После опрыскивания растений раствором абсцизовой кислоты устьица
Обновлено: 07.07.2024
Абсцизовая кислота (англ. ABA ), абсцизин, дормин — это гормон растений (изопреноид). Показана роль абсцизовой кислоты во многих процессах развития растений, в частности, в спячке почек.
Содержание
Функции
Первоначально для абсцизовой кислоты предполагалась роль в опадании листьев, но в настоящий момент такая роль показана лишь для небольшого числа растений. У растений описаны сигнальные пути связанные с абсцизовой кислотой при ответе на стресс и патогены. [2] [3] Обнаружены и секвенированы гены, продукты которых принимают участие в биосинтезе абсцизовой кислоты. [4] [5] Абсцизовая кислота синтезируется некоторыми патогенными грибами по другому пути, чем у растений. [6]
Показана роль абсцизовой кислоты в опадании листьев. При подготовке к зиме абсцизовая кислота синтезируется в концевых почках растений. Это приводит к замедлению роста, а из прилистников образуются защитные чешуйки, покрывающие спящие почки в холодный период. Абсцизовая кислота останавливает деление клеток камбия и останавливает первичный и вторичный рост.
Абсцизовая кислота также образуется в корнях растений в ответ на снижение водного потенциала, а также при стрессе. Затем абсцизовая кислота поступает в листья, где изменяет осмотический потенциал устьичных клеток, и вызывает закрывание устьиц. Закрывание устьиц снижает транспирацию и предотвращает дальнейшую потерю воды через листья.
Описаны мутанты Arabidopsis thaliana, дефицитные по синтезу абсцизовой кислоты. Такие растения имеют нарушения покоя семян, при прорастании, в структуре устьиц, некоторые мутанты имеют задержки роста и коричнево-желтые листья. [7]
абсцизовая кислота (АБК) является одним из основных гормонов в овощах. Эта молекула участвует в ряде важных физиологических процессов, таких как прорастание семян и устойчивость к воздействию окружающей среды..
Исторически, он имел обыкновение относиться к абсцизовой кислоте с процессом отторжения листьев и плодов (отсюда и его название). Однако в настоящее время принято считать, что АБА не участвует непосредственно в этом процессе. Фактически, многие из традиционных функций, которые были приписаны гормонам, были поставлены под сомнение современными технологиями..
В растительных тканях недостаток воды приводит к потере тургора в структурах растения. Это явление стимулирует синтез АБК, вызывая реакции адаптивного типа, такие как закрытие устьиц и изменение паттерна экспрессии генов..
АБК также был выделен из грибов, бактерий и некоторых метазойных организмов, включая людей, хотя в этих линиях не было определено специфической функции молекулы..
Историческая перспектива
В 1949 году эта молекула была выделена. Благодаря изучению спящих почек было установлено, что они содержат важные количества потенциально ингибирующего вещества..
Это было связано с блокированием действия ауксина (гормона растений, известного в основном своим участием в росте) у колеоптилей овес.
Из-за своих ингибирующих свойств это вещество изначально называется дормин. Впоследствии некоторые исследователи выявили вещества, способные усиливать процесс отреза в листьях, а также в плодах. Один из этих дорминов был идентифицирован химически и назван "абсцизиной" - по его действию во время абсциссии..
Следующие исследования были в состоянии подтвердить, что звонки dorminas и абсцисины были химически одним и тем же веществом, и оказалось, что они названы абсцизовой кислотой..
черты
Abscisic кислота, сокращенно ABA, представляет собой растительный гормон, участвующий в ряде физиологических реакций, таких как реакции на периоды стресса в окружающей среде, созревание эмбриона, деление и удлинение клеток, прорастание семян, среди других..
Этот гормон содержится во всех растениях. Это может также быть найдено в некоторых очень определенных разновидностях грибов, бактерий и некоторых metazoan - от cnidarians до людей.
Он синтезируется в интерьере растительных пластид. Этот анаболический путь имеет в качестве предшественника молекулу, называемую изопентенил пирофосфат.
Обычно его получают из нижних отделов плодов, особенно в нижней части яичника. Концентрация абсцизовой кислоты увеличивается, когда приближается падение плодов..
