Ауксин влияние на растения

Обновлено: 12.09.2024

Последнее время все больше садоводов-любителей и профессионалов прибегают к помощи специфических стимуляторов роста (ауксины). Препараты обеспечивают активное развитие не только нормальных, но и ослабленных растений. Благодаря чему экономятся средства на подкормках и средствах защиты растений. О том, что представляют собой вещества, и как их применяют в садоводстве, расскажем в нашей статье.

Применение ауксинов

Ауксины относятся к фитогормонам, которые отвечают за отрастание корневой системы и перераспределение питательных веществ в растении. Их особенность такова, что сформированные в определенных органах, они распространяются по всем тканям, благодаря сокодвижению. Способствуют апикальному доминированию, то есть побег растет вверх больше, чем кустится, а корневая система, соответственно, нарастает вертикально вниз. Корешки могут добывать влагу из нижних слоев почвы. Наиболее распространенный ауксин – гетероауксиновая кислота, которую химики научились синтезировать искусственным образом.

Ауксины – активные участники фототропизма, который влияет на рост растений. В частности, активизируется отрастание верхушечных почек стеблей в сторону источника освещения.

Ауксины – активные участники фототропизма, который влияет на рост растений. В частности, активизируется отрастание верхушечных почек стеблей в сторону источника освещения.

Роль ауксинов в жизни растений

Данные фитогормоны выполняют такие функции в жизненно важных процессах:

  • Активизируют рост клеток в период их интенсивного формирования и растяжения. Благодаря чему сохраняется устойчивый тургор (упругость тканей). Недостаток ауксинов можно определить по увяданию листьев.
  • Стимулируют образование камбиальной ткани, которая располагается под внешней оболочкой растений. У древесных пород – это прослойка между корой и древесиной. Камбий служит проводником питательных веществ, образованных листьями и транспортируемыми в корневую систему.
  • Координируют взаимодействие различных растительных органов, перемещением фитогормонов из одной части в другую.
  • Способствуют отрастания волосовидных корешков, которые всасывают питательные вещества из почвы. Формирование корневых отростков определяет приживаемость растений при посадке, а также их интенсивной рост после стрессовых ситуаций. Например, из-за резкого перепада температуры, повышенной влажности, засухи, затяжных дождей, болезней и вредителей.

Важно! Ауксины не относятся ни к удобрениям, ни к средствам защиты растений. Хотя, оказывают неоценимое вспомогательное действие и при подкормках и при обработке от болезней и вредителей.

Ауксины оказывает многогранное влияние на растения.

Ауксины оказывает многогранное влияние на растения.

(+ / -) Преимущества и недостатки

Среди садоводов-любителей фитогормоны становятся все более популярными. Особенно актуальным становится их применение в условиях небольших участков с ограниченными возможностями рекультивации.

При условии правильного использования, дают такие положительные результаты:

  • Повышают устойчивость растений к неблагоприятным погодным условиям, болезням и вредителям.
  • Обеспечивают полноценное развитие растений и высокую продуктивность плодоношения.
  • Благодаря им достигается обильный урожай с высоким качеством плодов.
  • Препятствуют накоплению вредных веществ, типа нитратов во всех видах овощей, фруктов, ягод и корнеплодов.
  • В результате снижаются расходы на подкормки и дорогостоящие средства защиты растений.

Стоимость препаратов невысока, по сравнению с эффективностью, получаемой при их использовании.

Препараты, включающие ауксины, называют стимуляторами роста. Но, их действие может иметь противоположный результат, если допустить передозировку. Точное соблюдение нормы внесения, можно отнести к недостаткам.

При повышенном поступлении фитогормонов, процессы развития резко замедляются.

На первый взгляд эта особенность кажется отрицательной. Но, это качество специалисты сумели применить с пользой.

Весной цветение некоторых плодовых пород может совпадать с возвратными заморозками. В результате цветочные почки замерзают, не образуя завязи. Чтобы оттянуть момент распускание цветков, культуры опрыскивают насыщенным раствором ауксинсодержащих препаратов. В этом случае они действуют, как ингибиторы, то есть вещества, тормозящие жизненно важные процессы. На какое-то время, растения будто замирают, но с наступлением благоприятных условий, рост и цветение снова возобновляются. Так фитогормоны спасают плодовые деревья от утраты урожая.

Консультация специалиста

Планируя использовать ауксины, в качестве замедлителей роста, важно помнить, что норму внесения нельзя превышать более, чем в полтора раза. Чрезмерная передозировка может привести к существенному отставанию в росте и даже гибели растений.

Необходимость строгого соблюдения правил использования в условиях небольших приусадебных участков, пожалуй, единственный крупный недостаток ауксинов.

Виды готовых препаратов, рекомендуемых для любительского садоводства

Производители многих стран выпускают фитогормональные препараты разного состава и назначения. Наибольшей популярностью пользуются:

Стимулирует отрастание молодых побегов.

Подробнее о самых популярных стимуляторах.

Особенности применения

Корневин

Препарат представляет собой индолилмасляную кислоту, (сокращенно ИМК). Узнайте более подробно → применение корневина как удобрение для огорода, нормы внесения + отзывы.

Он предназначен для укоренения саженцев деревьев и кустарников, а также, огородных и декоративных травянистых растений. Улучшает отрастание корней при черенковании. Способствует корнеобразованию взрослых растений.

