Hormony roślinne - Notatki opisujące podstawowe zagadnienia z zakresu hormonów roślinnych PDF

Preview

Summary

Notatki opisujące podstawowe zagadnienia z zakresu hormonów roślinnych...

Description

Hormony roślinne Hormony roślinne to drobnocząsteczkowe substancje organiczne wytwarzane przez różne komórki i tkanki roślinne. Są to tzw. związki oligodynamiczne – syntetyzowane w małych ilościach, lecz o dużej aktywności fizjologicznej. Pełnią rolę sygnałów chemicznych przekazujących odpowiednie informacje między komórkami. Reguluj procesy przez zespoły hormonów, można wyróżnić hormony dominujące i wspomagające, a także takie, które działają antagonistycznie. Fitohormony, w zależności od stężenia, mogą pobudzać lub hamować pewne procesy. Wrażliwość poszczególnych organów rośliny na działanie tego samego stężenia regulatora jest różna AUKSYNY Hormon odpowiedzialny za fototropizm, został wyizolowany z koleoptylu owsa. W skład tego hormonu wchodzi wiele związków z których najważniejszy jest kwas indolilooctowy IAA. Prekursorem jest tryptofan. Auksyny syntetyzowane są w merystemach wierzchołkowych pędu oraz w młodych liściach i nasionach. Transportowane są łykiem do innych części rośliny w kierunku od wierzchołka do podstawy pędu 



Auksyny wpływają na wydłużanie komórek w strefach wzrostu rośliny. (wzrost na długość) Komórki wydłużają się szybciej w strefach nieoświetlonych , (w strefie bez światła rośnie ich st.). w strefach gdzie jest dostęp do światła kom. Wydłużają się wolniej. Zwiększają plastyczność ściany komórkowej przez jej zakwaszanie i umożliwiają tym samym jej rozciąganie pod wpływem ciśnienia turgorowego komórki.

Pobudzając wzrost elongacyjny (wydłużeniowy) tkanek pędu, auksyny stymulują wzrost pędu głównego, a hamują wzrost pędów bocznych (dominacja wierzchołkowa). pąki boczne nie rozwijają się, dopóki występuje pąk szczytowy. Usunięcie merystemu szczytowego oznacza usunięcie źródła auksyny. Auksyna gromadzona jest po spodniej stronie pędu i korzenia.    

pobudza inicjację korzeni przybyszowych i bocznych oraz podział kambium wytwarzana w rozwijających się nasionach stymuluje rozwój owoców powstrzymuje opadanie owoców i liści. stymulowanie podziałów komórkowych w tkance przyrannej - kalusie (szczególnie u drzew liściastych



indukowanie wytwarzania owoców z pominięciem zapylenia (partenokarpia) embriogeneza, organogeneza, ustalanie polarności komórek, rozwój tkanki przewodzącej, dominacja wierzchołkowa, ruchy roślin (fototropizm, grawitropizm), dojrzewanie owoców i starzenie.



Polarny transport auksyny: Transport auksyn odbywa się za pomocą łyka, a dokładnie floemu od wierzchołka pędu do korzenia. IAA może być transportowany Bazypelnie – w kierunku podstawy fizjologicznej pędu, w tkance epidermalnej Lub Akropetanie – w korzeniu, z pędu w kierunku wierzchołka wzrostu korzenia, w tkankach walca osiowego. W wierzchołku korzenia auksyna transportowana jest na niewielkie odległości bazypetalnie w zewnetrznej warstwie komórek parenchymatycznych. W roślinach dwuliściennych transport IAA z komórki do komórki (transport polarny) odbywa się poprzez tkankę parenchymatyczną otaczającą wiązkę przewodzącą, natomiast u roślin jednoliściennych w epidermie.

Nośniki transportujące auksyny: W ścianie komórkowej , w apoplaście (pH 5.5) auksyna jest niezdysocjowana (IAAH). W cytoplazmie (pH 7) auksyna występuje w formie anionowej (IAA- ). Forma transportowana do komórki – IAAH: dyfuzja prosta. Forma transportowana z komórki – IAA- specyficzne transportery. GIBERELINY Gibereliny to złożone związki chemiczne oparte na pięcioczłonowym pierścieniu gibanu. W warunkach normalnych współdziałają z auksyną w stymulacji wzrostu łodygi. (wzrostu elongacyjnego) Giberelina nie powoduje zakwaszania ściany, ale zwiększa rozciągliwość jej elementów. Przełamują efekt karłowatości różnych odmian fasoli, kukurydzy w tym u mutantów. Jeżeli na wierzchołek wzrostu odmiany karłowatej wprowadzi się kilka kropel rozcieńczonego roztworu gibereliny, to roślina wydłuży się do normalnych rozmiarów rośliny wysokopiennej. Gibereliny produkowane są głównie w młodych, szybko rosnących roślinach. Transportowane są do innych części roślin w ksylemie i floemie. Stymulują cytokinezy i gwałtowne wydłużanie się pędów wielu roślin, zwłaszcza roślin dnia długiego i odpowiadają za wytwarzanie pędu kwiatonośnego przez rośliny rozetowe. Są związane z kwitnieniem – powodują tzw. strzelanie w pędy kwiatowe, czyli gwałtowne wydłużanie pędów, na których rozwijają się kwiaty. Powstają w zarodku kiełkującego nasienia, gdzie stymulują syntezę amylazy, w wyniku czego uruchomione zostają materiały zapasowe nasienia i przerywany jest zimowy spoczynek. Gibereliny stymulują rozwój owoców pozbawionych nasion, Przerywają także stan spoczynku pąków

 gibereliny nie przyspieszają tworzenia korzeni bocznych oraz nie wywołują wygięcia koleoptylu  auksyny nie pobudzają wzrostu odmian karłowatych oraz nie indukują amylazy w kiełkujących ziarnach Auksyny i gibereliny są więc odrębnymi grupami regulatorów wzrostu, mimo że pewne efekty działania są podobne dla obu grup a mianowicie:  wydłużanie łodygi  wzrost owoców.

