AUXINE: FUNCȚII, TIPURI, EFECTE ASUPRA PLANTELOR, APLICAȚII - BIOLOGIE - 2025

Cele auxinelor sunt un grup de hormoni de plante care acționează ca regulatori de creștere și dezvoltare a plantelor. Funcția sa este legată de factorii care stimulează creșterea plantelor, în special diviziunea și alungirea celulelor.

Aceste fitohormoni se găsesc în întregul regat al plantelor, de la bacterii, alge și ciuperci, până la plante superioare. Dintre auxinele naturale, acidul indoleacetic (IAA) este cel mai frecvent și este derivat din aminoacidul L-triptofan.

Creșterea plantelor promovată de auxine Sursa: pixabay.com

Prezența regulatoarelor de creștere a fost descoperită la începutul secolului XX de către FW Went. Prin teste cu răsaduri de ovăz, el a stabilit posibilitatea existenței substanțelor reglatoare de creștere din plante.

Deși sunt localizate în majoritatea țesuturilor vegetale, concentrația cea mai mare este limitată la țesuturile în creștere activă. Sinteza Auxinei apare în general în meristemele apicale, frunzele fragede și fructele în curs de dezvoltare.

Meristemele apicale ale tulpinii sunt zonele în care IAA este sintetizată, distribuindu-se diferit la baza tulpinii. În frunze, cantitatea de auxină depinde de vârsta țesutului, concentrația scăzând odată cu maturitatea foliară.

Ca regulatori de creștere, aceștia sunt utilizați pe scară largă de către fermieri pentru a accelera creșterea sau a promova înrădăcinarea. În prezent există diferite produse comerciale cu funcții specifice în funcție de nevoile fiziologice și morfologice ale fiecărei culturi.

Structura

Auxinele sunt compuse dintr-un inel indol derivat din fenol și inele aromatice cu legături duble conjugate. De fapt, au o structură biciclică formată dintr-un pirol cu ​​5 carbon și o benzenă cu 6 carbon.

Acid indolacetic (IAA) Sursa: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Forma angegeben. Este ciudat Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben). , prin Wikimedia Commons

Compusul organic indol este o moleculă aromatică cu un grad ridicat de volatilitate. Această caracteristică face ca concentrația de auxină din plante să depindă de reziduurile care se cuplă cu inelul dublu.

Funcţie

În esență, auxinele stimulează diviziunea și alungirea celulelor și, prin urmare, creșterea țesuturilor. De fapt, aceste fitohormone intervin în diferite procese de dezvoltare a plantelor, interacționând de multe ori cu alți hormoni.

• Ele induc alungirea celulelor prin creșterea plasticității peretelui celular.
• Ele provoacă creșterea apexului meristematic, a coleoptilelor și a tulpinii.
• Acestea restricționează creșterea principalului sau taprootului, stimulând formarea de rădăcini secundare și adventive.
• Ele promovează diferențierea vasculară.
• Motivează dominația apicală.
• Reglarea geotropismului: fototropism, gravitropism și thigmotropism prin redistribuirea laterală a auxinelor.
• Întârzie abscția organelor vegetale, cum ar fi frunzele, florile și fructele.
• Ele motivează dezvoltarea florilor.
• Acestea favorizează reglementarea dezvoltării fructelor.

Mecanism de acțiune

Auxinele au proprietatea de a crește plasticitatea peretelui celular pentru a iniția procesul de alungire. Când peretele celular se înmoaie, celula se umflă și se extinde din cauza presiunii turgor.

Cotiledoane. Sursa: pixabay.com

În acest sens, celulele meristematice absorb cantități mari de apă, ceea ce afectează creșterea țesuturilor apicale. Acest proces este determinat de un fenomen numit „creștere într-un mediu acid”, care explică activitatea auxinelor.

Acest fenomen apare atunci când polizaharidele și pectinele care alcătuiesc peretele celular se înmoaie datorită acidificării mediului. Celuloza, hemiceluloza și pectina își pierd rigiditatea, ceea ce facilitează intrarea apei în celulă.

Rolul auxinelor în acest proces este de a induce schimbul de ioni de hidrogen (H ⁺ ) către peretele celular. Mecanismele care intervin în acest proces sunt activarea pompelor H-ATPaze și sinteza noilor H-ATPaze.

• Activarea pompelor H-ATPaze: Auxinele sunt implicate direct în pomparea protonilor din enzimă, cu intervenția ATP.
• Sinteza noilor H-ATPaze: Auxinele au capacitatea de a sintetiza pompele de protoni în peretele celular, promovând ARNm care acționează asupra reticulului endoplasmatic și aparatul Golgi pentru a crește activitatea protonantă în peretele celular.

Pe măsură ce ionii de hidrogen (H ⁺ ) cresc, peretele celular devine acid, activând proteinele „expansină” implicate în creșterea celulelor. Expansinele funcționează eficient în valori de pH cuprinse între 4,5 și 5,5.

Într-adevăr, polizaharidele și microfibrilele celulozice își pierd rigiditatea datorită descompunerii legăturilor de hidrogen care le fuzionează. Drept urmare, celula absoarbe apa și se extinde ca mărime, manifestând fenomenul de „creștere în mediu acid”.

