Hormony roślinne (fitohormony) Hormony roślinne: • To związki chemiczne syntetyzowane w pewnych częściach rośliny służące do "komunikacji" pomiędzy poszczególnymi jej częściami. • Działają w bardzo małych stężeniach i wywołują reakcje fizjologiczne w danej części rośliny. • Wywołują wiele różnych reakcji, dlatego trudno ustalić jaki hormon zadziałał i spowodował taką, a nie inną reakcję. • Mogą one działać stymulująco bądź hamująco. Ze względu na zakres działań wyróżniamy: aktywatory auksyny etylen cytokininy gibereliny inhibitory kwas abscysynowy (ABA) etylen Ze względu na miejsce wytwarzania wyróżniamy: endogenne wytwarzają samodzielnie rośliny egzogenne syntetyczne preparaty Wyróżniamy 5 głównych grup hormonów roślinnych: • Auksyny (uczestniczy w reakcjach fototropicznych i geotropicznych). • Gibereliny (odpowiedzialne za „strzelanie w pęd kwiatowy”). • Cytokininy (budowa zbliżona do adeniny, stymulacja podziałów komórkowych – mitozy, a dokładniej cytokinezy, składnikiem pożywek w hodowli tkanek i komórek). • Kwas abscysynowy (ABA, reakcje na czynniki stresowe). • Etylen (gaz, wpływa na starzenie i dojrzewanie). AUKSYNY = kwas indolilooctowy (IAA). Miejsce syntezy - w młodych częściach roślin, w których odbywa się intensywny podział komórek: • wzrost komórek na długość, • hamowanie wzrostu pędów bocznych (ścięcie wierzchołka wzrostu powoduje rozrost pędów bocznych), • stymulowanie wzrostu korzeni, • hamowanie opadania liści i owoców, • stymulowanie podziałów komórkowych w tkance przyrannej, • indukowanie wytwarzania owoców z pominięciem zapylenia (partenokarpia), • kształtują pierwotne i wtórne tk. przewodzące (kambium). Syntetyczne auksyny stosuje się do ukorzeniania sadzonek (przyspiesz wzrost korzeni bocznych) i przyspiesza wzrost i rozwój roślin. Stosowana w dużych stężeniach jako herbicyd do niszczenia wrażliwych na nią chwastów dwuliściennych (nie są na niż wrażliwe jednoliścienne zboża). CYTOKININY Miejsce syntezy – stożek wzrostu korzenia. • pobudzanie różnicowania chloroplastów, • opóźnianie procesu starzenia się i hamowanie opadania liści, • przerywanie stanu spoczynku i pobudzanie kiełkowania nasion, • stymulowanie wzrostu pędu głównego bez hamowania wzrostu pędów bocznych, • stymulowanie podziałów komórkowych. W jaki sposób cytokininy oddziaływuja z auksynami? Rozwój pędów bocznych Rozwój korzeni bocznych cytokininy wysokie stężenie niskie stężenie auksyny niskie stężenie wysokie stężenie GIBERELINY Miejsce syntezy - w merystemach wierzchołkowych korzeni, łodyg, w młodych liściach i w nasionach. • stymulowanie wzrostu pędu głównego i hamowanie wzrostu p. bocznych, • przerywanie spoczynku zimowego pąków roślin drzewiastych i spoczynku nasion (działa antagonistycznie do auksyn), • przyspiesza zakwitanie niektórych roślin, • stymulowanie podziałów komórkowych w tkance przyrannej, • indukowanie wytwarzania owoców (z pominięciem zapylenia) u wybranych roślin, np.: u pomidora, ogórka i jabłoni. Udział GIBERELIN w procesie rozmnażania roślin W kwiatach gdzie głównym źródłem giberelin są pręciki hormon ten zapewnia żywotność pyłku, a nawet, po zapłodnieniu żywotność zygoty. Gwałtowny wzrost łagiewki pyłkowej jak również zapłodnienie jest pod kontrolą giberelin. Wpływają również na płeć kwiatów, szczególnie roślin rozdzielnopłciowych. Wysoki poziom giberelin w tkankach lub dostarczenie ich z zewnątrz sprzyja tworzeniu się kwiatów męskich, czemu towarzyszy zwykle intensywny wzrost wegetatywny. Roślinami u których obserwowano