- โครงสร้าง
- ฟังก์ชัน
- กลไกการออกฤทธิ์
- ประเภท
- ผลกระทบต่อพืช
- การยืดตัวของเซลล์
- การครอบงำยอด
- ผลกระทบทางสรีรวิทยา
- tropism
- การไร้ตัวตนและการชราภาพ
- การพัฒนาผลไม้
- การแบ่งเซลล์และความแตกต่าง
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
ออกซินเป็นกลุ่มของฮอร์โมนพืชที่ทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช หน้าที่ของมันเกี่ยวข้องกับปัจจัยที่กระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชโดยเฉพาะการแบ่งเซลล์และการยืดตัว
ไฟโตฮอร์โมนเหล่านี้พบได้ทั่วอาณาจักรพืชตั้งแต่แบคทีเรียสาหร่ายและเชื้อราไปจนถึงพืชชั้นสูง จากออกซินที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติกรดอินโดเลอะซิติก (IAA) เป็นกรดที่พบมากที่สุดและได้มาจากกรดอะมิโนแอล - ทริปโตเฟน
การเจริญเติบโตของพืชส่งเสริมโดยออกซินที่มา: pixabay.com
การปรากฏตัวของสารควบคุมการเจริญเติบโตถูกค้นพบเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 โดย FW Went จากการทดสอบกับต้นกล้าข้าวโอ๊ตเขาได้สร้างความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของสารควบคุมการเจริญเติบโตในพืช
แม้ว่าพวกมันจะอยู่ในเนื้อเยื่อพืชส่วนใหญ่ แต่ความเข้มข้นสูงสุดก็ถูก จำกัด ไว้ที่เนื้อเยื่อที่กำลังเติบโต การสังเคราะห์ออกซินโดยทั่วไปเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อยอดใบอ่อนและผลไม้ที่กำลังพัฒนา
ยอดของลำต้นเป็นบริเวณที่มีการสังเคราะห์ IAA โดยกระจายไปยังฐานของลำต้นอย่างแตกต่างกัน ในใบปริมาณออกซินขึ้นอยู่กับอายุของเนื้อเยื่อความเข้มข้นจะลดลงเมื่อครบกำหนดทางใบ
ในฐานะที่เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตพวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเกษตรกรเพื่อเร่งการเจริญเติบโตหรือส่งเสริมการแตกราก ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์ทางการค้ามากมายที่มีฟังก์ชั่นเฉพาะขึ้นอยู่กับความต้องการทางสรีรวิทยาและสัณฐานวิทยาของพืชแต่ละชนิด
โครงสร้าง
ออกซินประกอบด้วยวงแหวนอินโดลที่ได้จากฟีนอลและวงแหวนอะโรมาติกที่มีพันธะคอนจูเกตคู่ ในความเป็นจริงพวกมันมีโครงสร้างไบไซคลิกซึ่งประกอบด้วยไพโรเล 5 คาร์บอนและเบนซีน 6 คาร์บอน
กรดอินโดลาซิติก (IAA) ที่มา: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben Ayacop als Autor angenommen แปลก ๆ (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben) , ผ่าน Wikimedia Commons
อินโดลสารประกอบอินทรีย์เป็นโมเลกุลอะโรมาติกที่มีความผันผวนสูง ลักษณะนี้ทำให้ความเข้มข้นของออกซินในพืชขึ้นอยู่กับสารตกค้างที่จับคู่กับวงแหวนคู่
ฟังก์ชัน
โดยพื้นฐานแล้วออกซินจะกระตุ้นการแบ่งตัวและการยืดตัวของเซลล์และส่งผลให้เนื้อเยื่อเจริญเติบโต ในความเป็นจริงไฟโตฮอร์โมนเหล่านี้เข้าไปแทรกแซงกระบวนการต่างๆของการพัฒนาของพืชโดยมีปฏิสัมพันธ์กับฮอร์โมนอื่น ๆ หลายครั้ง