Если абсцизовая кислота применяется экспериментально в части вегетативных почек, зачатки листьев превращаются в катафиллы, а желток становится зимующей структурой..
Физиологические реакции растений сложны, и в них вовлечено несколько гормонов. Например, похоже, что гибберилины и цитокинины оказывают противоположное действие на абсцизовую кислоту..
структура
Структурно молекула абсцизовой кислоты имеет 15 атомов углерода, и ее формула C15H20О4, где углерод 1 'представляет оптическую активность.
Это слабая кислота с рКа, близким к 4,8. Хотя есть несколько химических изомеров этой молекулы, активной формой является S - (+) - ABA, с боковой цепью 2-цис-4-транс. Форма R показала активность только в некоторых испытаниях.
Механизм действия
АБА характеризуется очень сложным механизмом действия, который не был полностью раскрыт.
Еще не было возможности идентифицировать рецептор АБК - подобный тем, которые были обнаружены для других гормонов, таких как ауксины или гибберилины. Однако некоторые мембранные белки, по-видимому, участвуют в передаче сигналов гормона, такие как GCR1, RPK1 и другие..
Кроме того, известно значительное количество вторичных мессенджеров, участвующих в передаче гормонального сигнала..
Наконец, было идентифицировано несколько сигнальных путей, таких как рецепторы PYR / PYL / RCAR, 2C фосфатазы и SnRK2 киназы..
Функции и эффекты на растения
Abscisic кислота была связана с широким спектром основных процессов растений. Среди его основных функций можно отметить развитие и прорастание семян.
Он также участвует в реагировании на экстремальные условия окружающей среды, такие как холод, засуха и регионы с высокой концентрацией соли. Далее опишем наиболее актуальные:
Водный стресс
Особое внимание было уделено участию этого гормона в присутствии водного стресса, когда увеличение гормона и изменение характера экспрессии генов имеет важное значение в ответе растения..
Когда засуха влияет на растение, это может быть подтверждено тем, что листья начинают увядать. В этот момент абсцизовая кислота перемещается к листьям и накапливается в них, вызывая закрытие устьиц. Это клапано-подобные структуры, которые обеспечивают газообразный обмен в растениях..
Abscisic кислота действует на кальций: молекула, способная действовать как второй посланник. Это вызывает увеличение открытия ионно-калиевых каналов, расположенных на внешней стороне плазматической мембраны клеток, из которых состоят устьица, называемые защитными клетками..
Таким образом, происходит значительная потеря воды. Это осмотическое явление приводит к потере тургора растения, делая его слабым и вялым. Предполагается, что эта система работает как предупредительная сигнализация для процесса засухи..
В дополнение к закрытию устьиц, этот процесс также включает ряд реакций, которые изменяют экспрессию генов, затрагивая более 100 генов.
Покой семени
Покой семян - это адаптивное явление, которое позволяет растениям противостоять неблагоприятным условиям окружающей среды, будь то свет, вода, температура и другие. Не прорастая на этих стадиях, рост растения обеспечивается во времена, когда среда является более благоприятной.
Предотвращение прорастания семян в середине осени или в середине лета (если это происходит в эти времена, шансы на выживание очень низки) требует сложного физиологического механизма.
Исторически считалось, что этот гормон играет решающую роль в прекращении прорастания в периоды, которые вредны для роста и развития. Было обнаружено, что уровни абсцизовой кислоты могут возрасти до 100 раз в течение процесса созревания семян..
Эти высокие уровни указанного растительного гормона ингибируют процесс прорастания и, в свою очередь, вызывают образование группы белков, которые помогают устойчивости к недостатку воды.
Прорастание семян: устранение абсцизовой кислоты
Чтобы семена прорастали и завершили свой жизненный цикл, абсцизовая кислота должна быть удалена или инактивирована. Есть несколько способов достичь этой цели.
Например, в пустынях абсцизовая кислота удаляется в дождливые периоды. Другие семена нуждаются в световых или температурных стимулах для инактивации гормона.
Событие прорастания определяется гормональным балансом между абсцизовой кислотой и гибберилинами (другим широко известным растительным гормоном). В зависимости от того, какое вещество преобладает в растении, прорастание происходит или не происходит.