В результате применения препарата образование корней происходит на 10 – 14 дней раньше, чем без него. Кроме того, количество волосовидных отростков увеличивается в вдвое.

  • После неблагоприятных погодных условий.
  • При ослаблении от действия химических пестицидов.
  • При сильном поражении болезнями и вредителями.

Рекомендуют такие нормы расхода РР:

  • Для рассады овощных и декоративных культур, после пикировки – 30 – 50 г/шт. (в зависимости от размера одного сеянца).
  • Для кустарников – 200 – 300 мл/шт.,
  • Для молодых деревьев – 1,5 – 3 л/шт.

Гетероауксин

Индолилуксусная кислота – ИУК, которую получают синтетическим путем. Растения, обработанные препаратом, отличаются здоровой и мощной корневой системой, которая обеспечивает интенсивный рост наземной массы и обильное плодоношение. Узнайте более подробно: → применение Гетероауксина для стимулирования роста корней растений.

В продажу стимулятор поступает в таблетках или в капсулах по 0,1 г. Чаще всего в одной конвалютке запечатано по 2 штуки.

Фасовка от 50 г до 1 кг.

Нормы и регламент применения:

  • Обработка семян перед высеванием – 3 таблетки (0,6 г) на 1 л воды, на 6 часов.
  • Замачивание перед посадкой лука репчатого и клубнелуковичных декоративных культур, готовят рабочий раствор (РР) – 1 таблетка (0,1 г) на 1 л воды. Посадочный материал заливают так, чтобы луковицы были покрыты полностью, оставляют на 18 – 24 часа. Подготовленные растения прорастают намного быстрее и развиваются лучше, что положительно отражается на цветении и плодоношении.
  • Перед посадкой рассады в открытый грунт, сеянцы замачивают на 2 часа в слабом растворе – 2 таблетки на 10 л воды. После высадки оставшейся жидкостью поливают почву вокруг растений.
  • Раствор такой же концентрации используют для замачивания черенков перед укоренением. Посадочный материал держат 16 – 18 часов.
  • Корневой полив огородных культур проводят сразу после посадки рассады в открытый грунт, а второй раз через 2 – 3 недели. Используют 1 таблетку (0,1 г) на 3 л воды.

Чем заменить покупные препараты

Не всегда есть возможность приобрести желаемые стимуляторы. Готовые средства можно заменить самодельными.

Фитогормоны содержится во всех растениях, но некоторые отличаются наибольшим содержанием этих веществ. Чтобы сделать укоренитель в домашних условиях опытные садоводы советуют воспользоваться такими настоями:

Другие фитогормоны гиббереллины / цитокаины / брассины

Помимо ауксинов для полноценной жизнедеятельности растений нужны другие вещества этой группы:

  • Гиббереллины в отличие от ауксинов не перераспределяют питательные вещества по органам растения, а лишь накапливают их. Это играет решающую роль в образовании и формировании плодов (см. → как применять гиббереллины, отзывы садоводов).
  • Цитокинины способствуют делению почечных клеток, их начальному росту и дальнейшему развитию. Также, регулируют процесс старения листьев.
  • Брассины, которые обеспечивают полноценную работу иммунной системы растения.

В продаже встречаются стимуляторы роста с фитогормонами разной направленности:

  • Кендал,
  • Марс,
  • Эпин – Экстра (⊕ применение Эпин для растений и рассады),
  • Циркон (⊕ как применять Циркон для растений) и др.

Фитогормоны необходимы всем культурам, без исключения. Для домашних цветов стимуляторы используют так же, как и для садово-огородных, а именно:

  • Замачивают семена и черенки,
  • Обрабатывают корни и луковицы перед посадкой.
  • Поливают молодые растения после укоренения.

Кирилл Максимович (п. Краснопольское, Ленинградская область)

Оцените пожалуйста статью ☺

Нажмите по звездочке ↓

Средний рейтинг: 5 / 5. Количество голосов: 1

:)

Проголосуйте первым!

ауксин Они представляют собой группу растительных гормонов, которые действуют как регуляторы роста и развития растений. Его функция связана с факторами, стимулирующими рост растений, а именно с делением и удлинением клеток..

Эти фитогормоны встречаются по всему растительному царству, от бактерий, водорослей и грибов до высших растений. Из ауксинов природного происхождения индолуксусная кислота (IAA) является наиболее распространенной и происходит из аминокислоты L-триптофан.


Наличие регуляторов роста было обнаружено в начале 20-го века Ф. В. Вентом. Посредством испытаний с проростками овса установлена ​​возможность существования веществ, регулирующих рост растений.

Хотя они расположены в большинстве растительных тканей, самая высокая концентрация ограничена активно растущими тканями. Синтез ауксинов происходит в основном в апикальных меристемах, нежных листьях и развивающихся плодах..

Апикальные меристемы стебля - это области, где синтезируется AIA, дифференцируясь по разным основаниям стебля. В листьях количество ауксина зависит от возраста ткани, уменьшая концентрацию по мере созревания листьев..

В качестве регуляторов роста они широко используются фермерами для ускорения роста или стимулирования укоренения. В настоящее время существует несколько коммерческих продуктов со специфическими функциями в зависимости от физиологических и морфологических потребностей каждой культуры..

