AUXINS: FUNKSJONER, TYPER, EFFEKTER PÅ PLANTER, APPLIKASJONER - BIOLOGI - 2026

De auxins er en gruppe av plantehormoner som virker som regulatorer av vekst og utvikling av planter. Dens funksjon er relatert til faktorene som stimulerer plantevekst, spesielt celledeling og forlengelse.

Disse fytohormonene finnes i hele planteriket, fra bakterier, alger og sopp til høyere planter. Av de naturlig forekommende auxinene er indoleaseddiksyre (IAA) den vanligste og er avledet fra aminosyren L-tryptofan.

Plantevekst fremmes av auxins Kilde: pixabay.com

Tilstedeværelsen av vekstregulatorer ble oppdaget på begynnelsen av 1900-tallet av FW Went. Gjennom tester med havrefrøplanter etablerte han muligheten for eksistensen av vekstregulerende stoffer i planter.

Selv om de er lokalisert i de fleste plantevev, er den høyeste konsentrasjonen begrenset til aktivt voksende vev. Auxinsyntese forekommer vanligvis i apikale meristemer, ømme blader og utviklende frukt.

De apikale meristemene til stammen er områdene der IAA er syntetisert, og fordeler seg differensialt til stammen. I bladene avhenger mengden auxin av vevets alder, konsentrasjonen synker med bladmodenhet.

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

Struktur

Auxiner er sammensatt av en indolring avledet av fenol, og aromatiske ringer med dobbeltkonjugerte bindinger. De har faktisk en bicyklisk struktur som består av en 5-karbon pyrrol og en 6-karbon benzen.

Indoleddiksyre (IAA) Kilde: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Det er underlig Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben). , via Wikimedia Commons

Den organiske forbindelsen indol er et aromatisk molekyl med høy grad av flyktighet. Denne egenskapen gjør at auxin-konsentrasjonen i planter er avhengig av restene som kobles til dobbeltringen.

Funksjon

I hovedsak stimulerer auxiner celledeling og forlengelse, og følgelig vevsvekst. Faktisk griper disse fytohormonene inn i forskjellige prosesser med planteutvikling, og interagerer mange ganger med andre hormoner.

• De induserer celleforlengelse ved å øke plastisiteten i celleveggen.
• De forårsaker vekst av den meristematiske spissen, coleoptiles og stammen.
• De begrenser veksten av hoved- eller taprotene, og stimulerer dannelsen av sekundære og eventyrlige røtter.
• De fremmer vaskulær differensiering.
• De motiverer apikal dominans.
• Regulering av geotropisme: fototropisme, gravitropisme og tigmotropisme gjennom lateral omfordeling av auxiner.
• De utsetter utskillelsen av planteorganer som blader, blomster og frukt.
• De motiverer blomsterutvikling.
• De favoriserer regulering av fruktutvikling.

Virkningsmekanismen

Auxiner har egenskapen til å øke plastisiteten i celleveggen for å sette i gang forlengelsesprosessen. Når celleveggen mykner, svulmer og ekspanderer cellen på grunn av turgortrykk.

Cotyledons. Kilde: pixabay.com

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

Dette fenomenet oppstår når polysakkaridene og pektinene som utgjør celleveggen mykner på grunn av surgjøring av mediet. Cellulose, hemicellulose og pektin mister stivheten som letter inntreden av vann i cellen.

Rollen til auxiner i denne prosessen er å indusere utvekslingen av hydrogenioner (H ⁺ ) mot celleveggen. Mekanismene som griper inn i denne prosessen er aktivering av H-ATPases-pumper og syntesen av nye H-ATPases.

• Aktivering av H-ATPases-pumper: Auxins er direkte involvert i å pumpe protoner fra enzymet, med inngrep av ATP.
• Syntese av nye H-ATPaser: Auxins har muligheten til å syntetisere protonpumper i celleveggen, noe som fremmer mRNA som virker på endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparatet for å øke protonasjonsaktiviteten i celleveggen.

Når hydrogenioner (H ⁺ ) øker, blir celleveggen sur og aktiverer "ekspansin" -proteinene som er involvert i cellevekst. Expansins fungerer effektivt i pH-området mellom 4,5 og 5,5.

Faktisk mister polysakkarider og cellulosemikrofibriller sin stivhet takket være nedbrytningen av hydrogenbindingene som smelter dem sammen. Som et resultat absorberer cellen vann og ekspanderer i størrelse, noe som viser fenomenet "vekst i surt medium".

typer

• IAA eller indoleaeticetic acid: fytohormon av naturlig opprinnelse, det er hormonet som finnes i større mengde i vevene i planten. Det syntetiseres på nivå med unge vev, i bladene, meristemene og terminale knoppene.
• IBA eller indol smørsyre: bredt spekter naturlig forekommende fytohormon. Det bidrar til utvikling av røtter i grønnsaker og prydplanter, og på samme måte gjør bruken det mulig å få større frukt.
• ANA eller naftaleneddiksyre: fytohormon av syntetisk opprinnelse mye brukt i landbruket. Det brukes til å indusere veksten av eventyrlige røtter i stiklinger, redusere fruktdråpen og stimulere blomstringen.
• 2,4-D eller diklorfenoksyeddiksyre: produkt av syntetisk hormonell opprinnelse brukt som et systemisk herbicid. Det brukes først og fremst til å kontrollere bredbladede ugras.
• 2,4,5-T eller 2, 4, 5- Triklorfenoksyeddiksyre: fytohormon av syntetisk opprinnelse brukt som sprøytemiddel. For øyeblikket er bruken begrenset på grunn av dens dødelige effekter på miljøet, planter, dyr og mennesker.