События, связанные с потерей сознания
Сегодня есть доказательства, подтверждающие идею о том, что абсцизовая кислота не участвует в покое желтка, и, как ни странно, иронично, но не в опущении листьев - процесс, от которого происходит его название..
В настоящее время известно, что этот гормон не контролирует напрямую явление отторжения. Высокое содержание кислоты отражает ее роль в развитии старения и реакции на стресс, события, предшествующие опущению.
Задержка роста
Abscisic кислота действует как антагонист (то есть играет противоположные функции) гормонов роста: ауксины, циклинины, гибберилины и брассиностероиды.
Часто эти антагонистические отношения включают множественные отношения между абсцизовой кислотой и различными гормонами. Таким образом, физиологический результат достигается в овощах.
Хотя этот гормон считается ингибитором роста, до сих пор нет конкретных доказательств, которые могли бы полностью поддержать эту гипотезу..
Известно, что в молодых тканях содержится значительное количество абсцизовой кислоты, и мутанты, дефицитные по этому гормону, являются карликами: в основном из-за их способности уменьшать потоотделение и чрезмерно продуцировать этилен.
Циркадные ритмы
Было установлено, что существуют ежедневные колебания количества абсцизовой кислоты в растениях. Из-за этого предполагается, что гормон может действовать как сигнальная молекула, позволяя растению предвидеть колебания света, температуры и количества воды..
Потенциальные использования
Как мы уже упоминали, путь синтеза абсцизовой кислоты тесно связан с нехваткой воды..
Следовательно, этот путь и весь контур, участвующий в регуляции экспрессии генов и ферментов, участвующих в этих реакциях, являются потенциальной мишенью для создания с помощью генной инженерии вариантов, которые успешно переносят высокие концентрации соли и периоды нехватка воды.
Абсцизины (абсцизовая кислота, дормин, ABA (англ.), АБК — фитогормоны растений, с широким спекторм действия.
Абсцизины, абсцизовая кислота — фитогормон
История открытия
Абсцизины впервые были выделены из покоящихся почек явора в 1949 году Т. Хэмбергом. Позже они были найдены в клубнях, почках и других частях многих растений.
Свое название абсцизины получили от В. Лью и Х. Карнса, которые выделили их из сухих зрелых коробочек хлопчатника, и установили, что эти вещества ускоряют опадение обезлиственных черешков.
Химические свойства
Системное наименование абсцизовой кислоты: [S-(Z,E)]-5-(1-гидрокси-2,6,6 -триметил-4-оксо-2-циклогексен-1-ил)-3-метил-2,4-пентандиеновая кислота, химическая формула C15H20O4
Химически чистая абсцизовая кислота (АБК) представляет собой кристаллическое вещество, плохо растворяющееся в воде, но хорошо — в щелочах, хлороформе, ацетоне, спирте, эфире.
Она была обнаружена у всех исследованных высших растений, а также в хвощах, папоротниках, мхах. Ее аналог — лунуларовая кислота — была найдена в водорослях. До настоящего времени АБК не обнаружена у грибов и бактерий.
У высших растений АБК присутствует во всех органах, ее концентрация увеличивается в старых листьях, зрелых плодах, в семенах и покоящихся почках.
Кроме АБК в растениях найден ряд соединений, родственных ей по структуре и проявляющих сходную биологическую активность. К этим веществам относятся теаспирон, образующийся при ферментации чая, вомифолиол, блюменолы, гелиангин и др.
Действие абсцизинов на растения
Как и другие фитогормоны, абсцизовая кислота обладает полифизиологическим действием, влияет на рост и развитие растений.
Абсцизины как ингибиторы роста растений
Наиболее изучено действие АБК в качестве ингибитора роста. Гормон АБК оказывает сильное тормозящее рост действие в концентрациях 0,05 — 0,5 мкг/мл.
Таким образом, АБК является антагонистом ауксинов, гиббереллинов и цитокининов.
АБК ускоряет распад белков, хлорофилла, нуклеиновых кислот, тем самым активно влияет на процессы старения растительного организма, ускоряя их, способствует опадению листьев, созреванию плодов.
В растительных организмах концентрация АБК резко увеличивается в периоды стресса, будь то минеральное голодание, затопление, засуха, переохлаждение.