Tipuri

• IAA sau acidul indoleacetic: fitohormona de origine naturală, este hormonul care se găsește în cantitate mai mare în țesuturile plantei. Este sintetizat la nivelul țesuturilor tinere, în frunze, meristeme și muguri terminali.
• IBA sau Acid butiric Indol: fitohormon cu spectru larg. Contribuie la dezvoltarea rădăcinilor din legume și plante ornamentale, de asemenea, utilizarea sa permite obținerea de fructe mai mari.
• ANA sau acid naftalenacetic: fitohormona de origine sintetică utilizată pe scară largă în agricultură. Se folosește pentru a induce creșterea rădăcinilor aventuroase la butași, reduce scăderea fructelor și stimulează înflorirea.
• Acidul 2,4-D sau clorofenoxiacetic: produs de origine hormonală sintetică utilizat ca erbicid sistemic. Este folosit în principal pentru combaterea buruienilor cu frunze largi.
• Acid trichlorofenoxiacetic 2,4,5-T sau 2, 4, 5-: fitohormonă de origine sintetică folosită ca pesticid. În prezent, utilizarea sa este restricționată datorită efectelor sale letale asupra mediului, plantelor, animalelor și omului.

Efecte asupra plantelor

Auxinele induc modificări morfologice și fiziologice diferite, în principal alungirea celulelor care favorizează alungirea tulpinilor și rădăcinilor. La fel, intervine în dominația apicală, tropismul, absența și senescența frunzelor și florilor, dezvoltarea fructelor și diferențierea celulelor.

Alungirea celulelor

Plantele cresc prin două procese succesive, diviziunea celulară și alungirea. Diviziunea celulară permite creșterea numărului de celule, iar prin alungirea celulelor planta crește ca mărime.

Alungirea celulelor. Sursa: pixabay.com

Auxinele sunt implicate în acidifierea peretelui celular prin activarea ATPazelor. În acest fel, absorbția apei și a solutelor este crescută, expansinele sunt activate și are loc alungirea celulelor.

Dominația apicală

Dominanța apicală este fenomenul de corelație în care mugurele principal crește în detrimentul mugurilor laterali. Activitatea auxinelor la creșterea apicală trebuie să fie însoțită de prezența citokinei fitohormonice.

Într-adevăr, în apexul vegetativ are loc sinteza auxinelor care atrag ulterior citokinele sintetizate în rădăcini către vârf. Atunci când este atinsă concentrația optimă de auxină / citokină, are loc divizarea și diferențierea celulelor și alungirea ulterioară a meristemului apical

Efecte fiziologice

tropism

Tropismul este creșterea direcțională a tulpinilor, ramurilor și rădăcinilor ca răspuns la un stimul din mediul înconjurător. De fapt, acești stimuli sunt legați de lumină, gravitație, umiditate, vânt, un contact extern sau un răspuns chimic.

Fototropismul este moderat de auxine, deoarece lumina inhibă sinteza lor la nivel celular. În acest fel, partea umbrită a tulpinii crește mai mult, iar zona iluminată își limitează creșterea curbând spre lumină.

Acizia și senescența

Absolvirea este căderea frunzelor, florilor și fructelor din cauza unor factori externi, determinând senescența organelor. Acest proces este accelerat prin acumularea de etilenă între tulpină și pețiol, formând o zonă de absciere care induce detașarea.

Mișcarea continuă a auxinelor previne abscția organelor, întârzie căderea frunzelor, florilor și fructelor imature. Efectul său vizează controlul acțiunii etilenei, care este principalul promotor al zonei de absciere.

Dezvoltarea fructelor

Auxinele sunt sintetizate în polen, endosperm și în embrionul semințelor. După polenizare, are loc formarea ovulului și a setului de fructe ulterioare, unde intervin auxine ca element promotor.

Fructe de tomate. Sursa: pixabay.com

În timpul dezvoltării fructelor, endospermul oferă asinele necesare pentru prima etapă de creștere. Ulterior, embrionul oferă auxinele necesare pentru etapele ulterioare ale creșterii fructelor.

Divizarea și diferențierea celulelor

Dovezile științifice au dovedit că auxinele reglează diviziunea celulară în cambium unde are loc diferențierea țesuturilor vasculare.

Într-adevăr, testele arată că, cu cât este mai mare cantitatea de auxină (IAA), cu atât se formează mai mult țesut conductiv, în special xilem.

Aplicații

La nivel comercial, auxinele sunt utilizate ca regulatori de creștere, atât în ​​teren, cât și în testele biotehnologice. Folosite în concentrații scăzute, acestea modifică dezvoltarea normală a plantelor, crescând productivitatea, calitatea culturii și recolta.

Aplicarea auxinelor. Sursa: pixabay.com

Aplicațiile controlate atunci când se stabilește o cultură favorizează creșterea celulelor și proliferarea rădăcinilor principale și aventuroase. În plus, acestea beneficiază de înflorirea și dezvoltarea fructelor, prevenind căderea frunzelor, florilor și fructelor.

La nivel experimental, auxinele sunt utilizate pentru a produce fructe în semințe, pentru a ține fructele până la copt sau ca erbicide. La nivel biomedical, au fost utilizate în reprogramarea celulelor somatice în celule stem.

Referințe

1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Homeostazia Auxin și importanța sa în dezvoltarea Arabidopsis Thaliana. Journal of Biochemical Education, 33 (1), 13-22.
2. Gómez Cadenas Aurelio și García Agustín Pilar (2006) Fitohormonii: metabolism și modul de acțiune. Castelló de la Plana: Publications de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormoni și regulatori de creștere: auxine, giberereline și citokinine. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fiziologia plantelor, 1-28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) Hormoni vegetali. Hipertextele zonei de biologie. Disponibil la adresa: biologia.edu.ar
5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fiziologia plantelor (vol. 10). Universitatea Jaume I.