Effekter på planter

Auxiner induserer forskjellige morfologiske og fysiologiske forandringer, hovedsakelig celleforlengelse som favoriserer forlengelse av stengler og røtter. På samme måte griper det inn i apikal dominans, tropisme, abscission og senescence av blader og blomster, fruktutvikling og celledifferensiering.

Forlengelse av celler

Planter vokser gjennom to påfølgende prosesser, celledeling og forlengelse. Celledeling tillater økning i antall celler, og gjennom celleforlengelse vokser planten i størrelse.

Forlengelse av celler. Kilde: pixabay.com

Auxiner er involvert i forsuring av celleveggen gjennom aktivering av ATPaser. På denne måten økes absorpsjonen av vann og oppløste stoffer, ekspansjoner aktiveres og celleforlengelse skjer.

Apical dominans

Apical dominans er korrelasjonsfenomenet der hovedknoppen vokser til skade for sideknoppene. Aktiviteten til auxiner på apikal vekst må ledsages av tilstedeværelsen av fytohormoncytokin.

I den vegetative spissen forekommer faktisk syntese av auxiner som deretter tiltrekker cytokiner som er syntetisert i røttene mot spissen. Når den optimale auxin / cytokin-konsentrasjonen er nådd, oppstår celledeling og differensiering, og påfølgende forlengelse av det apikale meristem

Fysiologiske effekter

tropisme

Tropisme er den retningsbestemte veksten av stengler, grener og røtter som svar på en stimulans fra omgivelsene. Disse stimuliene er faktisk relatert til lys, tyngdekraft, fuktighet, vind, ekstern kontakt eller kjemisk respons.

Fototropisme modereres av auxiner, siden lys hemmer syntesen av dem på cellenivå. På denne måten vokser den skyggelagte siden av stammen mer, og det opplyste området begrenser veksten ved å bøye seg mot lyset.

Abscision og senescence

Abscission er fallet av blader, blomster og frukt på grunn av ytre faktorer, noe som forårsaker senescensen av organene. Denne prosessen blir akselerert ved akkumulering av etylen mellom stammen og petiolen, og danner en absisjonssone som induserer løsrivelse.

Den kontinuerlige bevegelsen av auxiner forhindrer absorpsjon av organene, forsinker fallet av blader, blomster og umodne frukter. Effekten er rettet mot å kontrollere virkningen av etylen, som er den viktigste promotoren for absisjonens sone.

Utvikling av frukt

Auxiner syntetiseres i pollen, endosperm og i embryoet til frø. Etter pollinering skjer dannelse av eggløsning og påfølgende fruktsett, der auxiner griper inn som et promoterelement.

Tomatfrukter. Kilde: pixabay.com

Under fruktutviklingen gir endospermen de auxinene som er nødvendige for det første stadiet av vekst. Deretter gir embryoet de auxinene som er nødvendige for de senere stadier av fruktvekst.

Celledeling og differensiering

Vitenskapelige bevis har bevist at auxiner regulerer celledelingen i kambiumet hvor differensiering av vaskulært vev forekommer.

Faktisk viser tester at jo høyere mengde auxin (IAA), jo mer ledende vev dannes, spesielt xylem.

applikasjoner

På det kommersielle nivået brukes auxiner som vekstregulatorer, både i felt og i bioteknologiske tester. Brukt i lave konsentrasjoner, endrer de den normale utviklingen av planter, øker produktiviteten, kvaliteten på avlingen og høsten.

Påføring av auxiner. Kilde: pixabay.com

Kontrollerte applikasjoner når man etablerer en kultur favoriserer cellevekst og spredning av viktigste og eventyrlige røtter. I tillegg drar de fordel for blomstringen og utviklingen av fruktene, og forhindrer fall av blader, blomster og frukt.

På forsøksnivå brukes auxiner til å produsere frukt i frø, for å holde fruktene til de er modne, eller som ugressmidler. På biomedisinsk nivå har de blitt brukt i omprogrammering av somatiske celler til stamceller.

referanser

1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Auxin Homeostasis 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: Publicacions de la 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. (red.). Plantefysiologi, 1-28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) Vegetable Hormones. Hypertexter av biologiologiområdet. Tilgjengelig på: biologia.edu.ar
5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Plantefysiologi (bind 10). Jaume I. universitet