Абсцизины как стимуляторы роста
Однако в ряде случаев АБК, напротив, оказывает стимулирующее влияние на рост. Например, она устраняет ингибирующее влияние гиббереллина на рост корней.
В период засухи абсцизовая кислота активирует всасывание воды корнями.
Примеры действия абсцизинов на растения
Увеличение концентрации гормона при созревании семян предотвращает прорастание сформировавшихся семян.
Абсцизовая кислота играет важную роль в регулировании состояния покоя. Именно это вещество, прежде всего, обеспечивает глубокий покой семян, клубней, корнеплодов, спящих почек.
Абсцизины повышают неспецифическую устойчивость растений к различным неблагоприятным факторам среды. Растения, приспособленные, например, к недостатку элементов минерального питания, лучше переносят негативное воздействие других стрессовых факторов. Ученые связывают это с повышенным содержанием абсцизинов в тканях, накапливающейся в период адаптации к первому стрессу.
Повышение уровня абсцизовой кислоты при водном дефиците, например, имеет приспособительное значение: она вызывает быстрое закрывание устьиц, что снижает потерю воды за счет транспирации. Это позволяет использовать абсцизовую кислоту как вещество, снижающее расходование растением воды без снижения интенсивности фотосинтеза.
Абсцизины образуются в растениях в период предуборочного подсушивания растений при уплотнении почвы, в зелёных фруктах и семенах перед началом зимнего периода.
Показана роль абсцизовой кислоты в опадании листьев.
При подготовке к зиме абсцизовая кислота синтезируется в концевых почках растений. Это приводит к замедлению роста, а из прилистников образуются защитные чешуйки-колеоптели, покрывающие спящие почки в холодный период.
Абсцизовая кислота останавливает деление клеток камбия и останавливает первичный и вторичный рост.
Способы применения абсцизинов
Опрыскивание растений эфирами абсцизовой кислоты снижает расходование воды на 50%, причем эффект сохраняется достаточно продолжительное время: через 9 дней после опрыскивания снижение расходования сохраняется на уровне 20 — 25%.
Обработка абсцизинами семян многих видов растений удлиняет у них состояние покоя.
Способствуют абсцизины и удлинению покоя у клубней картофеля.
Друзья! Если вам понравилась статья на сайте "Свой домик в деревне"- поделитесь в социальных сетях, (кнопочки - под статьей)!
Семейство Кутровые — описание, роды, растения-представители
Семейство Кутровые необычайно интересное, ведь это и привычный Барвинок, и красавец Олеандр, и известное на весь.
Строительство дома на участке 2022 — разрешение на строительство, уведомление
С 2022 года упростилась процедура получения разрешения на строительство. , уведомление Ранее без соответствующей.
Семейство Зонтичные — описание, роды, растения-представители
Семейство Зонтичные широко распространено и известно практически всем без исключения, ведь к нему относят многие.
Где посадить виноград — 10 моментов, на которые надо обратить внимание
Абсцизовая кислота – гормон, который производится растениями. Благодаря особенным свойствам она нашла применение в нескольких сферах жизни человека. Одной из наиболее существенных из них является лечение рака. В статье рассмотрим подробное описание кислоты, как она борется с болезнью и где применяется, кроме медицины.
Что это такое и в чем содержится?
- он синтезируется в растениях;
- замедляет рост;
- помогает перейти растениям в состояние полного покоя.
АБК содержат листья, ветки, семена и даже корни растений. Наличие большого количества кислоты может полностью остановить рост. К эффектам АБК можно отнести покой семян и почек, опадение листьев. Кислота отвечает за подготовку к зиме растений. Покой наступает в период созревания семян. Состояние покоя семян и почек позволяет растениям сохранить жизнеспособность в зимние холода. С помощью абсцизовой кислоты в растениях происходят такие процессы:
- образуются белки и крахмал;
- закрываются устья;
- наступает обезвоживание семян.
Зачем она нужна растениям?
АБК для растений своего рода МЧС. Ее еще называют "гормоном стресса". Чтобы растение не погибло при неблагоприятных условиях, абсцизовая кислота дает команду на замедление роста либо переход в полный покой. К неблагоприятным условиям относятся:
- засуха;
- резкое колебание температуры воздуха;
- превышение допустимой влажности воздуха для определенного вида растений;
- зимний период.
