وظائف Auxinas ، وآلية العمل ، وأنواع ، والآثار على النباتات والتطبيقات

ال أوكسين إنها مجموعة من الهرمونات النباتية التي تعمل كمنظم لنمو وتطور النباتات. ترتبط وظيفتها بالعوامل التي تحفز نمو النبات ، وتحديدا انقسام الخلايا واستطالة.

تم العثور على هذه الهرمونات النباتية في جميع أنحاء المملكة النباتية ، من البكتيريا والطحالب والفطريات ، إلى النباتات العليا. من الأحماض ذات الأصل الطبيعي ، حمض الإندوليتيك (IAA) هو الأكثر شيوعًا وهو مشتق من الأحماض الأمينية L - التربتوفان.

تم اكتشاف وجود منظمات النمو في بداية القرن العشرين على يد ف. و. وينت. من خلال التجارب على الشتلات الشوفان أثبتت إمكانية وجود المواد التي تنظم النمو في النباتات.

على الرغم من وجودها في معظم الأنسجة النباتية ، إلا أن التركيز الأعلى يقتصر على الأنسجة النشطة النمو. يحدث تخليق auxins بشكل عام في meristems القمي وأوراق العطاء والفواكه النامية.

إن meristems القمي للساق هي المناطق التي يتم فيها تصنيع AIA ، وتوزع بشكل تفاضلي على قاعدة الساق. في الأوراق ، تعتمد كمية الأوكسين على عمر الأنسجة ، مما يقلل التركيز بنضوج الأوراق.

كمنظمين للنمو ، يستخدمهما المزارعون على نطاق واسع لتسريع وتيرة النمو أو التشجيع يوجد حاليا العديد من المنتجات التجارية ذات الوظائف المحددة حسب الاحتياجات الفسيولوجية والمورفولوجية لكل محصول.

مؤشر

• 1 هيكل
• 2 وظيفة
• 3 آلية العمل
• 4 أنواع
• 5 آثار على النباتات
  • 5.1 خلية استطالة
  • 5.2 هيمنة القمية
• 6 الآثار الفسيولوجية
  • 6.1 المدارية
  • 6.2 الإقصاء والشيخوخة
  • 6.3 تطور الفاكهة
  • 6.4 الانقسام والتمايز الخلوي
• 7 تطبيقات
• 8 المراجع

هيكل

تتكون الأوكسينات من حلقة الإندول المشتقة من الفينول ، والحلقات العطرية ذات الروابط المزدوجة. في الواقع ، لديهم بنية كمفينات مكونة من 5 بيرول كربون و 6 كربون بنزين.

مركب الإندول العضوي هو جزيء عطري ذو درجة عالية من التقلب. هذه الخاصية تجعل تركيز الأوكسينات في النباتات تعتمد على البقايا المقترنة بالحلقة المزدوجة.

وظيفة

تحفز auxins أساسًا انقسام الخلايا واستطالة ، وبالتالي نمو الأنسجة. في الواقع ، تتداخل هذه الهرمونات النباتية في عمليات تطوير النبات المختلفة ، وغالبًا ما تتفاعل مع الهرمونات الأخرى.

• حمل استطالة الخلوية عن طريق زيادة اللدونة لجدار الخلية.
• أنها تسبب نمو قمة meristematic ، coleoptiles والساق.
• تقييد نمو الجذر الرئيسي أو المحوري ، وحفز تشكيل جذور الثانوية والمغامرة.
• تعزيز التمايز الوعائي.
• تحفيز الهيمنة القمي.
• تنظيم الجاذبية الأرضية: الانجذابية الضوئية ، الجاذبية و tigmotropism من خلال إعادة التوزيع الجانبي للأكسينات.
• يؤخرون انقطاع الأعضاء النباتية مثل الأوراق والزهور والفواكه.
• تحفيز التنمية الأزهار.
• انهم يفضلون تنظيم التنمية الفاكهة.

آلية العمل

الأكسينات لها خاصية زيادة اللدونة في جدار الخلية لبدء عملية الاستطالة. عندما يلين جدار الخلية ، تتضخم الخلية وتتوسع بسبب ضغط التورم.

في هذا الصدد ، تمتص الخلايا البطيئة كميات كبيرة من الماء ، مما يؤثر على نمو الأنسجة القميية. يتم تحديد هذه العملية بواسطة ظاهرة تسمى "النمو في الوسط الحمضي" ، والتي تفسر نشاط الأكسينات.

تحدث هذه الظاهرة عندما تنخفض السكريات والبكتينات التي تشكل جدار الخلية بسبب تحمض الوسط. يُفقد السليلوز والهيمسلولوز والبكتين صلابتهم مما يسهل دخول الماء إلى الخلية.

وظيفة auxins في هذه العملية هي للحث على تبادل أيونات الهيدروجين (H⁺) نحو جدار الخلية. الآليات المشاركة في هذه العملية هي تفعيل مضخات H-ATPase وتوليف H-ATPases جديدة..

• تفعيل المضخات H-ATPase: تتدخل الأوكسينات مباشرة في ضخ بروتونات الإنزيم ، مع تدخل ATP.
• توليف H-ATPases الجديد: Auxins لديها القدرة على تجميع مضخات البروتون في جدار الخلية ، وتعزيز ARMm الذي يعمل على الشبكة الإندوبلازمية وجهاز Golgi لزيادة نشاط بروتون جدار الخلية.

عن طريق زيادة أيونات الهيدروجين (H⁺) يتم تحمض جدار الخلية ، وتفعيل البروتينات "expansin" المشاركة في نمو الخلية. Expansins تعمل بكفاءة في درجة الحموضة يتراوح بين 4.5 و 5.5.

في الواقع ، يفقد السكريات والميكروفيلات السليلوز الصلابة بسبب كسر روابط الهيدروجين التي تندمج بها. نتيجة لذلك تمتص الخلية الماء وتتوسع في الحجم ، مما يظهر ظاهرة "النمو في الوسط الحمضي".

نوع

• AIA أو حمض الإندوليتيك: الهرمونات النباتية ذات الأصل الطبيعي ، هي الهرمون الموجود بكميات أكبر في أنسجة النبات. يتم تصنيعه على مستوى الأنسجة الفتية ، في الأوراق ، والريستيمات والبراعم الطرفية.
• AIB أو حمض الإندول: هرمون نباتي من أصل طبيعي واسع الطيف. يساهم مع تطور الجذور في الخضروات ونباتات الزينة ، وبالمثل يسمح استخدامه للحصول على ثمار أكبر.
• حمض ANA أو حمض النفتالين: هرمون النبات الصناعي يستخدم على نطاق واسع في الزراعة. يتم استخدامه للحث على نمو الجذور المغامرة في القطع ، والحد من سقوط الفواكه وتحفيز الإزهار.
• 2-4-D أو حمض ثنائي كلوروفينوكسيتيك: المنتج من أصل هرموني الاصطناعية تستخدم مبيدات الأعشاب الجهازية. وهي تستخدم أساسا للسيطرة على الحشائش عريضة الأوراق.
• 2،4،5-T أو 2 ، 4 ، 5-الترايكلوروفينوكسيتيك حمض: هرمون نباتي من أصل اصطناعي يستخدم كمبيد للآفات. يتم حصر استخدامه حاليًا بسبب آثاره المميتة على البيئة والنباتات والحيوانات والإنسان.

الآثار على النباتات

تحفز الأكسينات تغيرات مورفولوجية وفسيولوجية مختلفة ، ولا سيما الاستطالة الخلوية التي تعزز إطالة السيقان والجذور. وبالمثل ، فإنه يتدخل في هيمنة القمي ، الاستوائية ، abscission وشيخوخة الأوراق والزهور ، وتنمية الفاكهة وتمايز الخلايا.

استطالة الخلية

تنمو النباتات من خلال عمليتين متتاليتين ، تقسيم الخلايا والاستطالة. يسمح تقسيم الخلايا بزيادة عدد الخلايا ، ومن خلال استطالة الخلية ينمو النبات في الحجم.

تتدخل الأكسينات في تحميض جدار الخلية من خلال تفعيل ATPases. وبهذه الطريقة يزداد امتصاص الماء والمواد المذابة ، ويتم تنشيط الامتدادات ويحدث استطالة الخلية.

هيمنة القمية

هيمنة القمي هي ظاهرة الارتباط التي ينمو فيها البرعم الرئيسي على حساب البراعم الجانبية. يجب أن يرافق نشاط الأوكسينات على نمو القمي وجود هرمون الفيتو الخلوي.

