Фитогормоны. Что это такое и как работает.

Гормоны, стероиды и тому подобное, для чего они нужны растениям и какие функции выполняют мы рассмотрим в этой статье. Кстати материал объёмный и всё сразу запомнить не выйдет, так что сохраняем себе на стену, чтобы прочитать позже.

Фитогормоны — Органические соединения, вырабатываемые растениями и некоторыми микроорганизмами, имеющие регуляторные функции. Действуют в очень низких концентрациях и вызывают различные физиологические и морфологические изменения в растений.

Фитогормоны часто используются в исследовательских целая, но они нашли применение и в быту, и в сельском хозяйстве.

Ауксины

Ауксины — стимуляторы роста плодов (побегов) растений, стимулирует рост корней по , обладают высокой физиологической активностью.

Первое предположение о существовании вещества стимулирующего рост растений сделал Дарвин, и в дальнейшем его предположения были подтверждены. Ауксины синтезируются в основном в молодых листьях, и играют огромную роль в фототропизме, а также в геотропизме корней.

Помимо этого ауксины участвуют в активации ионных каналов, контроле клеточного цикла, контроле роста клеток растяжением. Ауксин стимулирует рост придаточных корней, поэтому его часто используют в различных стимуляторах корнеобразования. Уменьшение концентрации ауксина в растении приводит к увяданию листьев.

Наиболее распространённым ауксином является гетероауксин. Природные ауксины являются производными индола — 3-(3-индолил) пропионовая, индолил-3-масляная, 4-хлориндолил-3-уксусная и 3-индолилуксусная кислоты.

Цитокинины

Цитокинины — класс гормонов растений 6-аминопуринового ряда, стимулирующих деление клеток. Кроме того, к физиологическим функциям цитокининов относятся: стимуляция транспорта питательных веществ в клетку, торможение роста боковых корней, замедление старения листьев, прерывание покоя спящих почек, увеличение количества женских цветков у однодомных растений. Образуются цитокинины в корне и распространяются вверх по растению.

Применяют цитокинины в обработке семян, чтобы получить большую всхожесть у долго хранившихся семян. Важную роль играют цитокинины и в формировании пола у цветка. Они способствуют закладке женских цветков у огурца, шпината, кукурузы, конопли. При обработке цитокининами тормозится верхушечный рост, перестраиваясь на рост боковых побегов, это свойство применяется для получения компактных пышных растений. Точечное нанесение стимулирует развитие и рост выбранных почек.

В ряде исследований отмечается, что обработка растений цитокининами повышает устойчивость к различным неблагоприятным условиям среды. Неблагоприятные факторы среды - засуха, затопление, низкие температуры, засоление - резко замедляют поступление цитокининов с пасокой в надземные органы. Побеги в результате замедляют рост, листья быстро стареют. Обработка цитокининами растений, находящихся в стрессовой обстановке, значительно улучшает их состояние, а в случае затопления - полностью устраняет неблагоприятные последствия.

Гиббереллины

Гиббереллины — группа фитогормонов, выполняющих функции контроля прорастания семян, цветения, роста стебля в длину, активации фотосинтеза, дыхания и транспирации. Гиббереллины повышают корневое давление, стимулируют формирование мужских соцветий у однодомных растений. Стимулирует. Способствуют развитию завязей и образованию плодов.

Гиббереллины представляют собой производные энт-гиббереллана и являются дитерпеноидами. Синтезируются в молодых растущих органах.

Часто применяются гиббереллины для обработки долго хранившихся семян для повышения их всхожести. Гиббереллины успешно используются для повышения урожайности травы, бескосточковых сортов винограда, для повышения выхода волокна льна и конопли, при производстве солода, для увеличения вегетативной массы кормовых культур. Культуры, обработанные гиббереллинами, требуют повышенных доз удобрений. В ряде случаев при действии гиббереллина возрастает общая масса растительного организма. Активно используются гиббереллины чтобы подтолкнуть к цветению, когда короткий световой день и другие факторы не позволяют растению зацвести.

Этилен

Этилен — бесцветный горючий газ, простейший алкен с формулой C2H4. Как фитогормон, обладает очень широким спектром биологических эффектов, среди которых: контроль развития проростка, созревание плодов (в частности, фруктов), распускание бутонов (процесс цветения), старение и опадание листьев и цветков. Этилен, так же, называют гормоном стресса, так как синтез его резко возрастает в ответ на повреждения различного рода. Благодаря тому, что этилен — летучий газ, он позволяет осуществлять быструю коммуникацию между разными органами растений и между растениями в популяции.

Этилен часто использую в камерах дозревания, где его добавляют в газовую среду в которую помещены не зрелые плоды. существуют, например, гибриды томата, которые не созревают самостоятельно, так как не выделяют этилен. Их дозревание осуществляют уже доставив в розничные сети, вливая в упаковку специальную жидкость. через несколько дней томаты приобретают товарный вид.

Салициловая кислота

Салициловая кислота (СК) — известное многим вещество, продаётся в каждой аптеке, не путать с аспирином (ацетилсалициловая кислота — производная СК). Её воздействие на человеческий организм хорошо изучено, однако исследования показали, что СК также участвует во множестве процессов в растениях. На сегодняшний день учёные приписывают это вещество к фитогормонам.

Действие салициловой кислоты приводит к уменьшению проницаемости мембран клеток, стимулированию цветения и термогенеза (нагрев) у аройдных (например Антуриум, Спатифиллюм, Каладиум и многие другие). Повышает устойчивость к охлаждению, уменьшает восприимчивость ко многим патогенам.