При наступлении неблагоприятных условий повышается скорость синтезирования гормона, концентрация может увеличиться в 40 раз. С началом ростовых процессов после зимы и поливом растений содержание кислоты резко уменьшается. Немного отставая в росте, тем не менее, растение остается жизнеспособным.
Абсцизовая кислота и рак
Всевозможные медицинские лаборатории каждый год выпускают новые лекарства для лечения онкологических заболеваний. Неизменной составляющей лечения является химиотерапия, которая кроме положительного эффекта дает множество побочных явлений.
Немаловажным фактором продвижения АБК в онкологию являются не выявленные противоречия в организме человека с приемом гормона. Ценность кислоты в лечении заключается в отсутствии побочных эффектов. Применять АБК рекомендуется после удаления операбельных опухолей. Изучая абсцизин, зарубежные ученые пришли к выводу:
Для укрепления иммунитета вместе с кислотой необходимо употреблять продукты с высоким содержанием витамина А. К ним относят:
- говяжью печень;
- сливки и молоко с высоким процентом жирности;
- сливочное масло, жирную рыбу (скумбрию, осетровые);
- из фруктов и овощей подходят тыква, петрушка, морковь, абрикосы, шпинат.
В отличие от зарубежных стран, Россия только приступила к изучению фармакологических свойств кислоты в онкологии.
Сколько стоит кислота?
АБК можно приобрести по направлению врача. Также он назначит дозировку и будет проверять эффективность лечения. Она доставляется в специальных условиях и хранится при соответствующей температуре. Более детальные условия хранения рассмотрены ниже.
Для других целей использования абсцизин доступен в интернете на специальных сайтах. Средняя цена абсцизовой кислоты за 100 мг составляет 3-5 тыс. руб. Также продавцы указывают степень ее очищенности, которая может варьироваться от 95 до 99 процентов.
Форма выпуска и хранение абсцизовой кислоты
Для внутреннего применения используется жидкая и твердая формы кислоты. Последняя существует в виде кристаллического бесцветного порошка в капсулах. Дозировка по 10 мг. Капсула выполнена из растительной целлюлозы. Считается, что в жидкой форме эффект применения намного выше.
АБК растворяется дистиллированной водой, этиловым спиртом и полисорбатом. Для различной концентрации гормона используются разные схемы разведения. В аптеках продаются в расфасовке по 100 и 250 мг. Абсцизовая кислота входит в состав пищевых добавок, которые могут восполнять суточную норму гормона.
Если больной принимает АБК в домашних условиях самостоятельно, нужно соблюдать правила хранения:
- при солнечном освещении и высокой температуре меняется химический состав кислоты;
- при приготовлении раствора нужно в его состав включать бикарбонат натрия и углекислоту;
- хранение маточного раствора предусматривает светонепроницаемые закрытые контейнеры;
- хранение обязательно в холодильнике.
Применение в других сферах
Применение абсцизовой кислоты особенно распространено в сельском хозяйстве и растениеводстве. Кислота относится к фитогормонам. В природе существует два противоположных гормона:
- этилен, отвечает за созревание плодов;
- абсцизин, отвечающий за старение плодов.
В сельском хозяйстве синтетические ингибиторы роста растений используются для предохранения преждевременного полегания зерновых культур. Достигается это путем уменьшения роста стебля.
При обработке абсцизовой кислотой хлопковых полей уменьшается потеря урожая за счет одновременного созревания.
В садоводстве используют АБК как опрыскиватель деревьев для одновременного опадения плодов. Самое известное применение кислоты – уничтожение сорняков гербицидами, в состав которых она входит. Обработанные фитогормоном старения 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. Использовать фитогормоны все чаще стали дачники, любители выращивания цветов и экологически чистых продуктов. Такие гормоны не являются химическими удобрениями, поэтому безопасны для людей.
Можно сказать, что абсцизовая кислота имеет большой спрос. Особенно она ценится как уникальное лекарство для эффективного уничтожения раковых клеток. Поскольку кислота является фитогормоном и не несет вреда человеческому организму, то она широко применяется в сельском хозяйстве для замедления или ускорения роста и созревания растений.
Читайте также: