Auxinas-functies, werkingsmechanisme, typen, effecten op planten, toepassingen



de auxine Ze zijn een groep plantenhormonen die als regulator van de groei en ontwikkeling van planten werken. De functie is gerelateerd aan de factoren die de plantengroei stimuleren, met name celdeling en verlenging.

Deze fytohormonen worden overal in het plantenrijk gevonden, van bacteriën, algen en schimmels tot hogere planten. Van de auxines van natuurlijke oorsprong, indoleacetic zuur (IAA) is de meest voorkomende en is afgeleid van het aminozuur L-tryptofaan.

De aanwezigheid van groeiregulatoren werd aan het begin van de 20e eeuw ontdekt door F. W. Went. Door middel van proeven met haver zaailingen vastgesteld de mogelijkheid van het bestaan ​​van stoffen die de groei in planten regelen.

Hoewel ze zich in de meeste plantenweefsels bevinden, is de hoogste concentratie beperkt tot actief groeiende weefsels. De synthese van auxines komt in het algemeen voor in de apicale meristemen, zachte bladeren en ontwikkelende vruchten.

De apicale meristemen van de stengel zijn de gebieden waar de AIA wordt gesynthetiseerd, differentieel distribuerend naar de basis van de stengel. In de bladeren hangt de hoeveelheid auxine af van de ouderdom van het weefsel, waardoor de concentratie afneemt met bladrijping.

Als groeiregulatoren worden ze veel gebruikt door boeren om de groei te versnellen of het rooten te bevorderen. Momenteel zijn er verschillende commerciële producten met specifieke functies, afhankelijk van de fysiologische en morfologische behoeften van elk gewas.

index

  • 1 structuur
  • 2 functie
  • 3 Werkingsmechanisme
  • 4 soorten
  • 5 Effecten op planten
    • 5.1 Celverlenging
    • 5.2 Apicale dominantie
  • 6 Fysiologische effecten
    • 6.1 Tropisme
    • 6.2 Afbreken en senescentie
    • 6.3 Fruitontwikkeling
    • 6.4 Divisie en cellulaire differentiatie
  • 7 Toepassingen
  • 8 Referenties

structuur

De auxines zijn samengesteld uit een indoolring afgeleid van fenol en aromatische ringen met dubbele geconjugeerde bindingen. In feite hebben ze een bicyclische structuur gevormd door een 5-koolstofpyrrool en een 6-koolstofbenzeen.

De indool organische verbinding is een aromatisch molecuul met een hoge mate van vluchtigheid. Dit kenmerk maakt de concentratie van auxines in de planten afhankelijk van de residuen die aan de dubbele ring zijn gekoppeld.

functie

In wezen stimuleren auxines celdeling en verlenging, en bijgevolg weefselgroei. In feite grijpen deze fytohormonen in bij verschillende processen van plantontwikkeling, vaak in wisselwerking met andere hormonen.

  • Veroorzaakt cellulaire verlenging door toename van de plasticiteit van een celwand.
  • Ze veroorzaken de groei van de meristematische apex, de coleoptiles en de stengel.
  • Beperk de groei van de hoofd- of zwenkwortel en stimuleer de vorming van secundaire en onvoorziene wortels.
  • Bevorder vasculaire differentiatie.
  • Motiveer apicale dominantie.
  • Regulatie van geotropisme: fototropisme, gravitropisme en tigmotropisme door laterale herverdeling van auxines.
  • Ze vertragen het absciëren van plantorganen zoals bladeren, bloemen en fruit.
  • Motiveer de bloemenontwikkeling.
  • Ze geven de voorkeur aan de regulering van de fruitontwikkeling.

Werkingsmechanisme

Auxins hebben de eigenschap de plasticiteit van de celwand te vergroten om het verlengingsproces in te leiden. Wanneer de celwand zachter wordt, zwelt de cel op en breidt deze uit vanwege de druk van de turgor.

