3. Гормональная система растений
Фитогормоны образуются в процессе обмена веществ растений и оказывают в очень малых количествах регуляторное и координирующее влияние на физиологические процессы в разных органах растения. Различают стимуляторы и ингибиторы роста. Однако один и тот же гормон может стимулировать один процесс и ингибировать другой, а стимуляторы роста, применяемые в сверхоптимальных дозах, способны подавлять ростовые процессы. Гормоны полифункциональны, т.е. включают целые физиологические программы.
Ауксины
Главным представителем ауксинов в растениях является индолил-3-уксусная кислота (ИУК), ее количество в растениях колеблется от 1 до 100 мг/кг сырой массы. Она синтезируется из триптофана в верхушке (апексе) побега, а также растущих зародышах, семяпочках и семядолях. Движение ауксина в стебле и корне полярно. Разрушается необратимо ИУК-оксидазой или переходит в неактивное состояние, образуя комплексы с сахарами или аминокислотами.
Физиологические эффекты ауксинов: 1)Ауксин стимулирует растяжение клеток: ИУК активирует протонную помпу в плазмалемме, что приводит к закислению и разрыхлению клеточной стенки и тем самым способствует росту клеток растяжением.
2) Еще один эффект ауксинов — аттрагирующий (от латинского «attractio» — «привлечение»). Клетки меристемы «привлекают» к себе питательные вещества: сахарозу, аминокислоты, нуклеотиды, неорганические ионы, воду и др. Аттрагирующий эффект проявляется в зоне активных делений клеток.
3) Совместно с цитокининами ауксины вызывают деления клеток, которые также происходят в определенных клетках апекса побега.
4) С растяжением клеток в субапикальном районе связаны более сложные явления — тропизмы. Главная задача растягивающихся клеток — правильно ориентировать растущую верхушку побега в пространстве. При боковом освещении ауксины перераспределяются на теневую сторону, вызывая неравномерное растяжение и наклон в сторону света- фототропизм (или гелиотропизм). Если побег изменил положение в пространстве (наклонился, повален ветром и т.д.), то ауксины перераспределяются на физически нижнюю сторону. Субапикальная зона изгиба стремится вновь направить рост по вертикали. Это явление получило название гравитропизма (или геотропизма).
5) Под действием ауксина формируются проводящие пучки (преимущественно ксилема), поскольку стеблю необходим приток питательных веществ от корня.
6) В пазухах листьев создаются благоприятные условия для закладки и развития боковых побегов (почек). Однако, у большинства растений боковые побеги не развиваются пока главный побег активно растет. Подавление роста боковых почек в пользу апикальной меристемы получило название апикального доминирования. Если удалить верхушку побега, рост боковых побегов активизируется.
7) Ауксин влияет и на корневую систему. Поскольку большое количество ауксинов является сигналом о росте побегов, для обеспечения их роста растение должно образовать побольше корней. Обработка ауксинами вызывает закладку придаточных корней на стебле и боковых корней на главном корне (ризогенез). Этим эффектом часто пользуются в сельском хозяйстве, обрабатывая трудноукореняемые черенки растворами ауксинов.
Стимуляция развития бессемянных плодов — один из известных физиологических эффектов ауксинов. Аттрагирующий эффект ауксинов приводит к тому, что чем больше семян образовалось в плоде (т.е чем больше точек синтеза ауксинов), тем лучше плод обеспечивается питательными веществами. Обрабатывая бессемянные плоды раствором ауксина, можно создать у растения «иллюзию», что семена в них есть, туда направляются питательные вещества и это стимулирует развитие плодов.
Если ауксинов слишком много, то начинается синтез гормона-антагониста — этилена. Этилен он угнетает рост побегов в длину, способствует опадению листьев, ингибирует рост главного корня. Это свойство позволило использовать синтетический ауксин — 2.4-Д — в качестве гербицида, селективно убивающего двудольные.
Источник