- ทำให้เกิดการยืดตัวของเซลล์โดยการเพิ่มความเป็นพลาสติกของผนังเซลล์
- พวกมันก่อให้เกิดการเจริญเติบโตของปลายยอด, โคลออพไทล์และลำต้น
- พวกเขา จำกัด การเจริญเติบโตของรากหลักหรือรากแก้วกระตุ้นการก่อตัวของรากรองและการผจญภัย
- พวกเขาส่งเสริมความแตกต่างของหลอดเลือด
- พวกเขากระตุ้นให้เกิดการครอบงำปลายยอด
- กฎระเบียบของ geotropism: phototropism, gravitropism และ thigmotropism ผ่านการแจกจ่ายออกซินด้านข้าง
- พวกมันชะลอการยกเลิกอวัยวะของพืชเช่นใบไม้ดอกไม้และผลไม้
- พวกเขากระตุ้นการพัฒนาดอกไม้
- พวกเขาชอบการควบคุมการพัฒนาผลไม้
กลไกการออกฤทธิ์
ออกซินมีคุณสมบัติในการเพิ่มความเป็นพลาสติกของผนังเซลล์เพื่อเริ่มกระบวนการยืดตัว เมื่อผนังเซลล์อ่อนตัวลงเซลล์จะบวมและขยายตัวเนื่องจากแรงดันเทอร์กอร์
ใบเลี้ยง ที่มา: pixabay.com
ในเรื่องนี้เซลล์เนื้อเยื่อจะดูดซับน้ำจำนวนมากซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อปลายยอด กระบวนการนี้ถูกกำหนดโดยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การเติบโตในตัวกลางที่เป็นกรด" ซึ่งจะอธิบายถึงกิจกรรมของออกซิน
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อโพลีแซ็กคาไรด์และเพคตินที่ประกอบเป็นผนังเซลล์อ่อนตัวลงเนื่องจากความเป็นกรดของตัวกลาง เซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและเพคตินสูญเสียความแข็งแกร่งซึ่งช่วยให้น้ำเข้าสู่เซลล์ได้ง่ายขึ้น
บทบาทของออกซินในกระบวนการนี้คือทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนไฮโดรเจนไอออน (H + ) ไปที่ผนังเซลล์ กลไกที่เข้ามาแทรกแซงกระบวนการนี้คือการกระตุ้นปั๊ม H-ATPases และการสังเคราะห์ H-ATPases ใหม่
- การกระตุ้นปั๊ม H-ATPases: ออกซินมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในการสูบโปรตอนจากเอนไซม์ด้วยการแทรกแซงของ ATP
- การสังเคราะห์ H-ATPases ใหม่: ออกซินมีความสามารถในการสังเคราะห์โปรตอนปั๊มในผนังเซลล์โดยส่งเสริม mRNA ที่ทำหน้าที่บนเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกและอุปกรณ์กอลจิเพื่อเพิ่มกิจกรรมการโปรตอนในผนังเซลล์
เมื่อไฮโดรเจนอิออน (H + ) เพิ่มขึ้นผนังเซลล์จะกลายเป็นกรดกระตุ้นการทำงานของโปรตีน“ เอ็กซ์แพนซิน” ที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเซลล์ Expansins ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วง pH ระหว่าง 4.5 ถึง 5.5
อันที่จริงโพลีแซ็กคาไรด์และไมโครไฟเบอร์เซลลูโลสสูญเสียความแข็งแกร่งเนื่องจากการสลายพันธะไฮโดรเจนที่หลอมรวมเข้าด้วยกัน เป็นผลให้เซลล์ดูดซับน้ำและขยายขนาดแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์ของ "การเจริญเติบโตในกรด"
ประเภท
- IAA หรือ Indoleacetic Acid: phytohormone จากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเป็นฮอร์โมนที่พบในปริมาณที่มากขึ้นในเนื้อเยื่อของพืช มันถูกสังเคราะห์ในระดับของเนื้อเยื่ออ่อนในใบเนื้อเยื่อและตาขั้ว