Так в результате исследований разработана методика более эффективного закаливания рассады, которую за несколько суток до помещения в прохладу поливали слабым раствором салициловой кислоты.

Обработанные в течении 3-х часов семена растений приобретают устойчивость к засоленности почв.

Особенно полезно действие салициловой кислоты у аройдных, ранней весной, когда температура ещё низкая, СК стимулирует повышение температуры побега, что приводит к цветению. Однако, принудительно заставить цвести салициловая кислота не способна, её действие возможно только если растение уже готово к переходу на цветение.

Особенно полезно действие салициловой кислоты у аройдных, ранней весной, когда температура ещё низкая, СК стимулирует повышение температуры побега, что приводит к цветению. Однако, принудительно заставить цвести салициловая кислота не способна, её действие возможно только если растение уже готово к переходу на цветение.


Исследования действия салициловой кислоты продолжаются и сегодня, так обнаружено влияние на процессы клеточного дыхания и запасание активных форм кислорода.

Жасмонаты

Жасмонаты — Группа фитогормонов, регулирующих рост и развитие растений. Жасмонатами являются жасмоновая кислота и её эфиры.

Содержание жасмонатов в тканях растений отличается на разных этапах развития, являясь ответом растительного организма на стимулы внешней среды. Высокие уровни жасмонатов обнаружены в цветках и наружных тканях плодов, а также в хлоропластах на свету. Уровни жасмонатов быстро возрастают в ответ на механические помехи, например, при закручивании усиков и при возникновении повреждений.

Жасмонаты участвуют во многих процессах растений:

• Увеличивает устойчивость к патогенам и насекомым, к поражению ультрафиолетом и озоном, к засухе.
• Увеличивает устойчивость к патогенам и насекомым, к поражению ультрафиолетом и озоном, к засухе.
• Контролирует развитие пыльцы и растрескивание пыльников.
• Участвует в регуляции рост корней и созревание плодов (стимулируют накопление белков).
• Индуцирует старение и подавляют прорастания семян.
• Участвует в формировании клубней и луковиц, заживлении повреждений.

В промышленности обработку жасмоновой кислотой применяют в основном для защиты посадок от фитопатогенов и вредителей.

Абсцизовая кислота

Абсцизовая кислота (АБК) — Гормон стресса. Соединение, синтезирующееся в основном в стареющих листьях, зреющих плодах, покоящихся почках.

Содержание АБК резко возрастает при водном дефиците и недостатке азота. Подавляет действие стимуляторов роста и тормозит ростовые процессы. Замедляет транспирацию, закрывая устьица. Регулятор процесса старения и опадения листьев, созревания плодов. Вызывает переход в покой почек, семян, клубней, луковиц. Ускоряет созревание семян и старение растения.

При обработке абсцизовой кислотой хлопковых полей уменьшается потеря урожая за счет одновременного созревания. Обработанные фитогормоном семена не дают преждевременных ростков, сохраняя свою сортовую идентичность. Ингибитор роста растений используется в декоративном цветоводстве. У некоторых растений зацветание наступает в период замедления роста, например, у азалий.

Стригалактоны

Стригалактоны (СЛ) — класс фитогормонов открытый относительно недавно.

Основным действие стригалактонов является торможение ветвления боковых побегов.

Стригалактоны участвуют в перенаправлении ресурсов растения от листьев и боковых корней к главному стеблю и корень. Такое распределение активизируется под действием неблагоприятной среды, включая дефицит фосфора.

Индукция биосинтеза СЛ приводит к увеличению длины корневых волосков, что способствует более интенсивному поглощению питательных веществ. Биосинтез СЛ увеличивается в десятки, сотни, а иногда и в тысячи раз в условиях недостатка фосфора и азота. Стригалактоны синтезируются преимущественно в корне, а их приток в надземную часть и отток в ризосферу активно регулируются растением.

Так же выявлено действие стригалактонов на паразитные растения, их семена прорастают в присутствии СЛ.

Брассиностероиды

Брассиностероиды (BR) — фитогормоны класса стероидов, поддерживающие нормальное функционирование иммунной системы растения, особенно в неблагоприятных условиях, например, при пониженных температурах, заморозках, затоплении, засухе, болезнях, действии пестицидов, засолении почвы и др. Они являются регуляторами роста растений, влияют на активность системы путей метаболизма, способствуют регулированию деления клетки, стимулируют вегетативный рост и прорастание семян, взаимодействуют на эндогенном уровне с другими гормонами, регулируют экспрессию генов.

Брассиностероиды обладают сильной ростостимулирующей активностью. Содержатся в каждой растительной клетке в очень малом количестве. Концентрация брассиностероидов наиболее высока в молодых тканях растения: этиолированных проростках, меристемах, флоральных примордиях, развивающейся пыльце.

Брассиностероиды способствуют развитию клеток паренхимы и вторичной ксилемы в корне сахарной свеклы. У Arabidopsis низкая концентрация BR стимулировала удлинение корня.

Интересно, что недавние эксперименты выявили несколько регулируемых BR генов-мишеней, которые играют жизненно важную роль в биосинтезе клеточной стенки, такие как синтаза целлюлозы, ксилоглюкановой гидролазы и пектинэстеразы, которые в конечном итоге способствуют удлинению клеток.

Заключение

Все изученные на сегодня вещества причисленные к классу фитогормонов в этой статье перечислены, однако список известных стимуляторов и регуляторов гораздо шире. Ну а сколько ещё не известных веществ сложно даже представить.

#фитогормоны #ауксины #цитокины #гиббереллин #стеройды