AUXINOK: FUNKCIÓK, TÍPUSOK, NÖVÉNYEKRE GYAKOROLT ​​HATÁS, ALKALMAZÁSOK - BIOLÓGIA - 2026

Az auxinok olyan növényi hormonok egy csoportja, amelyek a növények növekedésének és fejlődésének szabályozói. Funkciója a növényi növekedést serkentő tényezőkhöz kapcsolódik, nevezetesen a sejtosztódáshoz és a megnyúláshoz.

Ezek a fitohormonok a növényzet egész területén megtalálhatók, a baktériumoktól, algáktól és gombáktól a magasabb növényekig. A természetben előforduló auxinok közül az indolecetsav (IAA) a leggyakoribb, és az L-triptofán aminosavból származik.

Az auxinok által támogatott növénynövekedés Forrás: pixabay.com

A növekedés-szabályozók jelenlétét a 20. század elején fedezte fel az FW Went. A zab palántákkal végzett vizsgálatok révén megállapította a növényekben a növekedést szabályozó anyagok fennállásának lehetőségét.

Noha a legtöbb növényi szövetben megtalálhatók, a legnagyobb koncentráció az aktívan növekvő szövetekre korlátozódik. Az Auxin szintézis általában apikális merisztémákban, gyengéd levelekben és fejlődő gyümölcsökben fordul elő.

A szár apikális merisztémái azok a területek, ahol az IAA szintetizálódik, differenciálisan eloszlva a szár aljára. A levelekben az auxin mennyisége a szövet életkorától függ, a koncentráció a levél érettségével csökken.

Növekedésszabályozóként ezeket a gazdák széles körben használják a növekedés felgyorsítására vagy a gyökérzet elősegítésére. Jelenleg különféle kereskedelmi termékek vannak, amelyeknek speciális funkciói vannak, az egyes növények fiziológiai és morfológiai igényeitől függően.

Szerkezet

Az Auxinok egy fenolból származó indolgyűrűből és kettős konjugált kötésű aromás gyűrűkből állnak. Valójában biciklusos szerkezetük 5-szén-pirrolból és 6-szén-benzolból áll.

Indolacecetsav (IAA) Forrás: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Ez furcsa Ayacop és az Autor angenommen (alapvető fontosságú név Rechteinhaber-Angaben)., a Wikimedia Commonson keresztül

Az indol szerves vegyülete egy aromás molekula, amely magas illékonysággal rendelkezik. Ez a tulajdonság a növények auxinkoncentrációját a kettős gyűrűhöz kapcsolódó maradékoktól függ.

Funkció

Alapvetően az auxinok stimulálják a sejtosztódást és megnyúlást, és ennek következtében a szövet növekedését. Valójában ezek a fitohormonok beavatkoznak a növény fejlődésének különféle folyamataiba, sokszor kölcsönhatásba lépnek más hormonokkal.

• A sejtfal rugalmasságának növelésével indukálják a sejtek megnyúlását.
• Ezek elősegítik a merisztatikus csúcs, a coleoptillek és a szár növekedését.
• Korlátozza a fő vagy a taproot növekedését, serkenti a másodlagos és véletlenszerű gyökerek kialakulását.
• Elősegítik az érrendszer differenciálódását.
• Motiválják az apikális dominanciát.
• A geotropizmus szabályozása: fototropizmus, gravitropizmus és tigmotropizmus az auxinok oldalirányú újraelosztása révén.
• Késleltetik a növényi szervek, például levelek, virágok és gyümölcsök elszakadását.
• Motiválják a virág fejlődését.
• Előnyösek a gyümölcsfejlesztés szabályozása.

A cselekvés mechanizmusa

Az Auxinek tulajdonsága, hogy növelik a sejtfal plaszticitását, hogy megindítsák a megnyúlási folyamatot. Amikor a cella fala meglágyul, a cella duzzad és tágul a turgor nyomás miatt.

A sziklevelek. Forrás: pixabay.com

Ebben a tekintetben a merisztatikus sejtek nagymennyiségű vizet abszorbeálnak, ami befolyásolja a csúcsos szövetek növekedését. Ezt a folyamatot egy savas közegben történő növekedésnek nevezett jelenség határozza meg, amely magyarázza az auxinok aktivitását.

Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a sejtfalat alkotó poliszacharidok és pektinek lágyulnak a közeg megsavanyodása miatt. A cellulóz, a hemicellulóz és a pektin elveszíti merevségét, ami megkönnyíti a víz belépését a sejtbe.

Az auxinok szerepe ebben a folyamatban az, hogy elősegítsék a hidrogénionok (H ⁺) cseréjét a sejtfal felé. A folyamatba beavatkozó mechanizmusok a H-ATPáz szivattyúk aktiválása és az új H-ATPázok szintézise.

• A H-ATPáz szivattyúk aktiválása: Az auxinok közvetlenül részt vesznek a protonok pumpálásában az enzimből, az ATP beavatkozásával.
• Új H- ATPázok szintézise : Az auxinok képesek protonpumpákat szintetizálni a sejtfalban, elősegítve az endoplazmatikus retikulumra ható mRNS-t és a Golgi készüléket, hogy növeljék a sejtfal protonáló aktivitását.

A hidrogénionok (H ⁺) növekedésével a sejtfal savassá válik, aktiválja a sejtnövekedésben részt vevő „expanszin” fehérjéket. Az Expansins hatékonyan működnek, ha a pH-érték 4,5 és 5,5 között van.

Valójában a poliszacharidok és a cellulóz mikrofibrillék elveszítik merevségüket az őket megolvasztó hidrogénkötések bomlásának köszönhetően. Ennek eredményeként a sejt felszívja a vizet és kiterjeszti a méretét, manifesztálva a "savas közegben történő növekedés" jelenségét.

típusai

• IAA vagy indolecetsav: természetes eredetű fitohormon, ez a hormon, amely nagyobb mennyiségben található meg a növényi szövetekben. Szintetizálódik a fiatal szövetek szintjén, a levelekben, a merisztémákban és a végbimbóban.
• IBA vagy indol vajsav: széles spektrumú, természetben előforduló fitohormon. Hozzájárul a zöldségfélék és a dísznövények gyökereinek fejlődéséhez, felhasználása lehetővé teszi nagyobb gyümölcsök előállítását.
• ANA vagy naftalenacetsav: szintetikus eredetű fitohormon, amelyet széles körben használnak a mezőgazdaságban. A véletlenszerű gyökér növekedésének indukálására dugványokban, a gyümölcscsepp csökkentésére és a virágzás stimulálására szolgál.
• 2,4-D vagy diklór-fenoxi-ecetsav: szintetikus hormon eredetű termék, amelyet szisztémás herbicidként használnak. Elsősorban a lombos gyomok elleni küzdelemre használják.
• 2,4,5-T vagy 2,4,4-triklór-fenoxi-ecetsav: szintetikus eredetű fitohormon, peszticidként felhasználva. Jelenleg használatát korlátozza a környezetre, a növényekre, az állatokra és az emberre gyakorolt ​​halálos hatása miatt.

A növényekre gyakorolt ​​hatás

Az Auxinok különböző morfológiai és fiziológiai változásokat indukálnak, elsősorban a sejtek meghosszabbodását, amely elősegíti a szár és a gyökér megnyúlását. Hasonlóképpen, beavatkozik az apikális dominanciába, a tropizmusba, a levelek és virágok abszorpciójába és öregedésébe, a gyümölcsfejlődésbe és a sejtek differenciálódásába.

Sejtek megnyúlása

A növények két egymást követő folyamaton, a sejtosztódáson és a megnyúláson keresztül növekednek. A sejtosztódás lehetővé teszi a sejtek számának növekedését, és a sejtek meghosszabbításával a növény mérete növekszik.

Sejtek megnyúlása. Forrás: pixabay.com

Az Auxinok az ATPázok aktiválása révén részt vesznek a sejtfal savanyításában. Ily módon növekszik a víz és az oldott anyagok abszorpciója, aktiválódnak az expanzinek és a sejtek meghosszabbodnak.

Apikális dominancia

Az apikális dominancia az a korrelációs jelenség, amelyben a főbimbó az oldalsó rügyek kárára nő. Az auxinok apikális növekedésre gyakorolt ​​hatását a fitohormon citokin jelenlétének kell kísérnie.

