravitropism và tigmotropism thông qua sự phân phối lại bên của các chất bổ trợ.
  • Chúng trì hoãn sự cắt bỏ các cơ quan thực vật như lá, hoa và quả.
  • Thúc đẩy sự phát triển của hoa.
  • Họ ủng hộ quy định phát triển của trái cây.

Cơ chế hoạt động

Các chất bổ trợ có đặc tính làm tăng độ dẻo của thành tế bào để bắt đầu quá trình kéo dài. Khi thành tế bào mềm ra, tế bào phình ra và nở ra do áp lực turgor.

Về vấn đề này, các tế bào thương mại hấp thụ một lượng lớn nước, ảnh hưởng đến sự phát triển của các mô đỉnh. Quá trình này được xác định bởi một hiện tượng gọi là "sự tăng trưởng trong môi trường axit", điều này giải thích hoạt động của các chất phụ trợ.

Hiện tượng này xảy ra khi các polysacarit và pectin cấu thành thành tế bào bị mềm do axit hóa môi trường. Cellulose, hemiaellulose và pectin mất độ cứng tạo điều kiện cho nước xâm nhập vào tế bào.

Chức năng của các chất bổ trợ trong quá trình này là tạo ra sự trao đổi các ion hydro (H+) về phía thành tế bào. Các cơ chế liên quan đến quá trình này là kích hoạt máy bơm H-ATPase và tổng hợp H-ATPase mới..

  • Kích hoạt máy bơm H-ATPase: Các chất phụ trợ can thiệp trực tiếp vào quá trình bơm proton của enzyme, với sự can thiệp của ATP.
  • Tổng hợp H-ATPase mới: Các chất bổ trợ có khả năng tổng hợp các bơm proton trong thành tế bào, thúc đẩy ARMm hoạt động trên mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi để tăng hoạt động của proton thành tế bào.

Bằng cách tăng các ion hydro (H+) thành tế bào bị axit hóa, kích hoạt các protein "expansin" liên quan đến sự phát triển của tế bào. Mở rộng hoạt động hiệu quả trong phạm vi pH giữa 4,5 và 5,5.

Thật vậy, polysacarit và microfibrils cellulose mất độ cứng do sự phá vỡ các liên kết hydro hợp nhất chúng. Kết quả là tế bào hấp thụ nước và mở rộng kích thước, biểu hiện hiện tượng "tăng trưởng trong môi trường axit".

Các loại

  • AIA hoặc axit indoleacetic: Phytohormone có nguồn gốc tự nhiên, là hormone được tìm thấy với số lượng lớn hơn trong các mô của cây. Nó được tổng hợp ở cấp độ của các mô non, trong lá, mô phân sinh và chồi cuối.
  • AIB hoặc axit indole butyric: phytohormone có nguồn gốc tự nhiên phổ rộng. Nó góp phần vào sự phát triển của rễ trong rau và cây cảnh, tương tự như vậy, việc sử dụng nó cho phép thu được trái lớn hơn.
  • ANA hoặc axit Naphthaleneacetic: hormone thực vật tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Nó được sử dụng để gây ra sự phát triển của rễ phiêu lưu trong cành giâm, làm giảm sự rụng của trái cây và kích thích ra hoa.
  • Axit 2,4-D hoặc Dichlorophenoxyacetic: sản phẩm có nguồn gốc nội tiết tố tổng hợp dùng làm thuốc diệt cỏ toàn thân. Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm soát cỏ dại lá rộng.
  • Axit 2,4,5-T hoặc 2, 4, 5-Trichlorophenoxyacetic: phytohormone có nguồn gốc tổng hợp được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Hiện tại việc sử dụng của nó bị hạn chế do tác động gây chết người của nó đối với môi trường, thực vật, động vật và con người.

Tác dụng đối với cây trồng

Các chất phụ trợ gây ra những thay đổi về hình thái và sinh lý khác nhau, chủ yếu là sự kéo dài tế bào thúc đẩy sự kéo dài của thân và rễ. Tương tự như vậy, nó can thiệp vào sự thống trị của đỉnh, sự nhiệt đới, sự bỏ qua và sự già nua của lá và hoa, sự phát triển của quả và sự biệt hóa của tế bào.

Kéo dài tế bào

Thực vật phát triển thông qua hai quá trình liên tiếp, phân chia tế bào và kéo dài. Sự phân chia tế bào cho phép tăng số lượng tế bào và thông qua sự kéo dài tế bào, cây phát triển kích thước.

Các chất bổ trợ can thiệp vào quá trình axit hóa thành tế bào thông qua việc kích hoạt ATPase. Theo cách này, sự hấp thụ nước và chất hòa tan được tăng lên, sự mở rộng được kích hoạt và sự kéo dài tế bào xảy ra.