- IBA หรือ Indole Butyric Acid: phytohormone ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในวงกว้าง มีส่วนช่วยในการพัฒนาของรากในผักและไม้ประดับเช่นเดียวกันการใช้ประโยชน์จะช่วยให้ได้ผลไม้ขนาดใหญ่
- ANA หรือ Naphthalenacetic Acid: phytohormone จากแหล่งกำเนิดสังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตร ใช้ในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของรากที่มีการเจริญเติบโตในการปักชำลดการหล่นของผลไม้และกระตุ้นการออกดอก
- 2,4-D หรือ Dichlorophenoxyacetic Acid:ผลิตภัณฑ์จากต้นกำเนิดฮอร์โมนสังเคราะห์ที่ใช้เป็นสารกำจัดวัชพืชในระบบ ส่วนใหญ่ใช้เพื่อควบคุมวัชพืชใบกว้าง
- 2,4,5-T หรือ 2, 4, 5- กรด Trichlorophenoxyacetic: phytohormone จากแหล่งกำเนิดสังเคราะห์ที่ใช้เป็นสารกำจัดศัตรูพืช ปัจจุบันการใช้งานถูก จำกัด เนื่องจากมีผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมพืชสัตว์และมนุษย์
ผลกระทบต่อพืช
ออกซินก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาที่แตกต่างกันโดยส่วนใหญ่เป็นการยืดตัวของเซลล์ที่ช่วยให้ลำต้นและรากยืดตัว ในทำนองเดียวกันมันเข้ามาแทรกแซงการครอบงำของยอด, เขตร้อน, การละทิ้งและการชราของใบและดอกไม้, การพัฒนาผลไม้และความแตกต่างของเซลล์
การยืดตัวของเซลล์
พืชเจริญเติบโตผ่านกระบวนการต่อเนื่อง 2 ขั้นตอนการแบ่งเซลล์และการยืดตัว การแบ่งเซลล์ทำให้จำนวนเซลล์เพิ่มขึ้นและผ่านการยืดตัวของเซลล์พืชจะมีขนาดโตขึ้น
การยืดตัวของเซลล์ ที่มา: pixabay.com
ออกซินมีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำให้เป็นกรดของผนังเซลล์ผ่านการกระตุ้น ATPases ด้วยวิธีนี้การดูดซึมน้ำและตัวถูกละลายจะเพิ่มขึ้นการขยายตัวจะถูกกระตุ้นและเกิดการยืดตัวของเซลล์
การครอบงำยอด
การครอบงำยอดคือปรากฏการณ์ความสัมพันธ์ที่ตาหลักเติบโตขึ้นจนเกิดความเสียหายของตาด้านข้าง กิจกรรมของออกซินต่อการเจริญเติบโตปลายยอดจะต้องมาพร้อมกับการมีไซโตไคน์ของไฟโตฮอร์โมน
อันที่จริงในส่วนยอดของพืชการสังเคราะห์ออกซินเกิดขึ้นซึ่งดึงดูดไซโตไคน์ที่สังเคราะห์ในรากไปสู่ปลายยอด เมื่อถึงความเข้มข้นของออกซิน / ไซโตไคน์ที่เหมาะสมการแบ่งเซลล์และความแตกต่างจะเกิดขึ้นและการยืดตัวของเนื้อเยื่อปลายยอดตามมา
ผลกระทบทางสรีรวิทยา
tropism
Tropism คือการเจริญเติบโตของลำต้นกิ่งก้านและรากตามทิศทางเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อม ในความเป็นจริงสิ่งเร้าเหล่านี้เกี่ยวข้องกับแสงแรงโน้มถ่วงความชื้นลมการสัมผัสภายนอกหรือการตอบสนองทางเคมี
โฟโตโทรปิซึมถูกกลั่นกรองโดยออกซินเนื่องจากแสงยับยั้งการสังเคราะห์ในระดับเซลล์ ด้วยวิธีนี้ด้านที่แรเงาของลำต้นจะเติบโตมากขึ้นและบริเวณที่มีแสงสว่างจะ จำกัด การเติบโตโดยการโค้งเข้าหาแสง
การไร้ตัวตนและการชราภาพ