Valójában a vegetatív csúcsban az auxinok szintézise történik, amelyek később a gyökerekben szintetizált citokineket vonzzák a csúcs felé. Az optimális auxin / citokin koncentráció elérésekor megtörténik a sejtosztódás és differenciálódás, majd az apikális merisztéma meghosszabbodása

Élettani hatások

tropizmusuk

A tropizmus a szárok, ágak és gyökerek irányított növekedése a környezetből származó stimulusra adott válaszként. Valójában ezek az ingerek a fényhez, a gravitációhoz, a páratartalomhoz, a szélhez, a külső érintkezéshez vagy a kémiai válaszhoz kapcsolódnak.

A fototropizmust az auxinok mérséklik, mivel a fény gátolja ezek szintézisét sejtek szintjén. Ilyen módon a szár árnyékolt oldala tovább növekszik, és a megvilágított terület a fény felé hajlítva korlátozza növekedését.

Kiválasztás és öregedés

Az abszcisszió a levelek, virágok és gyümölcsök esése külső tényezők miatt, ami a szervek öregülését okozza. Ezt a folyamatot felgyorsítja az etilén felhalmozódása a szár és a lomb között, és ezáltal egy abszcissziós zónát képez, amely leválást idéz elő.

Az auxinok folyamatos mozgása megakadályozza a szervek kiürülését, késleltetve a levelek, virágok és éretlen gyümölcsök esését. Hatása az etilén, az abszcissziós zóna fő promoterének szabályozása.

Gyümölcsfejlesztés

Az auxineket pollenben, endospermben és a magok embriójában szintetizálják. A beporzás után megtörténik a petesejt és az azt követő gyümölcskészlet kialakulása, ahol az auxinok mint promoter elem beavatkoznak.

Paradicsom gyümölcsök. Forrás: pixabay.com

A gyümölcsfejlesztés során az endospermium biztosítja a növekedés első szakaszához szükséges auxinokat. Ezt követően az embrió biztosítja a gyümölcs növekedésének későbbi szakaszaihoz szükséges auxinokat.

Sejtosztódás és differenciálás

A tudományos bizonyítékok bebizonyították, hogy az auxinok szabályozzák a sejtmegosztást a kambiumban, ahol az érrendszeri szövetek differenciálódnak.

Valójában a tesztek azt mutatják, hogy minél nagyobb az auxin (IAA) mennyisége, annál vezetőképesebb szövet képződik, különösen a xylem.

Alkalmazások

Kereskedelmi szinten az auxineket növekedés-szabályozókként használják, mind a terepen, mind a biotechnológiai tesztek során. Alacsony koncentrációban felhasználva módosítják a növények normális fejlődését, növelik a termelékenységet, a növény és a betakarítás minőségét.

Auxinok alkalmazása. Forrás: pixabay.com

A tenyészet létrehozásakor az ellenőrzött alkalmazások elősegítik a sejtek növekedését és a fő és az esetleges gyökerek elterjedését. Ezenkívül elősegítik a gyümölcsök virágzását és fejlődését, megakadályozva a levelek, virágok és gyümölcsök esését.

Kísérleti szinten az auxineket gyümölcsök előállítására használják magban, a gyümölcsök érett állapotban tartására vagy gyomirtó szerként. Orvosbiológiai szinten felhasználták a szomatikus sejtek őssejtekké történő átprogramozásához.

Irodalom

1. Garay-Arroyo, A., Pa la Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, és Gutiérrez, C. (2014). Auxin homeosztázis és annak jelentősége az Arabidopsis Thaliana fejlődésében. Journal of Biochemical Education, 33. (1), 13–22.
2. Gómez Cadenas Aurelio és García Agustín Pilar (2006) Fitohormonok: anyagcsere és hatásmód. Castelló de la Plana: A Jaume I Universitat Publicacions, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán, M., és Casaretto, J. (2006). Hormonok és növekedést szabályozók: auxinok, gibberellinek és citokininek. Squeo, F, A. és Cardemil, L. (szerk.). Növényi fiziológia, 1–28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) növényi hormonok. A biológiai terület hipertekstei. Elérhető a következő címen: biologia.edu.ar
5. Taiz, L. és Zeiger, E. (2007). Növényi élettan (10. kötet). Jaume I. Egyetem