In dit opzicht absorberen meristematische cellen grote hoeveelheden water, wat de groei van apicale weefsels beïnvloedt. Dit proces wordt bepaald door een fenomeen dat "groei in zuur milieu" wordt genoemd, wat de activiteit van auxines verklaart.

Dit verschijnsel doet zich voor wanneer de polysacchariden en pectinen die de celwand vormen verzachten vanwege de verzuring van het medium. Cellulose, hemicellulose en pectine verliezen hun stijfheid, wat het binnendringen van water in de cel vergemakkelijkt.

De functie van de auxines in dit proces is het induceren van de uitwisseling van waterstofionen (H.+) naar de celwand. De mechanismen die bij dit proces zijn betrokken, zijn de activering van de H-ATPase-pompen en de synthese van nieuwe H-ATPasen..

  • Activering van de H-ATPase pompen: De auxines grijpen direct in bij het pompen van protonen van het enzym, met tussenkomst van de ATP.
  • Synthese van nieuwe H-ATPasen: Auxins hebben het vermogen om protonpompen in de celwand te synthetiseren, en bevorderen de ARMm die werkt op het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat om de celwandprotonactiviteit te verhogen.

Door het verhogen van de waterstofionen (H.+) de celwand wordt aangezuurd, waarbij de "expansine" -eiwitten die betrokken zijn bij celgroei worden geactiveerd. Expansins werken efficiënt in pH-waarden tussen 4,5 en 5,5.

Inderdaad verliezen polysacchariden en cellulosemicrofibrillen hun stijfheid als gevolg van het breken van de waterstofbruggen die ze smelten. Dientengevolge absorbeert de cel water en breidt zich uit in grootte, hetgeen het fenomeen van "groei in zuur milieu" manifesteert..

type

  • AIA of indoleacetic zuur: Fytohormoon van natuurlijke oorsprong, is het hormoon dat in grotere hoeveelheden wordt aangetroffen in de weefsels van de plant. Het wordt gesynthetiseerd op het niveau van de jonge weefsels, in de bladeren, meristeem en terminale knoppen.
  • AIB of indol-boterzuur: fytohormoon van natuurlijke oorsprong met een breed spectrum. Het draagt ​​bij tot de ontwikkeling van wortels in groenten en sierplanten, evenals het gebruik ervan om grotere vruchten te verkrijgen.
  • ANA of naftaleenazijnzuur: synthetisch plantenhormoon veel gebruikt in de landbouw. Het wordt gebruikt om de groei van onvoorziene wortels in stekken te induceren, de val van vruchten te verminderen en de bloei te stimuleren.
  • 2,4-D of dichloorfenoxyazijnzuur: product van synthetische hormonale oorsprong dat wordt gebruikt als een systemisch herbicide. Het wordt voornamelijk gebruikt om breedbladige onkruiden te bestrijden.
  • 2,4,5-T of 2, 4, 5-trichloorfenoxyazijnzuur: fytohormoon van synthetische oorsprong dat als pesticide wordt gebruikt. Momenteel is het gebruik ervan beperkt vanwege de dodelijke effecten op het milieu, planten, dieren en de mens.

Effecten op planten

De auxines induceren verschillende morfologische en fysiologische veranderingen, voornamelijk de cellulaire verlenging die de verlenging van stengels en wortels bevordert. Evenzo intervenieert het in apicale dominantie, tropisme, abscissie en senescentie van bladeren en bloemen, vruchtontwikkeling en celdifferentiatie.

Cel verlenging

Planten groeien door twee opeenvolgende processen, celdeling en rek. Door celdeling kan het aantal cellen toenemen en door celelongatie groeit de plant in omvang.

Auxins interveniëren in de verzuring van de celwand door de activering van ATPasen. Op deze manier wordt de absorptie van water en opgeloste stoffen verhoogd, worden de expansinen geactiveerd en vindt er celelongatie plaats.

Apicale dominantie

De apicale dominantie is het fenomeen van correlatie waarbij de hoofdknop groeit ten koste van de laterale knoppen. De activiteit van auxines op apicale groei moet gepaard gaan met de aanwezigheid van het cytokine-fytohormon.

Inderdaad, in de vegetatieve apex synthese van auxines optreedt die vervolgens aantrekken cytokines gesynthetiseerd in de wortels naar de top. Wanneer de optimale concentratie tussen auxines / cytokine wordt bereikt, vindt celdeling en differentiatie plaats, en later verlenging van het apicale meristeem

Fysiologische effecten

tropisme

Tropisme is de gerichte groei van stengels, takken en wortels als reactie op een stimulus vanuit de omgeving. In feite zijn deze stimuli gerelateerd aan licht, zwaartekracht, vochtigheid, wind, een extern contact of een chemische respons.

Fototropisme wordt gemodereerd door auxines, omdat licht de synthese ervan op cellulair niveau remt. Op deze manier groeit de schaduwzijde van de stengel en beperkt het verlichte gebied zijn groeiende buiging naar het licht.

Abscissie en senescentie

De abscissie is de val van bladeren, bloemen en vruchten als gevolg van externe factoren, die de veroudering van de organen veroorzaken. Dit proces wordt versneld door de opeenhoping van ethyleen tussen de stengel en de bladsteel, en vormt een abscissiezone die leidt tot onthechting.

De continue beweging van de auxins voorkomt het abscissie van de organen, waardoor de val van bladeren, bloemen en onrijpe vruchten worden vertraagd. Het effect ervan is gericht op het regelen van de werking van ethyleen, de belangrijkste promotor van de abscission-zone.

Ontwikkeling van de vruchten

De auxines worden gesynthetiseerd in het stuifmeel, het endosperm en in het embryo van de zaden. Na de bestuiving vindt de vorming van de eicel en de daaropvolgende vruchtzetting plaats, waarbij de auxinen als een promotorelement ingrijpen.

Tijdens de ontwikkeling van het fruit, verschaft het endosperm de auxines die nodig zijn voor de eerste groeifase. Vervolgens voorziet het embryo in de auxines die nodig zijn voor de volgende stadia van de fruitgroei.

Afdeling en cellulaire differentiatie

Wetenschappelijk bewijs heeft aangetoond dat auxines de celdeling in het cambium reguleren waar differentiatie van vasculaire weefsels optreedt.

Het bewijs toont zelfs aan dat hoe groter de hoeveelheid auxine (AIA), hoe meer geleidend weefsel wordt gevormd, vooral xyleem..

toepassingen

Op commercieel niveau worden auxines gebruikt als groeiregulatoren, zowel in het veld als in biotechnologische proeven. Gebruikt in lage concentraties wijzigen de normale ontwikkeling van planten, waardoor de productiviteit, gewaskwaliteit en oogst toenemen.

Gecontroleerde toepassingen op het moment dat een gewas de celgroei bevordert en de proliferatie van hoofd- en onvoorziene wortels. Bovendien profiteren ze van de bloei en de ontwikkeling van het fruit, waardoor de bladeren, bloemen en vruchten vallen.

Op het experimentele niveau worden auxines gebruikt om fruit te produceren, zijn zaden, grijpen de vruchten tot rijpheid of als herbiciden. Op biomedisch niveau zijn ze gebruikt bij het herprogrammeren van somatische cellen in stamcellen.

referenties

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E.R., & Gutiérrez, C. (2014). Homeostase van de Auxins en het belang ervan in de ontwikkeling van Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio en García Agustín Pilar (2006) Fytohormonen: metabolisme en werkingsmechanisme. Castelló de la Plana: Publicaties van de Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormonen en groeiregelaars: auxines, gibberellines en cytokinines. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Plantenfysiologie, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Plantaardige hormonen. Hyperteksten van het biologiegebied. Beschikbaar bij: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Plantenfysiologie (deel 10). Universitat Jaume I.