FITOHORMONY: RODZAJE I ICH CECHY - BIOLOGIA - 2026

W fitohormonów lub hormonów roślinnych, są substancje organiczne produkowane przez komórki roślinne z roślin. Zsyntetyzowane w określonym miejscu, mogą działać regulując metabolizm, wzrost i rozwój rośliny.

Różnorodność biologiczna charakteryzuje się obecnością osobników o różnej morfologii, przystosowanych do określonych siedlisk i form rozmnażania. Jednak na poziomie fizjologicznym wymagają one tylko pewnych substancji związanych z ekspresją morfogenną podczas procesu wzrostu i rozwoju.

Zastosowanie hormonów roślinnych. Źródło: pixabay.com

Pod tym względem hormony wegetatywne są związkami naturalnymi, które w minimalnych stężeniach (<1 ppm) mają właściwość regulowania procesów fizjologicznych. Powstają w jednym miejscu i przemieszczają się w inne, gdzie regulują określone procesy fizjologiczne: pobudzenie, zahamowanie lub modyfikację rozwoju.

Ksylem i łyko

Rzeczywiście, fitohormony krążą w roślinach przez tkanki naczyniowe: ksylem i łyko. Odpowiada za różne mechanizmy, takie jak kwitnienie, dojrzewanie owoców, opadanie liści czy wzrost korzeni i łodyg.

W niektórych procesach bierze udział pojedynczy fitohormon, chociaż czasami występuje synergizm, poprzez interwencję kilku substancji. Podobnie może wystąpić antagonizm, w zależności od stężeń w tkance roślinnej i określonych procesów fizjologicznych.

Odkrycie

Odkrycie hormonów roślinnych lub fitohormonów nastąpiło stosunkowo niedawno. Stymulacja podziału komórek i powstawanie rodnikowych pędów stanowiło jedno z pierwszych eksperymentalnych zastosowań tych substancji.

Pierwszym zsyntetyzowanym i komercyjnie stosowanym fitohormonem była auksyna, następnie odkryto cytokininę i giberelinę. Inne substancje, które działają jako regulatory, to kwas abscysynowy (ABA), etylen i brasinosteroidy.

Procesy takie jak elongacja, różnicowanie komórek oraz proliferacja wierzchołków i pędów korzeni to tylko niektóre z jego funkcji. Podobnie stymulują kiełkowanie nasion, kwitnienie, owocowanie i dojrzewanie owoców.

W tym kontekście fitohormony stanowią uzupełnienie pracy rolniczej. Jego stosowanie pozwala na uzyskanie plonów o mocnym systemie korzeniowym, jednolitej powierzchni liści, określonych okresach kwitnienia i owocowania oraz równomiernym dojrzewaniu.

cechy

Fitohormony, związane z różnymi mechanizmami fizjologicznymi podczas różnicowania komórek i wzrostu roślin, występują w naturze nieliczne. Pomimo ich niewielkiej liczby, są uprawnione do regulowania reakcji wzrostu i rozwoju rośliny.

Rzeczywiście, substancje te znajdują się we wszystkich roślinach lądowych i wodnych, w różnych ekosystemach i formach życia. Występuje naturalnie we wszystkich gatunkach roślin, u gatunków handlowych, gdzie doceniono jego potencjał.

Na ogół są to cząsteczki o prostej budowie chemicznej, bez powiązanych grup białek. W rzeczywistości jeden z tych hormonów roślinnych, etylen, ma charakter gazowy.

Jego działanie nie jest precyzyjne, zależy od jego stężenia w środowisku, a także warunków fizycznych i środowiskowych rośliny. Podobnie, może pełnić swoją funkcję w tym samym miejscu lub przenosić się do innej struktury rośliny.