Sự thống trị đỉnh cao

Sự thống trị đỉnh là hiện tượng tương quan trong đó chồi chính phát triển thành tác hại của chồi bên. Hoạt động của các chất bổ trợ tăng trưởng đỉnh phải đi kèm với sự hiện diện của cytokine phytohormone.

Thật vậy, trong quá trình tổng hợp apex thực vật xảy ra, sau đó thu hút các cytokine được tổng hợp trong rễ về phía đỉnh. Khi đạt được nồng độ tối ưu giữa các chất bổ trợ / cytokine, sự phân chia và biệt hóa tế bào sẽ xảy ra và sau đó kéo dài mô phân sinh đỉnh

Tác dụng sinh lý

Nhiệt đới

Nhiệt đới là sự tăng trưởng định hướng của thân, cành và rễ để đáp ứng với một kích thích từ môi trường. Trên thực tế, những kích thích này có liên quan đến ánh sáng, trọng lực, độ ẩm, gió, tiếp xúc bên ngoài hoặc phản ứng hóa học.

Phototropism được điều tiết bởi các chất phụ trợ, vì ánh sáng ức chế sự tổng hợp của nó ở cấp độ tế bào. Theo cách này, phần bóng mờ của thân cây phát triển nhiều hơn và khu vực được chiếu sáng hạn chế sự phát triển của nó đối với ánh sáng.

Bỏ trốn và lão hóa

Sự bỏ trốn là sự rụng lá, hoa và quả do các yếu tố bên ngoài, gây ra sự lão hóa của các cơ quan. Quá trình này được tăng tốc bởi sự tích tụ ethylene giữa thân và cuống lá, tạo thành một khu vực cắt bỏ gây ra tách rời.

Sự di chuyển liên tục của các chất bổ trợ ngăn chặn sự cắt bỏ của các cơ quan, trì hoãn sự rụng của lá, hoa và quả chưa trưởng thành. Tác dụng của nó là nhằm mục đích kiểm soát hoạt động của ethylene, chất kích thích chính của khu vực bỏ trốn.

Sự phát triển của trái cây

Các chất bổ trợ được tổng hợp trong phấn hoa, nội nhũ và trong phôi của hạt. Sau quá trình thụ phấn, sự hình thành noãn và thiết lập quả tiếp theo diễn ra, trong đó các chất phụ trợ can thiệp như một yếu tố thúc đẩy.

Trong quá trình phát triển của quả, nội nhũ cung cấp các chất bổ trợ cần thiết cho giai đoạn tăng trưởng đầu tiên. Sau đó, phôi cung cấp các chất bổ sung cần thiết cho các giai đoạn phát triển tiếp theo của quả.

Phân chia tế bào

Bằng chứng khoa học đã chỉ ra rằng các chất bổ trợ điều hòa sự phân chia tế bào trong cambium nơi xảy ra sự phân biệt các mô mạch máu.

Trên thực tế, các bằng chứng cho thấy rằng lượng bổ sung (AIA) càng lớn, mô dẫn điện càng được hình thành, đặc biệt là xylem..

Ứng dụng

Ở cấp độ thương mại, các chất bổ trợ được sử dụng làm chất điều hòa tăng trưởng, cả trong lĩnh vực và trong các thử nghiệm công nghệ sinh học. Được sử dụng ở nồng độ thấp làm thay đổi sự phát triển bình thường của cây, tăng năng suất, chất lượng cây trồng và thu hoạch.

Các ứng dụng được kiểm soát tại thời điểm thiết lập sự phát triển của tế bào ủng hộ cây trồng và sự phát triển của rễ chính và mạo hiểm. Ngoài ra, chúng có lợi cho sự ra hoa và phát triển của quả, ngăn ngừa sự rụng lá, hoa và quả.

Ở cấp độ thử nghiệm, các chất bổ trợ được sử dụng để sản xuất trái cây là hạt giống, nắm lấy trái cây cho đến khi chín hoặc làm thuốc diệt cỏ. Ở cấp độ y sinh, chúng đã được sử dụng trong việc lập trình lại các tế bào soma trong tế bào gốc.

Tài liệu tham khảo

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., & Gutiérrez, C. (2014). Cân bằng nội môi của các chất bổ trợ và tầm quan trọng của nó trong sự phát triển của Arabidopsis Thaliana. Tạp chí giáo dục sinh hóa, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio và García Agustín Pilar (2006) Phytohormones: chuyển hóa và phương thức hành động. Castelló de la Plana: Các ấn phẩm của Đại học Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormone và chất điều hòa tăng trưởng: chất phụ gia, gibberellin và cytokinin. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (chủ biên). Sinh lý thực vật, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Hormone thực vật. Hypertexts của khu vực sinh học. Có sẵn tại: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Sinh lý thực vật (Tập 10). Đại học Jaume I.