การขาดคือการร่วงหล่นของใบไม้ดอกไม้และผลไม้เนื่องจากปัจจัยภายนอกทำให้เกิดความชราของอวัยวะ กระบวนการนี้เร่งขึ้นโดยการสะสมของเอทิลีนระหว่างลำต้นและก้านใบทำให้เกิดการหลุดร่อนที่ทำให้เกิดการหลุดออก
การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องของออกซินจะป้องกันการหลุดของอวัยวะชะลอการร่วงของใบไม้ดอกไม้และผลไม้ที่ยังไม่แก่ ผลของมันมุ่งเป้าไปที่การควบคุมการกระทำของเอทิลีนซึ่งเป็นตัวส่งเสริมหลักของเขตการยกเลิก
การพัฒนาผลไม้
ออกซินถูกสังเคราะห์ในละอองเรณูเอนโดสเปิร์มและในเอ็มบริโอของเมล็ดพืช หลังจากการผสมเกสรการก่อตัวของไข่และชุดผลไม้ที่ตามมาจะเกิดขึ้นโดยที่ออกซินจะเข้ามาแทรกแซงเป็นองค์ประกอบส่งเสริม
ผลไม้มะเขือเทศ ที่มา: pixabay.com
ในระหว่างการพัฒนาผลไม้เอนโดสเปิร์มจะให้ออกซินที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตระยะแรก จากนั้นเอ็มบริโอจะให้ออกซินที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของผลไม้ในระยะต่อมา
การแบ่งเซลล์และความแตกต่าง
หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าออกซินควบคุมการแบ่งเซลล์ในแคมเบียมซึ่งเกิดความแตกต่างของเนื้อเยื่อหลอดเลือด
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าปริมาณออกซิน (IAA) ที่สูงขึ้นเนื้อเยื่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าก็จะเกิดขึ้นโดยเฉพาะไซเลม
การประยุกต์ใช้งาน
ในระดับการค้าใช้ออกซินเป็นตัวควบคุมการเจริญเติบโตทั้งในภาคสนามและในการทดสอบทางเทคโนโลยีชีวภาพ ใช้ในความเข้มข้นต่ำพวกเขาปรับเปลี่ยนการพัฒนาปกติของพืชเพิ่มผลผลิตคุณภาพของพืชและการเก็บเกี่ยว
การใช้ออกซิน ที่มา: pixabay.com
การใช้งานที่มีการควบคุมเมื่อสร้างวัฒนธรรมช่วยให้เซลล์เจริญเติบโตและการแพร่กระจายของรากหลักและการผจญภัย นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ต่อการออกดอกและการพัฒนาของผลไม้ป้องกันการร่วงของใบดอกไม้และผลไม้
ในระดับการทดลองใช้ออกซินในการผลิตผลในเมล็ดเพื่อเก็บผลจนสุกหรือเป็นสารเคมีกำจัดวัชพืช ในระดับชีวการแพทย์พวกเขาถูกนำมาใช้ในการตั้งโปรแกรมเซลล์ร่างกายใหม่เป็นเซลล์ต้นกำเนิด
อ้างอิง
- Garay-Arroyo, A. , de la Paz Sánchez, M. , García-Ponce, B. , Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Auxin Homeostasis และความสำคัญในการพัฒนา Arabidopsis Thaliana วารสารชีวเคมีศึกษา, 33 (1), 13-22.
- Gómez Cadenas Aurelio และGarcíaAgustín Pilar (2006) Phytohormones: การเผาผลาญและโหมดการออกฤทธิ์ Castelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5
- Jordán, M. , & Casaretto, J. (2006). ฮอร์โมนและสารควบคุมการเจริญเติบโต: ออกซินจิบเบอเรลลินและไซโตไคนิน Squeo, F, A. และ Cardemil, L. (eds.) สรีรวิทยาของพืช, 1-28.
- Marassi Maria Antonia (2007) ฮอร์โมนผัก. ไฮเปอร์เท็กซ์ของพื้นที่ชีววิทยา มีจำหน่ายที่: biologia.edu.ar
- Taiz, L. , และ Zeiger, E. (2007). สรีรวิทยาของพืช (ฉบับที่ 10). มหาวิทยาลัย Jaume I.