AUKSĪNI: FUNKCIJAS, VEIDI, IETEKME UZ AUGIEM, PIELIETOJUMI - BIOLOĢIJA - 2025

The auxins ir grupa no augu hormoni, kas darbojas kā regulatori augšanas un attīstības augiem. Tās darbība ir saistīta ar faktoriem, kas stimulē augu augšanu, īpaši ar šūnu dalīšanos un pagarināšanu.

Šie fitohormoni ir sastopami visā augu valstībā, sākot no baktērijām, aļģēm un sēnītēm līdz augstākajiem augiem. No dabiski sastopamajiem auksīniem indoleetiķskābe (IAA) ir visizplatītākā, un to iegūst no aminoskābes L-triptofāna.

Auksīnu veicināta augu augšana Avots: pixabay.com

Augšanas regulatoru klātbūtni 20. gadsimta sākumā atklāja FW Went. Veicot testus ar auzu stādiem, viņš konstatēja augos augošas vielas, kas augos var pastāvēt.

Lai arī tie atrodas lielākajā daļā augu audu, visaugstākā koncentrācija ir ierobežota ar aktīvi augošiem audiem. Auxin sintēze parasti notiek virsotnēs meristems, maigas lapas un augļiem.

Stumbra apikālās meristemas ir jomas, kurās sintezēta IAA, diferenciāli sadaloties uz stumbra pamatnes. Lapās auksīna daudzums ir atkarīgs no audu vecuma, koncentrācija samazinās līdz ar lapotnes briedumu.

Kā augšanas regulatori tos plaši izmanto lauksaimnieki, lai paātrinātu izaugsmi vai veicinātu sakņu veidošanos. Pašlaik ir dažādi komerciāli produkti ar specifiskām funkcijām atkarībā no katras kultūras fizioloģiskajām un morfoloģiskajām vajadzībām.

Uzbūve

Auksīnus veido no fenola atvasināts indola gredzens un aromātiski gredzeni ar dubultā konjugētām saitēm. Patiesībā tiem ir bicikliska struktūra, kas sastāv no 5-oglekļa pirola un 6-oglekļa benzola.

Indolacetic acid (IAA) Avots: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Tas ir dīvaini Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben). , izmantojot Wikimedia Commons

Organiskais savienojums indols ir aromātiska molekula ar augstu nepastāvības pakāpi. Šī īpašība padara auksīna koncentrāciju augos atkarīgus no atlikumiem, kas savienojas ar dubulto gredzenu.

Funkcija

Būtībā, auksīni stimulē šūnu dalīšanos un pagarināšanos, un attiecīgi audu augšanu. Faktiski šie fitohormoni iejaucas dažādos augu attīstības procesos, daudzas reizes mijiedarbojoties ar citiem hormoniem.

• Viņi izraisa šūnu pagarināšanos, palielinot šūnas sienas plastiskumu.
• Tie izraisa meristematiskās virsotnes, koleoptiļu un kāta augšanu.
• Tie ierobežo galvenā vai taproota augšanu, stimulējot sekundāro un nejaušo sakņu veidošanos.
• Viņi veicina asinsvadu diferenciāciju.
• Viņi motivē apikālu dominanti.
• Ģeotropisma regulēšana: fototropisms, gravitropisms un tigmotropisms ar auksīnu sānu pārdali.
• Viņi aizkavē tādu augu orgānu kā lapu, ziedu un augļu izdalīšanos.
• Viņi motivē ziedu attīstību.
• Viņi atbalsta augļu attīstības regulēšanu.

Darbības mehānisms

Auksīniem ir īpašība palielināt šūnas sienas plastiskumu, lai sāktu pagarināšanas procesu. Kad šūnas siena mīkstina, šūna uzbriest un izplešas turgora spiediena dēļ.

Dīgļlapas. Avots: pixabay.com

Šajā sakarā meristematiskās šūnas absorbē lielu daudzumu ūdens, kas ietekmē virsotņu audu augšanu. Šo procesu nosaka parādība, ko sauc par "augšanu skābā vidē", kas izskaidro auksīnu darbību.