  • 1 структура
  • 2 Функция
  • 3 Механизм действия
  • 4 Типа
  • 5 Воздействие на растения
    • 5.1 Удлинение клеток
    • 5.2 Апикальное доминирование
    • 6.1 Тропизм
    • 6.2. Опустошение и старение.
    • 6.3 Развитие фруктов
    • 6.4 Деление и клеточная дифференциация

    структура

    Ауксины состоят из индольного кольца, полученного из фенола, и ароматических колец с двойными сопряженными связями. Фактически, они имеют бициклическую структуру, образованную 5-углеродным пирролом и 6-углеродным бензолом..


    Индольное органическое соединение представляет собой ароматическую молекулу с высокой степенью летучести. Эта характеристика делает концентрацию ауксинов в растениях зависимой от остатков, которые связаны с двойным кольцом.

    функция

    По существу, ауксины стимулируют деление и удлинение клеток и, следовательно, рост тканей. На самом деле эти фитогормоны вмешиваются в различные процессы развития растений, часто взаимодействуя с другими гормонами..

    • Стимуляция клеточного удлинения путем повышения пластичности клеточной стенки.
    • Они вызывают рост меристематической вершины, жесткокрылых и стебля..
    • Ограничить рост основного или поворотного корня, стимулируя формирование вторичных и случайных корней.
    • Содействовать сосудистой дифференцировке.
    • Мотивировать апикальное доминирование.
    • Регуляция геотропизма: фототропизм, гравитропизм и тигмотропизм через боковое перераспределение ауксинов.
    • Они задерживают опадание органов растений, таких как листья, цветы и плоды.
    • Мотивировать развитие цветов.
    • Они поддерживают регулирование развития фруктов.

    Механизм действия

    Ауксины обладают свойством увеличивать пластичность клеточной стенки, чтобы инициировать процесс удлинения. Когда клеточная стенка размягчается, клетка набухает и расширяется из-за давления тургора.


    Это явление происходит, когда полисахариды и пектины, составляющие клеточную стенку, размягчаются вследствие подкисления среды. Целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин теряют свою жесткость, что облегчает попадание воды в клетку.

    Функция ауксинов в этом процессе заключается в том, чтобы вызвать обмен ионов водорода (H + ) к клеточной стенке. Механизмы, вовлеченные в этот процесс, включают активацию насосов H-ATPase и синтез новых H-ATPases..

    • Активация насосов H-ATPase: Ауксины вмешиваются непосредственно в накачку протонов фермента, с вмешательством АТФ.
    • Синтез новых H-АТФаз: Ауксины обладают способностью синтезировать протонные насосы в клеточной стенке, способствуя ARMm, который действует на эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи для увеличения протонной активности клеточной стенки.

    тип

    • AIA или индолуксусная кислота: Фитогормон природного происхождения - это гормон, который в больших количествах содержится в тканях растения. Синтезируется на уровне молодых тканей, в листьях, меристемах и терминальных почках..
    • AIB или индол масляная кислота: фитогормон широкого спектра естественного происхождения. Способствует развитию корней у овощей и декоративных растений, также его использование позволяет получать более крупные плоды.
    • АНА или нафталинуксусная кислота: Синтетический растительный гормон широко используется в сельском хозяйстве. Используется для стимулирования роста случайных корней у черенков, уменьшения выпадения плодов и стимулирования цветения..
    • 2,4-D или дихлорфеноксиуксусная кислота: Продукт синтетического гормонального происхождения, используемый в качестве системного гербицида. В основном используется для борьбы с широколиственными сорняками.
    • 2,4,5-Т или 2,4,4-трихлорфеноксиуксусная кислота: фитогормон синтетического происхождения используется в качестве пестицида. В настоящее время его использование ограничено из-за его летального воздействия на окружающую среду, растения, животных и человека.

    Влияние на растения

    Ауксины вызывают различные морфологические и физиологические изменения, главным образом, клеточное удлинение, которое способствует удлинению стеблей и корней. Кроме того, он вмешивается в верхушечное доминирование, тропизм, опадение и старение листьев и цветов, развитие плодов и дифференцировку клеток..

    Удлинение клетки

    Растения растут через два последовательных процесса, деление клеток и удлинение. Деление клеток позволяет увеличить количество клеток, и благодаря удлинению клеток растение увеличивается в размерах.


    Ауксины вмешиваются в подкисление клеточной стенки посредством активации АТФаз. Таким образом увеличивается поглощение воды и растворенных веществ, активируются экспансины и происходит удлинение клеток..

    Апикальное доминирование

    Апикальное доминирование - это явление корреляции, при котором основной зачаток растет в ущерб боковым зачаткам. Активность ауксина на апикальном росте должна сопровождаться присутствием цитокина фитогормона.

    Действительно, в вегетативной вершине происходит синтез ауксинов, которые впоследствии привлекают синтезированные в корнях цитокины к вершине. Когда достигается оптимальная концентрация между ауксинами / цитокинами, происходит деление и дифференцировка клеток, а затем удлинение апикальной меристемы

    Физиологические эффекты

    тропизм

    Тропизм - это направленный рост стеблей, ветвей и корней в ответ на воздействие окружающей среды. Фактически, эти раздражители связаны со светом, гравитацией, влажностью, ветром, внешним контактом или химическим ответом..