W niektórych przypadkach obecność dwóch hormonów roślinnych może wywołać lub ograniczyć pewien mechanizm fizjologiczny. Regularne poziomy dwóch hormonów mogą prowadzić do proliferacji pędów i późniejszego różnicowania morfologicznego.

cechy

• Podział i wydłużanie komórek.
• Różnicowanie komórek.
• Tworzenie pędów radykalnych, bocznych i wierzchołkowych.
• Promują tworzenie korzeni przybyszowych.
• Wywołują kiełkowanie lub spoczynek nasion.
• Opóźniają starzenie się liści.
• Indukują kwitnienie i owocowanie.
• Promują dojrzewanie owoców.
• Pobudza roślinę do tolerowania warunków stresowych.

Mechanizm akcji

Fitohormony działają w tkankach roślin na różne sposoby. Wśród głównych możemy wymienić:

• Synergizm: reakcja obserwowana przez obecność fitohormonu w określonej tkance i przy określonym stężeniu jest zwiększona przez obecność innego fitohormonu.
• Antagonizm: stężenie jednego fitohormonu zapobiega ekspresji drugiego hormonu roślinnego.
• Hamowanie: stężenie fitohormonu zachodzi jako substancja regulacyjna, która spowalnia lub zmniejsza funkcję hormonalną.
• Kofaktory: fitohormon działa jako substancja regulacyjna, wywierając działanie katalityczne.

Rodzaje

Obecnie istnieje pięć rodzajów substancji, które, naturalnie syntetyzowane w roślinie, nazywane są fitohormonami. Każda cząsteczka ma określoną strukturę i wykazuje właściwości regulacyjne w zależności od jej stężenia i miejsca działania.

Główne fitohormony to auksyna, giberelina, cytokinina, etylen i kwas abscysynowy. Również brasinosteroidy, salicylany i jasmoniany można wymienić jako substancje o właściwościach zbliżonych do fitohormonów.

Auxins

Są to hormony, które regulują wzrost roślin, stymulują podział komórek, wydłużanie oraz orientację łodyg i korzeni. Sprzyjają rozwojowi komórek roślinnych poprzez gromadzenie wody oraz stymulują kwitnienie i owocowanie.

Występuje powszechnie w roślinach w postaci kwasu indolooctowego (IAA), w bardzo małych stężeniach. Inne formy naturalne to kwas 4-chloro-indolooctowy (4-Cl-IAA), kwas fenylooctowy (PAA), kwas indolomasłowy (IBA) i kwas indolopropionowy (IPA).

Auksyna (kwas indoloctowy - IAA) Źródło: wikipedia.org

Są syntetyzowane w merystemach wierzchołków łodyg i liści, przenosząc się do innych obszarów rośliny poprzez translokację. Ruch odbywa się przez miąższ wiązek naczyniowych, głównie w kierunku podstawy i korzeni.

Auksyny biorą udział w procesach wzrostu i przemieszczania się składników odżywczych w roślinie, ich brak powoduje niekorzystne skutki. Roślina może zatrzymać wzrost, nie otwiera produkcji pąków, a kwiaty i owoce stają się niedojrzałe.

W miarę wzrostu rośliny nowe tkanki wytwarzają auksyny, sprzyjając rozwojowi pąków bocznych, kwitnieniu i owocowaniu. Gdy roślina osiągnie maksymalny rozwój fizjologiczny, auksyna schodzi do korzeni, hamując rozwój radykalnych pędów.

W końcu roślina przestaje tworzyć korzenie przybyszowe i rozpoczyna się proces starzenia. W ten sposób stężenie auksyn wzrasta w obszarach kwitnienia, sprzyjając owocowaniu i późniejszemu dojrzewaniu.

Cytokininy

Cytokininy to fitohormony, które biorą udział w podziale komórek tkanek niemerystematycznych, wytwarzane w merystemach korzeni. Najbardziej znaną naturalną cytokininą jest zeatyna; podobnie kinetyna i 6-benzyloadenina mają aktywność cytokininową.

Hormony te działają w procesach różnicowania komórkowego i regulacji fizjologicznych mechanizmów roślin. Ponadto wpływają na regulację wzrostu, starzenie się liści i transport składników odżywczych na poziomie łyka.