Šī parādība rodas, kad polisaharīdi un pektīni, kas veido šūnu sienu, mīkstina barotnes paskābināšanās dēļ. Celuloze, hemiceluloze un pektīns zaudē stingrību, kas atvieglo ūdens iekļūšanu šūnā.

Auksīnu loma šajā procesā ir izraisīt ūdeņraža jonu (H ⁺ ) apmaiņu pret šūnas sienu. Mehānismi, kas iejaucas šajā procesā, ir H-ATPāzes sūkņu aktivizēšana un jaunu H-ATPāžu sintēze.

• H-ATPāzes sūkņu aktivizēšana: Auksīni ir tieši iesaistīti protonu sūknēšanā no fermenta ar ATP iejaukšanos.
• Jaunu H- ATPāžu sintēze : Auksīniem ir spēja sintezēt protonu sūkņus šūnas sienā, veicinot mRNS, kas iedarbojas uz endoplazmatisko retikulumu, un Golgi aparātu, lai palielinātu protonu darbību šūnā.

Palielinoties ūdeņraža joniem (H ⁺ ), šūnas siena kļūst skāba, aktivizējot “ekspansīna” olbaltumvielas, kas iesaistītas šūnu augšanā. Expansins efektīvi darbojas pH diapazonā no 4,5 līdz 5,5.

Patiešām, polisaharīdi un celulozes mikrofibrilas zaudē stingrību, pateicoties to kausējošo ūdeņraža saišu pārrāvumam. Tā rezultātā šūna absorbē ūdeni un izplešas pēc izmēra, izpaudot "augšanu skābā vidē".

Veidi

• IAA vai indoleetiķskābe: dabiskas izcelsmes fitohormons, tas ir hormons, kas lielākā skaitā atrodams auga audos. Tas tiek sintezēts jauno audu līmenī, lapās, meristemās un gala pumpuros.
• IBA vai indola sviestskābe: plaša spektra dabiski sastopams fitohormons. Tas veicina dārzeņu un dekoratīvo augu sakņu attīstību, tāpat kā to izmantošana ļauj iegūt lielākus augļus.
• ANA vai naftalioetiķskābe: sintētiskas izcelsmes fitohormons, ko plaši izmanto lauksaimniecībā. To izmanto, lai izraisītu nejaušu sakņu augšanu spraudeņos, samazinātu augļu kritumu un stimulētu ziedēšanu.
• 2,4-D vai dihlorfenoksietiķskābe: sintētiskas hormonālas izcelsmes produkts, ko izmanto kā sistēmisku herbicīdu. To galvenokārt izmanto platlapju nezāļu apkarošanai.
• 2,4,5-T vai 2,4,4-5- trihlorfenoksietiķskābe: sintētiskas izcelsmes fitohormons, ko izmanto par pesticīdu. Pašlaik tā lietošana ir ierobežota, jo tā letāli ietekmē vidi, augus, dzīvniekus un cilvēku.

Ietekme uz augiem

Auksīni izraisa dažādas morfoloģiskas un fizioloģiskas izmaiņas, galvenokārt šūnu pagarināšanos, kas veicina kātu un sakņu pagarinājumu. Tāpat tas iejaucas apikālā dominēšanā, tropismā, lapu un ziedu abscisā un novecošanā, augļu attīstībā un šūnu diferenciācijā.

Šūnu pagarinājums

Augi aug, izmantojot divus secīgus procesus - šūnu dalīšanu un pagarināšanu. Šūnu dalīšana ļauj palielināt šūnu skaitu, un, pateicoties šūnu pagarināšanai, augs aug pēc izmēra.

Šūnu pagarinājums. Avots: pixabay.com

Auksīni ir iesaistīti šūnu sienas paskābināšanā, aktivizējot ATPāzes. Tādā veidā tiek palielināta ūdens un izšķīdušo vielu absorbcija, aktivizēti ekspansiņi un notiek šūnu pagarināšanās.

Apikāla dominance

Apikāls dominance ir korelācijas parādība, kurā galvenais pumpurs aug, kaitējot sānu pumpuriem. Auksīnu aktivitātei uz virsotnes augšanu jāpapildina ar fitohormona citokīna klātbūtni.

