regulacja wzrostu i rozwoju. Hormony roślinne są związkami organicznymi produkowanymi w jednej części rośliny i przenoszonymi do innej części, gdzie wywołują reakcję fizjologiczną. Niezwykle małe stężenia. Każdy z hormonów roślinnych wywołuje wiele różnych reakcji. Ponadto skutki działania różnych hormonów roślinnych zachodzą na siebie. Mogą działać stymulująco albo hamująco, zależnie od ich stężenia. Pięć grup:
Auksyny
Gibereliny
Cytokininy
Etylen
Kwas abscysynowy.
Wspólnie regulują one wzrost i rozwój rośliny na wszystkich etapach jej życia.
Auksyny
Kwas indolilooctowy (IAA)- struktura podobna jak aminokwasu tryptofanu, z którego jest syntetyzowany. IAA jest syntetyzowany w merystemie wierzchołkowym pędu, młodych liściach i nasionach. Nie jest on przewodzony ani w ksylemie, ani w floemie, natomiast przemieszcza się w roślinie poprzez protoplasy komórek parenchymatycznych z ogromną szybkością, której nie da się wytłumaczyć na zasadzie samej dyfuzji. Przemieszczanie to ma charakter biegunowy, ponieważ jest zawsze jednokierunkowe- od wierzchołka łodygi do korzeni tzw. transport polarny. Wymaga on nakładu energii i nie wpływa nań siła ciążenia. Jeżeli odcinek łodygi zostanie odwrócony, auksyny nadal przemieszczają się w kierunku bazypetalnym (do korzenia).
– pobudzają wzrost elongacyjny komórek (auksyny zmieniają właściwości ścian komórkowych w merystemach wierzchołkowych tuż za strefą podziałów komórkowych- zwiększa się rozciągliwość). Hipoteza wzrostu w wyniku zakwaszenia (auksyny stymulują działanie pompy protonowej w błonach komórkowych- jony H+ przenikają z cytoplazmy przez błonę komórkową, którą zakwaszają i aktywują pewne enzymy rozrywające wiązania pomiędzy cząsteczkami wchodzącymi w jej skład; wskutek czego ściana komórkowa staje się plastyczna- rozciągliwa nieodwracalnie- i zdolna do rozciągania pod wpływem ciśnienia wywieranego przez wodę gromadzącą się w wakuoli).
W roślinie poddanej działaniu jednokierunkowego światła auksyna przemieszcza się na zacienioną stronę łodygi przed transportem w dół. W wyniku tego komórki na stronie zacienionej otrzymują więcej auksyny i wydłużają się bardziej niż komórki na stronie oświetlonej- wygięcie się łodygi w kierunku światła.
– IAA wytwarzane przez rozwijające się nasiona stymuluje rozwój owocu
– NAA (kwas naftalenooctowy) syntetyczna auksyna używana do stymulowania ukorzenienia się sadzonek przy wegetatywnym rozmnażaniu roślin- drzewiaste
– 2, 4- D (kwas 2,4- dichlorofenoksyoctowy) służy jako selektywny herbicyd stosowany w stężeniach powodujących nadmierny wzrost pewnych części roślin i zahamowanie wzrostu innych części; niszczy chwasty szerokolistne (dwuliścienne), nie szkodzi trawom.
Gibereliny
Po raz pierwszy pojawia się ta nazwa przy odkryciu choroby ryżu „zwariowana choroba siewek”- nadmierny wzrost, wycieńczenie, przewracanie się i obumieranie. Gibereliny uczestniczą wielu normalnych czynnościach roślin.
Skomplikowana budowa chemiczna, złożona z pięciu pierścieni. Odkryto przeszło 70 naturalnie występujących giberelin – taka sama podstawowa struktura, różnią się nieco liczbą podwójnych wiązań i rozmieszczeniem pewnych grup chemicznych. Są wytwarzane w merystemach wierzchołkowych korzeni i łodyg, w młodych liściach i zarodkach nasion.
– wywołują elongację łodyg wielu roślin (pewne karłowate mutanty kukurydzy i grochu po zastosowaniu giberelin wyrastają do normalnej wysokości)
– gwałtowne wydłużanie się pędów wielu roślin związane z kwitnieniem „strzelanie w pęd kwiatowy”
– udział w pewnych procesach reprodukcyjnych u roślin – stymulują one kwitnienie zwłaszcza u roślin dnia długiego
– zastępują działanie niskiej temperatury, której wymagają rośliny dwuletnie do inicjacji kwitnienia
– wpływają również na rozwój owoców
– udział w procesach kiełkowania wielu roślin,
– ważna rola w syntezie enzymów w kiełkujących nasionach zbóż
– są prawdopodobnie czynnikiem warunkującym heterozję, czyli wigor mieszańców- jakościowa wyższość mieszańców w porównaniu z roślinami pochodzącymi z hodowli wsobnej (homozygotyczne).
Cytokininy
Te aktywne substancje wykryto w mleku kokosowym i sterylizowanym w autoklawie DNA spermy śledzia. Wyizolowano tę aktywną substancję i nazwano cytokininą- ponieważ stymuluje ona podziały komórkowe (cytokinezę). Później wyodrębniono pierwszą cytokininę i nazwano zeatyną ( z kukurydzy). Cytokininy mają interesującą strukturę- są podobne do zasady purynowej- adeniny.
– cytokininy wchodzą w skład cząsteczek pewnych transportujących RNA nie tylko u roślin, ale także u zwierząt i mikoorganizmów,
W roślinach są syntetyzowane w korzeniach i transportowane w ksylemie do wszystkich części rośliny.
– w roślinach nienaruszonych cytokininy stymulują podziały i różnicowanie się komórek
– są niezbędnym składnikiem pożywki w hodowlach tkankowych jako substancje indukujące mitozę ( współdziałają z auksyną podczas organogenezy, np. w hodowli tytoniu przy wysokim stosunku cytokininy do auksyn występuje różnicowanie się pędu, natomiast przy niskim powstają korzenie)
– cytokininy i auksyny współdziałają także w regulowaniu dominacji wierzchołkowej- tutaj ich wzajemne działanie ma charakter antagonistyczny- auksyny hamują zaś cytokininy stymulują rozwój pędów bocznych
– cytokininy opóźniają proces starzenia się- pobudzają komórki do utrzymywania normalnej zawartości białek i kwasów nukleinowych
Etylen
To jedyny gazowy hormon roślinny wywołuje różne skutki fizjologiczne. Jest bezbarwny i pachnie podobnie jak eter. Jego synteza zachodzi w kilku miejscach w roślinie: w węzłach łodyg, w dojrzewających owocach i w starzejących się tkankach (jesienne liście).
– główna rola w procesach starzenia (proces dojrzewania owoców) zachodzą liczne zmiany fizjologiczne; owoce często zmieniają barwę w miarę rozkładu chlorofilu i wytwarzania innych barwników, skrobia i kwasy zmagazynowane w owocu są przekształcane w cukry, nadając mu słodki smak, częściowemu rozkładowi ulegają ściany komórkowe (blaszki środkowe)- tkanka owocu staje się bardziej miękka, syntetyzowane są też substancje zapachowe
zgniłe jabłko produkuje duże ilości etylenu, który rozprzestrzenia się i przyspiesza procesy dojrzewania sąsiadujących owoców
– działanie etylenu i auksyny indukuje odpadanie liści, w miarę starzenia się liścia obniża się poziom auksyny zaczyna się wytwarzanie etylenu
” stworzono w roku 1988 mutanta niewrażliwego na etylen: Arabidopsis (roślina z rodziny krzyżowych)
Kwas abscysynowy ABA
Wywołuje stan spoczynku pąków i nasion oraz inne reakcje fizjologiczne.
Jest to pojedynczy związek, a nie grupa związków pokrewnych, ma sześciowęglowy pierścień z licznymi grupami bocznymi.
Jego synteza zachodzi w liściach, czapeczce korzeniowej i łodydze, przy czym jest transportowany w tkance waskularnej. Nasiona i owoce tez zawierają ten kwas ale nie jest pewne gdzie jest on syntetyzowany.
– stymuluje zmiany w tkankach roślinnych poddanej działaniu nie sprzyjających warunków, np. przygotowanie roślin drzewiastych do zimy- przestają rosnąć i przygotowują się do zimy tworząc okrywy ochronne w postaci łusek otaczających pąki wierzchołkowe- przystosowania te są stymulowane właśnie przez kwas abscysynowy.