Cytokinina (Zeatin) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Zeatin.svg

Istnieje ciągła interakcja między cytokininami i auksynami w różnych procesach fizjologicznych rośliny. Obecność cytokinin stymuluje tworzenie się gałęzi i liści, które wytwarzają auksyny przemieszczane do korzeni.

Później nagromadzenie auksyn w korzeniach sprzyja rozwojowi nowych włośników, które wytwarzają cytokininę. Ta zależność przekłada się na:

• Wyższe stężenie Auksyn = wyższy wzrost korzeni
• Wyższe stężenie cytokinin = większy wzrost liści i listowia.

Generalnie wysoki procent auksyny i niski poziom cytokininy sprzyjają tworzeniu korzeni przybyszowych. Wręcz przeciwnie, gdy procent auksyny jest niski, a procent cytokininy jest wysoki, preferowane jest tworzenie pędów.

Na poziomie handlowym te fitohormony są używane razem z auksynami do bezpłciowego rozmnażania roślin ozdobnych i owocowych. Dzięki zdolności do stymulacji podziałów i różnicowania komórek, pozwalają na uzyskanie materiału klonalnego o doskonałej jakości.

Podobnie, ze względu na zdolność do opóźniania starzenia się rośliny, jest szeroko stosowany w uprawie kwiatów. Zastosowania w uprawach kwiatowych pozwala łodygom dłużej zachować zielone liście w okresie pożniwnym i komercjalizacji.

Gibereliny

Gibereliny to fitohormony wzrostu, które biorą udział w różnych procesach wydłużania komórek i rozwoju roślin. Jej odkrycie pochodzi z badań prowadzonych na plantacjach ryżu, które wytworzyły łodygi o nieokreślonym wzroście i niskiej produkcji zbóż.

Ten fitohormon działa na indukcję wzrostu łodygi oraz rozwoju kwiatostanów i kwitnienia. Wspomaga również kiełkowanie nasion, ułatwia gromadzenie rezerw w ziarnach i sprzyja rozwojowi owoców.

Gibberellins (Ac. Gibberellic A3) Firma Calvero. (Self made with ChemDraw.), Via Wikimedia Commons Synteza giberelin zachodzi w komórce i sprzyja przyswajaniu i przemieszczaniu się składników odżywczych do komórki. Te składniki odżywcze zapewniają energię i elementy do wzrostu i wydłużania komórek.

Giberelina jest magazynowana w węzłach łodygi, sprzyja wielkości komórek i stymuluje rozwój bocznych pąków. Jest to bardzo przydatne w przypadku upraw, które wymagają dużej produkcji gałęzi i liści, aby zwiększyć ich produktywność.

Praktyczne zastosowanie giberelin wiąże się z auksynami. W rzeczywistości auksyny promują wzrost podłużny, a gibereliny stymulują wzrost boczny.

Zaleca się dozowanie obu fitohormonów, aby uprawa rozwijała się równomiernie. W ten sposób unika się tworzenia słabych i krótkich pędów, które mogą powodować „wyleganie” pod wpływem wiatru.

Generalnie gibereliny są używane do zatrzymania okresu spoczynku nasion, takich jak bulwy ziemniaka. Stymulują również zawiązywanie nasion takich jak brzoskwinie, brzoskwinie czy śliwki.

Etylen

Etylen jest substancją gazową, która działa jak hormon roślinny. Jego ruch w roślinie odbywa się poprzez dyfuzję przez tkanki i jest wymagany w minimalnych ilościach, aby wywołać zmiany fizjologiczne.

Główną funkcją etylenu jest regulacja ruchu hormonów. Pod tym względem jego synteza zależy od warunków fizjologicznych lub sytuacji stresowych rośliny.

Źródło etylenu: wikipedia.org

Na poziomie fizjologicznym etylen jest syntetyzowany w celu kontrolowania ruchu auksyn. W przeciwnym razie składniki odżywcze byłyby kierowane tylko do tkanek merystematycznych ze szkodą dla korzeni, kwiatów i owoców.

