AUKSINI: FUNKCIJE, VRSTE, UČINKI NA RASTLINE, APLIKACIJE - BIOLOGIJA - 2026

V avksini so skupina rastlinskih hormonov, ki delujejo kot regulatorji rasti in razvoja rastlin. Njegova funkcija je povezana z dejavniki, ki spodbujajo rast rastlin, zlasti z delitvijo in raztezkom celic.

Te fitohormone najdemo v celotnem rastlinskem kraljestvu, od bakterij, alg in gliv do višjih rastlin. Med naravno prisotnimi avksini je najpogostejša indoleacetna kislina (IAA), ki izvira iz aminokisline L-triptofan.

Rast rastlin, ki jo spodbujajo avksini Vir: pixabay.com

Prisotnost regulatorjev rasti je v začetku 20. stoletja odkrila FW Went. S testi s sadikami ovsa je ugotovil možnost obstoja rastlin, ki uravnavajo rast.

Čeprav se nahajajo v večini rastlinskih tkiv, je najvišja koncentracija omejena na aktivno rastoča tkiva. Sinteza avksina se običajno pojavlja v apikalnih meristemih, nežnih listih in plodovih v razvoju.

Apikalni meristemi stebla so področja, kjer se sintetizira IAA, ki se različno porazdelijo na dno stebla. Količina avksina je v listih odvisna od starosti tkiva, koncentracija pa se zmanjšuje s listno zrelostjo.

Kmetje jih kot regulatorje rasti pogosto uporabljajo za pospešitev rasti ali spodbujanje ukoreninjenja. Trenutno obstajajo različni komercialni proizvodi s specifičnimi funkcijami, odvisno od fizioloških in morfoloških potreb vsakega pridelka.

Struktura

Auksini so sestavljeni iz indolnega obroča, ki izhaja iz fenola, in aromatičnih obročev z dvojno konjugiranimi vezmi. Pravzaprav imajo biciklično strukturo, sestavljeno iz 5-ogljikovega pirola in 6-ogljikovega benzena.

Indolacetna kislina (IAA) Vir: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Oblika angegeben. Je Wird Ayacop als Avtor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben). , prek Wikimedia Commons

Organska spojina indol je aromatična molekula z visoko stopnjo hlapljivosti. Zaradi te lastnosti je koncentracija avksina v rastlinah odvisna od ostankov, ki se vežejo na dvojni obroč.

Funkcija

Auksini v bistvu spodbujajo delitev in raztezanje celic ter posledično rast tkiv. Pravzaprav ti fitohormoni posegajo v različne procese razvoja rastlin, ki velikokrat sodelujejo z drugimi hormoni.

• Povzročijo raztezanje celic s povečanjem plastičnosti celične stene.
• Povzročajo rast meristematskega vrha, koleoptilov in stebla.
• Omejujejo rast glavnega ali taproot, spodbudijo nastajanje sekundarnih in adventnih korenin.
• Spodbujajo vaskularno diferenciacijo.
• Motivirajo apikalno prevlado.
• Uravnavanje geotropizma: fototropizem, gravitropizem in tigmotropizem s stransko prerazporeditvijo avksinov.
• Zavlačujejo absces rastlinskih organov, kot so listi, cvetovi in ​​plodovi.
• Motivirajo razvoj cvetov.
• Dajejo prednost regulaciji razvoja sadja.

Mehanizem delovanja

Auksini imajo lastnost povečanja plastičnosti celične stene, da sprožijo postopek raztezanja. Ko se celična stena zmehča, se celica nabrekne in razširi zaradi tlaka turgorja.

Kotiledoni. Vir: pixabay.com

V zvezi s tem meristematske celice absorbirajo velike količine vode, kar vpliva na rast apikalnih tkiv. Ta postopek določa pojav, imenovan "rast v kislem mediju", ki pojasnjuje aktivnost avksinov.

Do tega pojava pride, ko se polisaharidi in pektini, ki sestavljajo celično steno, zmehčajo zaradi zakisanosti medija. Celuloza, hemiceluloza in pektin izgubijo togost, kar olajša vstop vode v celico.

Vloga avksinov v tem procesu je, da sprožijo izmenjavo vodikovih ionov (H ⁺ ) proti celični steni. Mehanizmi, ki posegajo v ta postopek, so aktiviranje črpalk H-ATPaz in sinteza novih H-ATPaz.

• Aktivacija črpalk H- ATPases : Auksini neposredno sodelujejo pri črpanju protonov iz encima, z intervencijo ATP.
• Sinteza novih H-ATPaz: Auksini imajo sposobnost sintetiziranja protonskih črpalk v celični steni, s čimer spodbujajo mRNA, ki deluje na endoplazemski retikulum in Golgijev aparat, da poveča protonacijsko aktivnost v celični steni.

Ko se vodikovi ioni (H ⁺ ) povečujejo, celična stena postane kisla, aktivira "ekspansin" beljakovine, ki sodelujejo pri celični rasti. Ekspanzini učinkovito delujejo v območju med 4,5 in 5,5.

Dejansko polisaharidi in celulozne mikrofibrile izgubijo togost zaradi razpada vodikovih vezi, ki jih zlijejo. Kot rezultat, celica absorbira vodo in se širi v velikosti, kar kaže na pojav "rasti kislega medija".

Vrste

• IAA ali indoleacetna kislina: fitohormon naravnega izvora, je hormon, ki se nahaja v večji količini v tkivih rastline. Sintetizira se na ravni mladih tkiv, v listih, meristemih in terminalnih brstih.
• IBA ali Indola maslena kislina: fitohormon širokega spektra, ki se nahaja v naravi. Prispeva k razvoju korenin v zelenjavi in ​​okrasnih rastlinah, prav tako njegova uporaba omogoča pridobivanje večjih plodov.
• ANA ali naftalenacetna kislina: fitohormon sintetičnega izvora, ki se pogosto uporablja v kmetijstvu. Uporablja se za spodbujanje rasti naključnih korenin v potaknjenjih, zmanjšanje padca plodov in spodbujanje cvetenja.
• 2,4-D ali diklorofenoksiacetna kislina: izdelek sintetičnega hormonskega izvora, ki se uporablja kot sistemski herbicid. Uporablja se predvsem za zatiranje širokolistnih plevelov.
• 2,4,5-T ali 2,4,4-triklorofenoksiacetna kislina: fitohormon sintetičnega izvora, ki se uporablja kot pesticid. Trenutno je njegova uporaba omejena zaradi smrtonosnih vplivov na okolje, rastline, živali in človeka.

Učinki na rastline

Auksini povzročajo različne morfološke in fiziološke spremembe, predvsem raztezanje celic, ki daje prednost raztezanju stebel in korenin. Prav tako posega v apikalno prevlado, tropizem, absces in staranje listov in cvetov, razvoj sadja in razlikovanje celic.

Podaljševanje celic

Rastline rastejo skozi dva zaporedna procesa, delitev celic in raztezek. Delitev celic omogoča povečanje števila celic in s podaljšanjem celic rastlina raste v velikosti.

Podaljševanje celic. Vir: pixabay.com

Auksini sodelujejo pri zakisljevanju celične stene z aktivacijo ATPaz. Na ta način se poveča absorpcija vode in topil, aktivirajo se ekspanzini in pride do raztezka celic.

Apikalna prevlada

Apikalna prevlada je korelacijski pojav, pri katerem glavni brst raste na škodo stranskih brstov. Delovanje avksinov na apikalno rast mora spremljati prisotnost citokina fitohormona.

Dejansko v vegetativni vrhovi pride do sinteze avksinov, ki pozneje privlačijo citokine, ki se sintetizirajo v koreninah proti vrhu. Ko dosežemo optimalno koncentracijo avksina / citokinov, pride do delitve in diferenciacije celic ter kasnejšega podaljšanja apikalnega meristema

Fiziološki učinki

Tropisem

Tropizem je usmerjena rast stebel, vej in korenin kot odziv na spodbudo iz okolja. Pravzaprav so ti dražljaji povezani s svetlobo, težo, vlago, vetrom, zunanjim stikom ali kemičnim odzivom.

Fototropizem moderirajo avksini, saj svetloba na celični ravni zavira njihovo sintezo. Na ta način senčena stran stebla bolj raste in osvetljeno območje omejuje svojo rast tako, da se ukriva proti svetlobi.

Absolutnost in staroscence

Abscesija je padanje listov, cvetov in plodov zaradi zunanjih dejavnikov, ki povzročajo staranje organov. Ta postopek se pospeši z kopičenjem etilena med steblom in pecljem, tako da nastane območje abscizije, ki sproži odvajanje.

Nenehno gibanje avksinov preprečuje absces organov, zavlačuje padec listov, cvetov in nezrelih plodov. Njegov učinek je usmerjen v nadzor delovanja etilena, ki je glavni pospeševalec absciznega območja.

Razvoj sadja

Auksini se sintetizirajo v cvetnem prahu, endospermu in v zarodkih semen. Po opraševanju pride do tvorbe jajčne celice in kasnejšega sadnega seta, pri katerem kot promotorski element posredujejo avksini.

Paradižnikovo sadje. Vir: pixabay.com

Med razvojem sadja endosperm zagotavlja avksine, potrebne za prvo stopnjo rasti. Nato zarodek zagotavlja avksine, potrebne za poznejše faze rasti sadja.

Delitev in diferenciacija celic

Znanstveni dokazi so dokazali, da avksini uravnavajo delitev celic v kambiju, kjer pride do diferenciacije vaskularnih tkiv.

Dejansko testi kažejo, da višja kot je količina avksina (IAA), tvori se bolj prevodno tkivo, zlasti ksilem.

Prijave

Na komercialni ravni se avksini uporabljajo kot regulatorji rasti, tako na terenu kot v biotehnoloških preskusih. Uporabljene v nizkih koncentracijah spreminjajo normalen razvoj rastlin, povečajo produktivnost, kakovost pridelka in letine.

Uporaba avksinov. Vir: pixabay.com

Nadzorovane aplikacije pri vzpostavljanju kulture favorizirajo rast celic in širjenje glavnih in naključnih korenin. Poleg tega koristijo cvetenju in razvoju plodov, preprečujejo padanje listov, cvetov in plodov.

Na poskusni ravni se avksini uporabljajo za pridelavo plodov v semenih, za zadrževanje plodov do zorenja ali kot herbicidi. Na biomedicinski ravni so jih uporabili pri reprogramiranju somatskih celic v matične celice.

Reference

1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Homeksida Auxin in njen pomen za razvoj Arabidopsis Thaliana. Časopis za biokemijsko izobraževanje, 33 (1), 13–22.
2. Gómez Cadenas Aurelio in García Agustín Pilar (2006) Fitohormoni: metabolizem in način delovanja. Castelló de la Plana: Publishc de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán, M., in Casaretto, J. (2006). Hormoni in regulatorji rasti: avksini, gibberellini in citokinini. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (ur.). Fiziologija rastlin, 1-28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) Rastlinski hormoni. Hiperteksti območja biologije. Dostopno na: biologia.edu.ar
5. Taiz, L., in Zeiger, E. (2007). Fiziologija rastlin (letnik 10). Univerza Jaume I.