    Фототропизм сдерживается ауксинами, поскольку свет ингибирует его синтез на клеточном уровне. Таким образом, затененная сторона стебля растет больше, а освещаемая область ограничивает его растущий изгиб к свету.

    Абсцесс и старение

    Упущение - падение листьев, цветов и плодов из-за внешних факторов, вызывающих старение органов. Этот процесс ускоряется путем накопления этилена между стволом и черешком, образуя зону отторжения, которая вызывает отслоение.

    Непрерывное движение ауксинов предотвращает отторжение органов, задерживая падение листьев, цветов и незрелых плодов. Его действие направлено на контроль действия этилена, который является основным промотором зоны абсциссы..

    Развитие фруктов

    Ауксины синтезируются в пыльце, эндосперме и в зародыше семян. После опыления происходит формирование яйцеклетки и последующее отстаивание плодов, когда ауксины выступают в роли промоторного элемента..


    Во время развития плода эндосперм обеспечивает ауксины, необходимые для первой стадии роста. Впоследствии эмбрион обеспечивает ауксины, необходимые для последующих стадий роста плодов..

    Деление и клеточная дифференциация

    Научные данные показали, что ауксины регулируют деление клеток в камбии, где происходит дифференцировка сосудистых тканей..

    Фактически, данные показывают, что чем больше количество ауксина (AIA), тем больше проводящих тканей, особенно ксилемы..

    приложений

    На коммерческом уровне ауксины используются в качестве регуляторов роста, как в полевых условиях, так и в биотехнологических исследованиях. Используемые в низких концентрациях изменяют нормальное развитие растений, повышая урожайность, качество урожая и урожай.


    Контролируемые применения во время создания урожая способствуют росту клеток и размножению основных и случайных корней. Кроме того, они способствуют цветению и развитию плодов, предотвращая падение листьев, цветов и плодов..

    На экспериментальном уровне ауксины используются для производства плодов, семян, захвата плодов до созревания или в качестве гербицидов. На биомедицинском уровне они используются для перепрограммирования соматических клеток в стволовых клетках..

    Растения представлены самыми разнообразными по внешнему виду, форме и размерам организмами. Это могут быть как миниатюрные особи, вроде мохообразных, так и гиганты размером в 110 метров. Для координированного управления таким гигантским телом необходим постоянный обмен сигналами между различными его частями.

    Для этих и многих других случаев у растений, как и у животных, есть специализированные системы передачи информации: электрическая, действующая локально путем изменения мембранных потенциалов клеток; трофическая, обусловленная потоками различных синтезированных внутри растения (эндогенных) веществ; и самая важная – гормональная, где ключевую роль играют сигнальные молекулы, которые называются фитогормонами. Фитогормоны (дословно с греческого – растительные возбудители) являются низкомолекулярными регуляторными эндогенными веществами, которые способны транспортироваться по растительному организму и вызывать различные тканеспецифичные ответы, но не участвующие во всевозможных метаболических путях непосредственно. Важным свойством всех гормонов является способность действовать в очень небольших концентрациях (примерно 1*10 -5 моль/л и меньше).

    Действие фитогормонов заключается в изменении программы развития, что выражается комплексным изменением активности клеток и тканей: рост, растяжение, синтез пептидов и всевозможных метаболитов. Любая растительная клетка способна к синтезу всего разнообразия гормонов. Как и гормоны животных, растительные гормоны очень тесно взаимодействуют между собой. Небольшое изменение баланса в гормональной системе серьезно сказывается на различных уровнях организации тела растения.

    Гормоны являются первичными мессенджерами в сигнальных путях. Они связываются с рецепторами на клеточной мембране или внутри клетки, и дальше по каскаду вторичных мессенджеров информация передается до конкретной эффекторной системы.

    Очевидно, что светочувствительность и способность расти по направлению к свету (положительный фототропизм) является очень важной особенностью растений. Опыты по поиску светочувствительной части растений и были поставлены Чарльзом и Фрэнсисом Дарвинами (рис.1)

    Деление клеток у растений происходит в особых тканях, называемых меристемами, одной из таких меристем побегов является апикальная (верхушечная) меристема. В некоторой области (субапикальной) под меристемой новообразованные клетки удлиняются и наблюдается рост побега. Было обнаружено, что если освещать проростки с одной стороны, то растения будут поворачиваться к источнику света, при этом изгиб будет формироваться как раз в зоне под меристемой.

    В ходе самого опыта проростки канареечной травы освещали с одного бока и в результате наблюдали изгиб верхушки. Изгиб наблюдался и в случае, когда субапикальная зона была закрыта плотным материалом. А вот если закрыть макушки проростков, изгиба наблюдаться не будет. На основе данных эксперимента можно сделать вывод о том, что за световосприятие у растений ответственна меристема, и она, передавая какие-то сигналы нижележащей области, заставляет клетки в ней неравномерно удлиняться, что и обуславливает изгиб.

    То, что этот сигнал является химическим веществом, было выявлено в опыте Ф.Вента. Похожие опыты независимо ставили Тиманн и Холодный.

    В ходе этого эксперимента у растений отрезали меристему и переносили ее на агар. Из меристемы в агар выделялись разнообразные вещества, в том числе и интересующее исследователя. Затем эти агаровые блоки переносились на побеги с удаленной меристемой. И в том случае, когда использовали агаровый блок с веществами из меристемы, проростки начинали расти. Если же поместить блок только на край побега, то наблюдается изгиб, причем в сторону, противоположную блоку.

    Вызывающее данный эффект химическое вещество, названное ауксином (от латинского слова расти), было выделено Ф.Кёглем из мочи вегетарианцев. Ауксины - это группа разнообразных химических веществ, основное из которых – гетероауксин или β-индолилуксусная кислота (ИУК), синтезируются в основном в апикальной меристеме побега и в растущих листьях, являются гормонами роста в небольших концентрациях, а также ингибиторами роста - в высоких. Последний эффект позволяет использовать синтетические аналоги ауксинов в качестве гербицидов. Применяемыми синтетическими аналогами часто являются 2,4-дифеноксиуксусная кислота, 1-натилуксусная кислота, индолмаслянная кислота. Эти вещества в растении могут превращаться в ИУК.

    Есть несколько путей синтеза ИУК из триптофана (рис.4). В основном пути L-Trp под действием трансаминазы превращается в индол-2-пируват, который после декрабоксилирования и окисления превращается в ИУК. Интересно, что часть ИУК в растениях может иметь бактериальное происхождение. Такое наблюдается в случае заражения бактериями корончатого галла (Agrobacterium tumefaciens). В ходе заражения происходит трансформация растительных клеток плазмидой, несущей гены, отвечающие за неконтролируемый растениями синтез ИУК.

    Инактивация и депонирование избытка гормона происходит путем взаимодействия со специфическими сахарами и белками. Распад идет путем окисления в присутствии молекулярного кислорода.

    Ауксины по растению могут в незначительной степени транспортироваться по флоэме, основной же транспорт идет от клетки к клетке, что определяется наличием специальных трансмембранных переносчиков. Протонированная форма активно закачивается в клетку белком AUX1, депротонированная АУК выкачивается из клетки белком PIN. При этом AUX и PIN расположены на разных полюсах клетки, что обеспечивает полярный транспорт гормона. Это особенно важно при развитии и закладке разных частей растения. В присутствии ингибиторов полярного транспорта ауксина наблюдаются аномальные разрастания частей растения и изменение общего габитуса.

    Ауксины имеют широкий спектр действия на растения, проявляющийся во множестве физиологических эффектов. Перечислим некоторые из них.

    1. Аттрагирующий эффект. Места синтеза и накопления ауксинов привлекают потоки питательных веществ, необходимых для деления и роста клеток.
    2. Растяжение клеток. Клеточная стенка растений содержит сшивочные гликаны (устаревшее: гемицеллюлоза). Эти полисахаридные молекулы сшивают между собой фибриллы целлюлозы, создавая таким образом жесткий каркас по типу матраса. Внутри клеток тонопласт создает тургорное давление, которое сдерживается жесткой структурой клеточной стенки. Во внеклеточном пространстве содержатся ферменты (экспансины, ксилоглюканэндотрансликозилазы) которые при закислении внеклеточной среды расщепляют связи между сшивочными гликанами, и фибриллы целлюлозы под действием давления расходятся.

    Этот процесс вызывается ауксином. У растительной клетки обнаружено два рецептора связывания ИУК. Ранее считалось, что ключевым рецептором в данном случае может быть Auxin Binding Protein1 (ABP1), который располагается в клеточной мембране и мембране ЭПР. В последнее время было обнаружено, что ABP1 располагается в апопласте, и появились данные, оспаривающие необходимую роль ABP1 в процессах развития взрослого растения. Второй рецептор (а точнее - рецепторная система) внутриядерный. Это многокомпонентная систама, работающая по принципу ингибирования ингибирования - при связывании ауксина с белками-корецепторами (TIR1/AFB-Aux/IAA) происходит убиквитинилирование ингибитора генов ответа на ауксины (Aux/IAA) и его деградация в протеасоме. При этом активируется транскрипция генов ответа на ИУК. В частности, активируется транскрипция гена протонной помпы, которая встраивается в мембрану ЭПР и затем транспортируется в везикуле (как ранее полагали - усиленно за счет ABP1) к плазмалемме и встраивается в нее. Протонная помпа за счет гидролиза АТФ перекачивает протоны, закисляет апопласт, что приводит к активации в апопласте специальных белков (экспансины, ксилоглюканэндотрансгликозилазы), которые нарушают прочность и жесткость клеточной стенки, позволяя ей растянутся под воздействием внутриклеточного давления.

    Ауксин влияет на дифференцировку клеток в растениях. Потоками ауксина размечаются места закладки прокамбия, т.е. проводящих пучков. Пучок формируется там, где поток ауксинов разворачивается внутрь меристемы.

    Он также отвечает за закладку и развитие ксилемы. Под действием ауксинов происходит вторичное утолщение, пролиферация камбия.Ауксин влияет на дифференцировку клеток в растениях. Потоками ауксина размечаются места закладки прокамбия, т.е. проводящих пучков. Пучок формируется там, где поток ауксинов разворачивается внутрь меристемы.

    1. Ауксины отвечают за эффект апикального доминирования, заключающийся в том, что с потоками гормона боковые почки получают сигнал о благополучии апикальной и не растут. Чем дальше от верхушки, тем слабее сигнал, поэтому почки начинают расти, и наблюдается базитонное ветвление (рис.7Б). При удалении апекса побега (снятии эффекта апикального доминирования) первыми трогаются в рост почки, находящиеся выше всего, т.е. первые, до которых перестал доходить сигнал, это акротонное ветвление (А).

    Эффект апикального доминирования также снимается при цветении. Этим можно объяснить существование соцветий типа дихазий.

    5. Будучи ответственны за закладку проводящих пучков в меристеме, ауксины также определяют листорасположение. Согласно одной из гипотез, для закладки проводящего пучка необходимо определенное количество гормона, поступающего из клеток меристемы. Таким образом, существует некая фиксированная площадь, под которой потом будут закладываться проводящие ткани. Ближе, чем позволяют границы этой площади, соседний проводящий пучок не сможет возникнуть. А, поскольку каждый проводящий пучок принадлежит определенному листу, расположение примордиев (зачатков) листа будет соответствовать расположению этой площади. В зависимости от индивидуальных характеристик растения, от размеров его меристемы (количества этих площадей в одном круге) будет зависеть филлотаксис.

    6. Увеличение листовой массы растения вызывает увеличение площади транспирации, что должно сопровождаться более интенсивным поглощением почвенных растворов. Соответственно, ауксины стимулируют ризогенез, заключающийся в закладке боковых и придаточных корней. На этом основано действие сельскохозяйственных препаратов типа Корневина.

    Гормоны растений, или фитогормоны (греч. hormon — побуждающий, вызывающий), — низкомолекулярные органические соединения, которые участвуют во взаимодействии клеток, тканей и органов. Необходимы в небольших количествах для инициирования и регуляции физиологических и морфологических процессов онтогенеза растений.

    Гормоны растений

    Гормоны являются посредниками в физиологических процессах, преобразуют специфические сигналы окружающей среды в биохимическую информацию. Гормоны, образующиеся в растениях, называют эндогенными, применяемые человеком для обработки растений — экзогенными.

    Потребность растения в гормонах составляет 10-13⋅10 -5 моль/л, в большинстве случаев синтезируются в достаточных количествах самим растением. Синтезируются в отдельных частях растения, но распространяются по всему организму. Под их действием происходит регулирование обмена веществ. Гормоны проявляют физиологическое действие на:

    1. ферменты и ферментные системы;
    2. обмен белков, липидов, нуклеиновых кислот;
    3. информационные и транспортные рибонуклеиновые кислоты;
    4. дезоксирибонуклеиновую кислоту.

    Эффект действия гормонов в одних случаях сводится к временному изменению интенсивности биохимических реакций, в других — проявляется в устойчивом отклонении процессов, в-третьих — в морфологических изменениях, затрагивающих соматическую сферу организма, в-четвёртых — в наследственных морфологических изменениях.

    К числу наиболее активным и изученным соединениям гормонального действия растительного происхождения относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен.

    В отличие от животных в растениях отсутствуют железы, секретирующие гормоны.

    Действие гормонов на обмен веществ растительного организма специфично: гиббереллины участвуют в транскрипции, то есть переносе информации о нуклеотидной последователь­ности ДНК на информационную РНК при синтеза белков, цитокинины — в трансляции, то есть процессе перевода последовательности нуклеотидов ин­формационной РНК в последовательность аминокислот синтезируемого полипептида, ауксины — в изменении проницаемости мембран, абсцизины ингибируют ионный транспорт и связанные с ним процессы роста клеток, этилен выступает в качестве “разрешающего” фактора роста, контролирует баланс в системе стимуляторы-ингибиторы.

    Ауксины

    Ауксины, или соединения индолилуксусной кислоты (ИУК), образуются в зонах с высокой меристематической активностью: в апексах стеблей, в формирующихся семенах, откуда они перемещаются в базипетальном направлении, попадая в боковые побеги и листья.

    Ауксины инициируют деление клеток и влияют на скорость их растяжения, регулируют формирование проводящих пучков, обусловливают явления фото- и геотропизма растений, связанные с несимметричностью их распределения. Активация растяжения клеток происходит при стимулировании ауксином секреции протонов в клеточную стенку. Возникающая при этом повышенная концентрация ионов водорода приводит к более активному ферментативному расщеплению поперечных связей, соединяющих между собой целлюлозные микрофибриллы.

    Другими свойствами ауксинов являются способность вызывать партенокарпию, задерживать опадание листьев и завязей, активировать корнеобразование у черенков. Ткани, обогащенные ауксином, обладают аттрагирующим действием, то есть способны притягивать питательные вещества. Ауксин обеспечивает корреляционное взаимодействие между органами растущего растения.

    Гиббереллины

    Гиббереллины — фитогормоны, производные флуоренового ряда. Стимулируют деление и растяжение клеток апикальных и интеркалярных меристем. Под действием гиббереллинов удлиняются листья, цветки и соцветия. Гиббереллины усиливают рост стеблей сильнее, чем ауксины. В то же время гиббереллины практически не влияют на рост корней. Участвуют в процессах прорастания семян и перехода длиннодневных растений к цветению. Способствуют образованию партенокарпических плодов.

    Гиббереллины способны смещать пол растений в мужскую сторону. Влияние на метаболизм растения связано с их участием в нуклеиновом обмене: под их действием индуцируется синтез матричных РНК, которые кодируют образование гидролитических ферментов, прежде всего амилаз.

    Гиббереллины синтезируются в основном в листьях и оттуда перемещаются вверх и вниз по стеблю.

    Цитокинины

    Цитокинины — фитогормоны, производные пуринов, стимулируют цитогенез, прорастание семян, способствуют дифференциации почек. Обладают способностью задерживать процессы старения растительных организмов и поддерживать нормальный обмен веществ у пожелтевших листьев, вызывать их вторичное позеленение.

    Цитокинины участвуют в мобилизации-притягивании питательных веществ к местам локализации: плодам, семенам, клубням. Освобождают боковые почки от апикального доминирования, вызываемого ауксином, стимулируют их рост. На молекулярном уровне цитокинины в комплексе со специфическим белковым рецептором увеличивают активность РНК-полимеразы и матричную активность хроматина, при этом повышается количество полирибосом и синтез белков. Цитокинины участвуют в синтезе фермента нитратредуктазы и транспорте ионов Н + , K + , Са 2+ .

    Образуются в корнях, откуда передвигаются вверх по стеблю в акропетальном направлении.

    Абсцизины

    Абсцизины — естественные ингибиторы терпеноидной природы. Задерживают рост в фазе деления и растяжения клеток, не проявляют токсического действия даже в высоких концентрациях. Индуцируют наступление состояния покоя у растений, ускоряют опадание листьев и плодов (абсцизия), тормозят рост колеоптилей, задерживают прорастание семян.

    Сдерживая избыточный рост стебля, абсцизины направляют метаболиты на формирование фотосинтетического аппарата, то есть координируют ростовой процесс. Участвуют в механизмах стресса, регулируя устьичные движения.

    Абсцизовая кислота быстро накапливается в тканях при действии на растения неблагоприятных факторов внешней среды, прежде всего при водном дефиците, вызывая закрытие устьиц, снижая транспирацию и сокращая энергетические затраты. На молекулярном уровне абсцизины ингибируют синтез ДНК, РНК и белков. Могут снижать функциональную активность Н + -помпы.

    Абсцизовая кислота синтезируются в листьях, транспортируются вверх и вниз по стеблю. Кроме того, образуется в корневом чехлике.

    Этилен

    Этилен — специфический гормон, синтезируется во всех органах растения из метионина. Вносит вклад в регуляцию роста и развития растений. Участвует в поддержании апикального изгиба у выращенных в темноте проростков, вызывает эпинастию, то есть быстрый рост верхней стороны органа, в результате которого лист или лепесток изгибается книзу. По этой причине его используют для ускорения раскрывания цветков. Опускание листьев под действием этилена сокращает транспирацию.

    Этилен отвечает за контролируемое ауксином подавление роста латеральных почек, обнаруживающих апикальное доминирование. Тормозит деление клеток и удлинение проростков, изменяет направление роста клеток с продольного на поперечное, уменьшая длину и утолщая стебель. Способствуя старению тканей, этилен ускоряет опадание листьев, увядание цветков и ускоряет созревание плодов.

    В большинстве случаев увеличивает период покоя семян и клубней, способствует смещению пола растений в женскую сторону, играет роль медиатора гормонального комплекса в процессах корреляционных взаимодействий в растении. Тормозит полярный транспорт ауксина и способствует образованию его конъюгатов. Этилен регулирует реакцию стресса в растениях. На молекулярном уровне повышает проницаемость клеточных мембран и скорость синтеза белка.

    Брассиностероиды

    Брассиностероиды — гормоны, поддерживающие работу иммунной системы растения, прежде всего в стрессовых ситуациях. Стероиды, также как гиббереллины и абсцизовая кислота, входят в класс терпеноидов.

    Брассиностероиды содержатся в каждой растительной клетке, однако их естественный уровень в изменившейся экологической ситуации оказывается недостаточным для поддержания иммунитета и нормального развития в течение всей вегетации.

    Препараты - стимуляторы роста растений

    Гумат натрия

    Кампозан М

    Кампозан М применяется для предотвращения полегания льна-долгунца, озимой ржи, ячменя озимого.

    Розалин

    Розалин используют на хлопчатнике для предотвращения опадения коробочек и повышения урожая хлопка-сырца.

    Фоспинол

    Фоспинол увеличивает урожай картофеля на 15-20%, уменьшает поражаемость грибными и вирусными болезнями, улучшает лежкоспособность клубней.

    Тур, или хлормекват хлорид, и хлорхолинхлорид применяют в посевах зерновых культур, прежде всего озимых. Препятствует полеганию высокоурожайных хлебов за счет утолщения соломины, упрочения механических тканей и уменьшения длины стебля.

    Иммуноцитофит

    Иммуноцитофит — смесь полиненасыщенных жирных кислот с высоким содержанием архидоновой кислоты. Применяется на зерновых, зернобобовых, корне- и клубнеплодных, овощных, технических и плодовых культурах в качестве многоцелевого стимулятора защитных реакций, роста и развития растений.