Podobnie kontroluje dojrzałość reprodukcyjną rośliny, wspomagając procesy kwitnienia i owocowania. Ponadto w miarę starzenia się rośliny zwiększa się jej produkcja, co sprzyja dojrzewaniu owoców.

W warunkach stresowych sprzyja syntezie białek, które umożliwiają przezwyciężenie niekorzystnych warunków. Nadmierne ilości sprzyjają starzeniu i śmierci komórek.

Ogólnie etylen działa na powstrzymywanie się liści, kwiatów i owoców, dojrzewanie owoców i starzenie się rośliny. Ponadto interweniuje w różnych reakcjach rośliny na niekorzystne warunki, takie jak rany, stres wodny czy atak patogenów.

Kwas

Kwas abscysynowy (ABA) to hormon roślinny, który bierze udział w procesie odcięcia różnych organów rośliny. Pod tym względem sprzyja opadaniu liści i owoców, sprzyjając chlorozie tkanek fotosyntetycznych.

Ostatnie badania wykazały, że ABA sprzyja zamykaniu aparatów szparkowych w warunkach wysokiej temperatury. W ten sposób zapobiega się utracie wody przez liście, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na płyn witalny.

Kwas abscysynowy. Źródło: wikipedia.org

Inne mechanizmy kontrolowane przez ABA obejmują syntezę białek i lipidów w nasionach. Ponadto zapewnia tolerancję na wysychanie nasion i ułatwia przejście między kiełkowaniem a wzrostem.

ABA promuje tolerancję na różne warunki stresu środowiskowego, takie jak wysokie zasolenie, niska temperatura i niedobór wody. ABA przyspiesza wnikanie jonów K + do komórek korzeni, sprzyjając wnikaniu i zatrzymywaniu wody w tkankach.

W ten sam sposób działa hamująco na wzrost roślin, głównie łodygi, generując rośliny o wyglądzie „karłów”. Niedawne badania roślin traktowanych ABA wykazały, że ten fitohormon sprzyja uśpieniu pąków wegetatywnych.

Brassinosteroidy

Brassinosteroidy to grupa substancji, które w bardzo małych stężeniach działają na zmiany strukturalne w roślinie. Jego użycie i zastosowanie są bardzo niedawne, więc jego zastosowanie w rolnictwie nie jest jeszcze powszechne.

Jego odkrycia dokonano poprzez syntezę związku o nazwie Brasinólida z pyłku rzepy. Ta substancja o budowie steroidowej, stosowana w bardzo małych stężeniach, jest w stanie generować zmiany strukturalne na poziomie tkanek merystematycznych.

Najlepsze efekty stosowania tego hormonu uzyskuje się, gdy chce się uzyskać produktywną odpowiedź rośliny. Pod tym względem Brasinólida ingeruje w procesy podziału, elongacji i różnicowania komórek, a jej zastosowanie jest przydatne w kwitnieniu i owocowaniu.

Bibliografia

1. Azcon-Bieto, J. (2008) Fundamentals of Plant Physiology. McGraw-Hill. Ameryka Środkowa Hiszpania. 655 s.
2. Fitohormony: regulatory wzrostu i biostymulanty (2007) Od semantyki do agronomii. Odżywianie. Odzyskane w: redagricola.com
3. Gómez Cadenas Aurelio i García Agustín Pilar (2006) Fitohormony: metabolizm i sposób działania. Castelló de la Plana: Publikacje Universitat Jaume I. DL. ISBN 84-8021-561-5 .Linki zewnętrzne
4. Jordán, M. i Casaretto, J. (2006). Hormony i regulatory wzrostu: auksyny, gibereliny i cytokininy. Squeo, F, A. i Cardemil, L. (red.). Plant Physiology, 1-28.
5. Jordán, M. i Casaretto, J. (2006). Hormony i regulatory wzrostu: etylen, kwas abscysynowy, brasinosteroidy, poliaminy, kwas salicylowy i kwas jasmonowy. Plant Physiology, 1-28.