في الواقع ، يحدث تخليق للأوكسينات في قمة الخضرة مما يجذب السيتوكينات التي يتم تصنيعها في الجذور نحو القمة. عندما يتم الوصول إلى التركيز الأمثل بين auxins / cytokine ، يحدث انقسام الخلايا وتمايزها ، ثم تطول في وقت لاحق من meristem القمي

الآثار الفسيولوجية

مع الأجسام

Tropism هو النمو الاتجاهي للسيقان والفروع والجذور استجابة لحافز من البيئة. في الواقع ، ترتبط هذه المحفزات بالضوء والجاذبية والرطوبة والرياح والتلامس الخارجي أو الاستجابة الكيميائية.

يتم التحكم في الضوئية بواسطة auxins ، لأن الضوء يمنع تركيبه على المستوى الخلوي. وبهذه الطريقة ينمو الجانب المظلل من الجذع وتحد المنطقة المضيئة من تقويسها المتزايد نحو الضوء.

الفسخ والشيخوخة

الانقطاع هو سقوط الأوراق والزهور والفواكه بسبب عوامل خارجية ، مما تسبب في شيخوخة الأعضاء. يتم تسريع هذه العملية من خلال تراكم الإيثيلين بين الساق والبويولة ، مما يشكل منطقة انحراف تحفز الانفصال.

تمنع الحركة المستمرة للأوكسينات انقطاع الأعضاء ، مما يؤخر سقوط الأوراق والأزهار والفواكه غير الناضجة. يهدف تأثيره إلى التحكم في عمل الإيثيلين ، وهو المروج الرئيسي لمنطقة الإبعاد.

تطور الثمار

يتم تصنيع الأوكسينات في حبوب اللقاح ، السويداء وفي جنين البذور. بعد التلقيح ، يتم تشكيل البويضة وإعداد الفاكهة اللاحق ، حيث تتدخل الأكواخ كعنصر مروج.

أثناء تطوير الثمرة ، يوفر الإندوسبيرم الأوكسينات اللازمة للمرحلة الأولى من النمو. بعد ذلك يوفر الجنين الأوكسينات اللازمة للمراحل اللاحقة من نمو الفاكهة.

الانقسام والتمايز الخلوي

أظهرت الدلائل العلمية أن الأكسينات تنظم انقسام الخلايا في الكامبيوم حيث يحدث تمايز في الأنسجة الوعائية.

في الواقع ، تشير الأدلة إلى أنه كلما زادت كمية الأكسين (AIA) ، يتشكل النسيج الأكثر موصلة ، وخاصة النسيج الخشبي..

تطبيقات

على المستوى التجاري ، يتم استخدام auxins كمنظم للنمو ، سواء في الحقل أو في تجارب التكنولوجيا الحيوية. المستخدمة في تركيزات منخفضة تعديل التطور الطبيعي للنباتات ، وزيادة الإنتاجية وجودة المحاصيل والحصاد.

التطبيقات الخاضعة للرقابة في وقت إنشاء محصول صالح نمو الخلايا وانتشار الجذور الرئيسية والمغامرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تستفيد من ازدهار وتطور الفواكه ، ومنع سقوط الأوراق والأزهار والفواكه.

على المستوى التجريبي ، تُستخدم الأوكسينات لإنتاج الثمار وهي البذور ، وفهم الثمار حتى النضج أو كمبيدات الأعشاب. على المستوى الطبي الحيوي ، تم استخدامها في إعادة برمجة الخلايا الجسدية في الخلايا الجذعية.

مراجع

1. Garay-Arroyo، A.، de la Paz Sánchez، M.، García-Ponce، B.، arelvarez-Buylla، E. R.، & Gutiérrez، C. (2014). التوازن في الأوكسينات وأهميتها في تطور أرابيدوبسيس ثاليانا. مجلة التربية الكيميائية الحيوية ، 33 (1) ، 13-22.
2. غوميز كاديناس أوريليو وغارسيا أغوستين بيلار (2006) الهرمونات النباتية: التمثيل الغذائي وطريقة العمل. Castelló de la Plana: منشورات الجامعة Jaume I ، DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordán، M.، & Casaretto، J. (2006). الهرمونات ومنظمات النمو: أوكسين ، جبريلين وسيتوكينين. Squeo، F، A.، & Cardemil، L. (eds.). فسيولوجيا النبات ، 1-28.
4. Marassi Maria Antonia (2007) الهرمونات النباتية. النصوص التشعبية في مجال الأحياء. متاح في: biologia.edu.ar
5. Taiz، L.، & Zeiger، E. (2007). فسيولوجيا النبات (المجلد 10). جامعة جاومي الأول.