SYNTEZA GIBERELIN:   

etap 1: cyklizacja pirofosforanu geranylogeranylu (GGDP) via pirofosforan entkopalylu (CPP) do ent-kaurenu ; okalizacja: PROPLASTYDY etap 2 – stopniowe utlenianie ent-kaurenu do aldehydu GA12; lokalizacja: ER etap 3 – synteza pozostałych giberelin z aldehydu GA12; lokalizacja: cytoplazma

CYTOKININY: Cytokininy to związki o budowie zbliżonej do adeniny. Pierwszą naturalnie wykrytą cytokininą była zeatyna. Odgrywają one dużą rolę we wszystkich fazach rozwoju roślin od podziałów komórkowych, aż do wytwarzania kwiatów i owoców. Charakterystyczną ich cechą jest zdolność do stymulacji podziałów komórkowych (ściślej cytokinezy – stąd ich nazwa) i różnicowania się komórek. Są niezbędnymi składnikami pożywek stosowanych obecnie w hodowlach tkankowych, gdyż to w ich obecności komórki się dzielą . W roślinie cytokininy wytwarzane są w wierzchołkach wzrostu korzeni i niedojrzałych nasionach i owocach. transportowane są w ksylemie i floemie. Cytokininy oddziałują z auksynami w regulacji wzrostu pędu głównego i pędów bocznych oraz korzenia głównego i

korzeni bocznych. Proces organogenezy zależy ogólnie od proporcji ilościowych cytokinin i auksyn. Wysoki stosunek auksyn do cytokinin pobudza wzrost korzeni, a niski – wzrost łodygi. Cytokininy współdziałają z auksyną również w dominacji wierzchołkowej, przy czym hormony te działają antagonistycznie w stosunku do siebie. Auksyna hamuje, a cytokinina pobudza rozwój pąków bocznych. W korzeniu natomiast oba fitohormony działają odwrotnie – auksyny stymulują rozwój korzeni bocznych, a cytokininy hamują. Poza tym cytokininy opóźniają procesy starzenia się roślin, hamują opadanie roślin i stymulują dojrzewanie chloroplastów na świetle. Funkcje:      

stymulowanie podziałów komórkowych opóźnianie starzenia się tkanek stymulowanie wzrostu pędu głównego bez hamowania wzrostu pędów bocznych regulacja syntezy enzymów związanych z syntezą białka i RNA hamowanie starzenia chlorofilu wpływa na zazielenie się starych liści

Fizjologiczne efekty działania cytokinin:   

Zaburzenia organogenezy Zaburzenia dominacji wierzchołkowej Wytworzenie narośli (tumorów) u mutantów

ETYLEN:

Powstaje on w owocach, w trakcie ich dojrzewania, a prekursorem jego biosyntezy jest aminokwas - metionina. Transport tego hormonu odbywa się na zasadzie dyfuzji w apoplaście i symplaście Etylen, w sposób naturalny, przyspiesza dojrzewanie owoców, starzenie się roślin oraz opadanie liści (przy zmniejszającym się stężeniu auksyn i cytokinin), owoc dojrzewający i wytwarzający etylen, może stymulować dojrzewanie u innych owoców, mniej zaawansowanych w tym procesie. Etylen przyspiesza takie procesy fizjologiczne jak:   

przekształcanie się skrobi w cukry proste (dzięki temu owoce stają się słodkie) zmianę barwy z zielonej na żółtą, pomarańczową lub czerwoną rozkład ścian komórkowych powodujących mięknięcie owocu.

Etylen reguluje reakcję rozwojową rośliny na bodźce mechaniczne. Hamuje on wydłużanie łodygi i zwiększa grubość ścian komórkowych w tkankach mechanicznych (np. kolenchymie i sklerenchymie). Zmiany te są rodzajem przystosowania, ponieważ krótkie i grubsze łodygi są bardziej odporne na czynniki mechaniczne.

Kwas abscysynowy (ABA) Kwas abscysynowy w roślinie wytwarzany jest przede wszystkim w liściach, czapeczce korzeniowej, owocach i łodydze. Jest syntetyzowany w chloroplastach i cytoplazmie z zeaksantyny. Jego transport do innych części roślin odbywa się w ksylemie i floemie. Działa antagonistycznie do auksyn – hamuje elongację komórek i pobudza opadanie liści. Wywołuje także działanie odwrotne do działania giberelin – spoczynek pąków bocznych oraz cytokinin – przyspiesza starzenie się organów roślinnych. Uczestniczy także w reakcjach roślin na różne czynniki stresowe pochodzące ze środowiska zew. Lub na stres wodny . w trakcie suszy wpływa na stopień rozwarcia aparatów szparkowych. ABA stymuluje rozwój łusek otaczających pąki wierzchołkowe, hamuje kiełkowanie nasion w okresie jesiennym....