Patiešām, veģetatīvajā virsotnē notiek auksīnu sintēze, kas pēc tam piesaista citokīnus, kas saknē sintezēti virsotnes virzienā. Kad tiek sasniegta optimālā auksīna / citokīna koncentrācija, notiek šūnu dalīšanās un diferenciācija, kā arī apikālā meristema pagarināšanās

Fizioloģiskā iedarbība

Tropisms

Tropisms ir stublāju, zaru un sakņu virziena pieaugums, reaģējot uz stimuliem no apkārtējās vides. Faktiski šie stimuli ir saistīti ar gaismu, smagumu, mitrumu, vēju, ārēju kontaktu vai ķīmisku reakciju.

Fototropismu regulē auksīni, jo gaisma kavē to sintēzi šūnu līmenī. Tādā veidā stumbra apēnotā puse vairāk aug, un apgaismotais laukums ierobežo tā augšanu, liekoties gaismas virzienā.

Abscision un sensence

Abscisija ir lapu, ziedu un augļu krišana ārēju faktoru ietekmē, izraisot orgānu novecošanos. Šo procesu paātrina etilēna uzkrāšanās starp kātu un kātiņiem, veidojot abscisas zonu, kas izraisa atslāņošanos.

Nepārtraukta auksīnu kustība novērš orgānu atdalīšanos, aizkavējot lapu, ziedu un nenobriedušu augļu krišanu. Tās iedarbība ir vērsta uz etilēna, kas ir galvenais abscesa zonas veicinātājs, darbības kontroli.

Augļu attīstība

Auksīni tiek sintezēti ziedputekšņos, endospermā un sēklu embrijā. Pēc apputeksnēšanas veidojas olšūna un tam sekojošā augļu kopa, kurā auksīni iejaucas kā veicinošais elements.

Tomātu augļi. Avots: pixabay.com

Augļu attīstības laikā endosperma nodrošina auksīnus, kas nepieciešami pirmajai augšanas stadijai. Pēc tam embrijs nodrošina auksīnus, kas nepieciešami vēlākiem augļu augšanas posmiem.

Šūnu dalīšana un diferenciācija

Zinātniskie pierādījumi ir pierādījuši, ka auksīni regulē šūnu dalīšanos kambīzē, kur notiek asinsvadu audu diferenciācija.

Tiešām, testi rāda, ka jo lielāks ir auksīna (IAA) daudzums, jo vadošāki audi veidojas, īpaši ksilēma.

Lietojumprogrammas

Komerciālā līmenī auksīni tiek izmantoti kā augšanas regulatori gan uz lauka, gan biotehnoloģiskos testos. Lietojot zemā koncentrācijā, tie maina normālu augu attīstību, palielinot ražīgumu, ražas un ražas kvalitāti.

Auksīnu pielietošana. Avots: pixabay.com

Kontrolēti pielietojumi, izveidojot kultūru, veicina šūnu augšanu un galveno un nejaušo sakņu izplatīšanos. Turklāt tie dod labumu augļu ziedēšanai un attīstībai, novēršot lapu, ziedu un augļu krišanu.

Eksperimentālā līmenī auksīnus izmanto augļu ražošanai sēklās, augļu turēšanai līdz nogatavošanās brīdim vai kā herbicīdus. Biomedicīnas līmenī tās ir izmantotas somatisko šūnu pārplānošanā cilmes šūnās.

Atsauces

1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Auxin homeostāze un tās nozīme Arabidopsis Thaliana attīstībā. Journal of Biochemical Education, 33. (1), 13. – 22.
2. Gómez Cadenas Aurelio un García Agustín Pilar (2006) Fitohormoni: metabolisms un darbības veids. Castelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán, M., un Casaretto, J. (2006). Hormoni un augšanas regulatori: auksīni, giberellīni un citokinīni. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (red.). Augu fizioloģija, 1.-28.
4. Marassi Maria Antonija (2007) dārzeņu hormoni. Bioloģijas zonas hiperteksti. Pieejams vietnē: biologia.edu.ar
5. Taizs, L., un Zeigers, E. (2007). Augu fizioloģija (10. sēj.). Jaume I. universitāte