takie działanie giberelin są: morwa, topola, klon oraz ogórek. Udział GIBERELIN w indukcji kwitnienia Mogą one zastępować działanie światła lub niskiej temperatury u roślin wymagających dla kwitnienia długiego dnia lub chłodzenia. W przypadku indukcji kwitnienia u poszczególnych gatunków roślin musi zadziałać określona giberelina, w określonym stężeniu. KWAS ABSCYSYNOWY Miejsce syntezy – tkanki korzeni, nasion, owoców. • hamowanie fotosyntezy, procesów wzrostowych, • stymuluje rozwój łusek na pąkach wierzchołkowych, • indukuje wytwarzanie warstwy odcinającej w ogonkach owoców i liści, co powoduje ich opadanie, • przyspiesza starzenie się roślin, • zamyka aparaty szparkowe (podczas suszy), • wprowadza nasiona i pąki w stan spoczynku (hamowanie kiełkowania nasion). KWAS ABSCYSYNOWY – jego działanie względem innych hormonów • działa antagonistycznie do auksyn – hamuje elongację komórek i pobudza opadanie liści, • działa odwrotnie do działania giberelin (spoczynek pąków bocznych), • odwrotne działanie do cytokinin – przyspiesza starzenie się organów roślinnych • u roślin wieloletnich przed okresem zimy przyczynia się do rozwoju łusek ochronnych na pąkach wierzchołkowych ETYLEN Powstaje on w owocach, w trakcie ich dojrzewania. • przyspiesza dojrzewanie owoców, • starzenie się roślin, • przyspiesza opadania liści (przy zmniejszaniu stężenia auksyny i cytokininy). W miarę dojrzewania owocu powoduje: - przekształcanie skrobi w cukry proste (glukoza, fruktoza), - zmiana barwy zielonej na żółtą, pomarańczową czy czerwoną, - rozkład ściany komórkowej (mięknięcie owoców). Ćwiczenie dla ucznia - 1 – przyporządkuj charakterystyki (1 – 12 ) do odpowiednich fitohormonów (I – V) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. hamowania fotosyntezy, pobudzanie owoców do rozwoju bez zapłodnienia, starzenie się tkanek, pobudza zamykanie aparatów szparkowych, przerywa stan spoczynku nasion, wydłużanie komórek w strefie wzrostu, opóźnia procesy starzenia, powoduje zmianę barwy z zielonej na pomarańczową czy żółtą, hamowanie opadania liści i owoców, pobudza ukorzenianie się sadzonek, hamuje kiełkowanie nasion, pobudza podziały komórkowe I – auksyny, II – cytokininy, III – gibereliny, IV – etylen, V – kw. abscysynowy Odpowiedzi ćw. 1 I – auksyny – 2, 6, 9, 10, II – cytokininy – 7, III – gibereliny – 5, 12, IV – etylen – 3, 8, V – kw. abscysynowy – 1, 4, 11. Ćwiczenie dla ucznia - 2 Które hormony działają na: A – podział komórek … B – rozwój pąków bocznych … C – dojrzewanie owoców … D – procesy starzenia … E – dominacje wierzchołkową … F – ruchy organów roślin … G – wydłużanie komórek … Odpowiedzi – ćw. 2 A – podział komórek – A, G, C B – rozwój pąków bocznych – G, C C – dojrzewanie owoców – A, G, C, E D – procesy starzenia – ABA, E E – dominacje wierzchołkową – A F – ruchy organów roślin – A G – wydłużanie komórek – A, G, C - pęd wykazuje geotropizm (-), a korzeń (+). - w reakcji geotropicznej uczestniczą auksyny. - korzeń i pęd wykazują odmienne reakcje na to samo stężenie auksyn. - auksyna w stężeniu stymulującym wzrost spodniej strony wierzchołka pędu hamowała wzrost spodniej strony wierzchołka korzenia Wykrywanie auksyn – etap 1 Wykrywanie auksyn – etap 2 Wykrywanie auksyn – etap 3 Reakcja fototropiczna związana jest z przemieszczaniem się auksyn. TEST 1 TEST 2 TEST 3 ĆWICZENIE – 1, 2 ĆWICZENIE - 3 Ćwiczenie – 4, 5 Wyjaśnienia do ćwiczeń Ć-1 Ć-2 Ć-3 Ć-4 Ć-5 Źródła: „Biologia” – repetytorium, WSiP „Biologia” – podręcznik zakres rozszerzony, WSiP