    Стимулирует естественный иммунитет к болезням, таким как фитофтороз, различные виды парши, черная ножка, мучнистая роса, гнили, бактериозы. Ускоряет прорастание семян, созревание плодов, образование пробкового слоя на клубнях и корнеплодах; увеличивает размеры цветков, зеленую массу и кустистость; обеспечивает повышение урожая на 20-30%, снижает потери урожая при хранении.

    Применение регуляторов роста растений

    Для эффективного применения регуляторов роста растений необходимо соблюдать условия:

    1. положительный эффект может достигаться только в случае, если в растении или в отдельных органах не хватает эндогенных фитогормонов;
    2. клетки, ткани и органы должны быть восприимчивы к фитогормонам;
    3. действие всех регуляторов роста зависит от концентрации, передозировка приводит к ингибирующему эффекту;
    4. оптимальное обеспечение растений водой и питательными веществами.

    Регуляторы роста не заменяют питание растений. По мнению М.Х. Чайлахана (1976), они повышают “аппетит” и поэтому стимулируют ростовые процессы.

    Регуляторы роста растений используют для:

    • стимулирования укоренения черенков;
    • получения партенокарпических (бессемянных) плодов;
    • повышения производства бессемянных сортов винограда;
    • прореживания цветков и завязей плодовых культур;
    • уничтожения сорной растительности;
    • торможения удлинения стебля;
    • регуляции покоя;
    • ускорения созревания плодов.

    Из регуляторов роста ауксиновой природы получили применение в сельском хозяйстве 1-нафтилуксусная кислота (1-НУК), индометил-3-масляная кислота (ИМК), 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т), 2-нафтоксиуксусная кислота (2-НОУК), 4-хлорфеноксиуксусная кислота (4Х), гидразид малеиновая кислота (ГМК), 2-метил-4-хлорфеноуксусная кислота (2М 4Х) и 2,4-дихлорфеноксимасляная кислота (2,4-ДМ). 1-НУК и ИМК успешно применяются в садоводстве для укоренения черенков, повышения приживаемости саженцев и восстановления корневой системы у пересаженных кустарников и деревьев.

    Практическое применение имеют гиббереллины. Опрыскивание виноградных растений во время цветения водным раствором, содержащим 30-35 г/га гибберелловой кислоты, повышает урожайность бессемянных (кишмишных) сортов на 10-15%. Применяется также при выращивании цитрусовых.

    Цитокинины нашли применение в культуре ткани. Они являются фактором, необходимым для получения культуры дедифференцированной каллусной ткани, а также для индукции затем органогенеза и соматического эмбриогенеза. Цитокинин необходим также для поддержания функциональной активности изолированных тканей и органов.

    Этилен используется в качестве стимулятора созревания плодов и овощей.

    Ретарданты

    Ретарданты — синтетические вещества, тормозящие синтез гиббереллинов, подавляющие рост стебля и вегетативных побегов, придающие растению устойчивость к полеганию.

    Ретарданты избирательно тормозят рост стебля, не оказывают при этом отрицательного действия на физиолого-биохимические процессы. Действие основано на торможении деления клеток срединной и подверхушечной зон меристемы конуса нарастания, образующих стебель. На верхушечную зону меристемы, из которой развиваются листья и генеративные органы, ретарданты не оказывают влияния. Эти регуляторы тормозят рост клеток стебля в длину и усиливают их деление в поперечном направлении, за счет чего стебель становится более коротким и толстым. Одновременно усиливается развитие механических тканей: утолщаются клеточные стенки, увеличивается число сосудистоволокнистых пучков. Одновременно ретарданты способствуют росту корней, увеличивают площадь ассимиляционной поверхности листьев и содержания пластидных пигментов, повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды.

    В настоящее время изучено более тысячи химических соединений с ретардантными свойствами. Большинство относятся к четырем группам веществ:

    1. четвертичным ониевые соединения;
    2. производным гидразина;
    3. производные триазола;
    4. этиленпродуцирующие.

    Среди ретардантов на основе четвертичных ониевых солей распространены хлорхолинхлорид (ССС), морфол и пике. Характерный ретардантный эффект этих препаратов обусловлен их способностью прерывать биосинтез гиббереллинов. Их введение блокирует образование геранилгеранилпирофосфата и последующую его циклизацию в энткаурен, который является промежуточным звеном в синтезе гиббереллинов.

    Производные триазола блокируют биосинтез гиббереллинов, препятствуя окислению энткаурена в кауреновую кислоту.

    Этиленпродуцирующие препараты не прерывают биосинтез гиббереллина, их действие связано с антигиббереллиновым эффектом, который проявляется при образовании гормон-рецепторного комплекса или на последующих этапах реализации гормональной активности гиббереллинов.

    Механизм действия производных гидразина также не связан с ингибированием синтеза гиббереллинов, а обусловлен подавлением их гормональной активности.

    Из всех известных ретардантов наибольшее практическое значение имеет хлорхолинхлорид (ССС), более известный под названием Тур. Этот ретардант дает хорошие результаты в посевах зерновых культур. Для повышения устойчивости к полеганию хлорхолинхлорид вносят в период кущения — начала трубкования в расчете 3-12 кг/га. Не снижает качество зерна, увеличивает урожай, уменьшает экономические затраты на уборку.

    Читайте также: