Растительные гормоны — Растительные гормоны

Растительные гормоны

АРОМАЗОНА

Энциклопедия ароматерапии

Р / Растительные гормоны

Растительные гормоны

Растительные гормоны

Растения, как и люди, вырабатывают гормоны, которые иногда называют «химическими посланцами». Эти вещества путешествуют в соках растений, так же как у человека они циркулируют по кровяному руслу, и оказывают воздействие на отдельные органы. Гормоны участвуют в процессе роста, воспроизводства и многих других функциях.

Некоторые гормоны растений по структуре и функциям подобны гормонам человека и могут использоваться для укрепления гормональных функций в организме людей. Самые известные среди таких растений — это сладкий укроп, хмель, лакрица (солодка) и сережки ивы, которые содержат женский гормон эстроген, а также сассапариль, которая содержит мужской гормон тестостерон.

Некоторые из эфирных масел, оказывающих эффект афродизиака, также могут содержать растительные гормоны, но они еще требуют тщательного изучения. Когда мы будем больше знать об этих веществах, мы сможем лучше понимать действие некоторых эфирных масел. Вполне возможно, что масла, нормализующие менструальный цикл, увеличивающие количество грудного молока или усиливающие сокращения матки в процессе родов, также содержат растительные гормоны.

Многие из масел, влияющих на женскую репродуктивную систему, как известно, содержат соединения, подобные эстрогену. Не существует эфирных масел, содержащих вещества, подобные прогестерону, но они есть во многих лекарственных растениях, в частности, в витексе (Vitex agnus-castus). Женьшень и другие растения содержат эквивалент мужского гормона — тестостерона.

Растительные гормоны

Ph . D докторант Кертаева Н.П.

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Казахстан

Растительные гормоны и их действие

К природным регуляторам роста растений относятся вещества вырабатываемые растениями и способствующие его росту. Из них особый интерес представляют фитогормоны- соединения, участвующие в регуляции ростовых процессов у целого растения, обладающие тремя общими основными свойствами. Во-первых, фитогормоны синтезируются в одном из органов растения (молодые листья, почки, верхушки корней и побегов) и транспортируются в другие места, где активируются процессы роста. Во-вторых, они синтезируются и функционируют в растениях в микроколичествах . В-третьих, гормоны в отличие от других метаболитов (и в том числе от витаминов) способны вызывать в растении формативный эффект, например гиббереллины индуцируют рост стебля, ауксины- рост корня, кинины-процессы клеточного деления [1].

В таблице №1 можно увидеть фитогормонов и их физиологические действие.

Растительные гормоны и их действие

Физиологическое действие и роль

Индолил-3-уксусная кислота, фенилуксусная кислота

Апикальное доминирование, гравитропизм и фототропизм, дифференцировка проводящих тканей; тормозит опадение, стимулирует синтез этилена, подавляет или стимулирует цветение, стимулирует развитие плода, вызывает образование корней на черенках

М-производные аденина , соединения фенилмочевины

Апикальное доминирование, рост побега, развитие плода; задерживает старение листьев

Созревание плодов (особенно климактерических плодов, таких, как яблоки, бананы, авокадо), старение листьев и цветков, опадение частей растения

Гибберелловая кислота (ГК 3 , ГК 1 )

Стимулирование плодов у длиннодневных растений и двулетников, удлинение побегов; регулирует образование ферментов в семенах злаков

Закрывание устьиц; возможно, необходимо для опадения частей растений и сохранения покаящегося состояния у некоторых видов

Все фитогормоны объединяют некоторые общие свойства: они синтезируются в самом растении и являются высокоэффективными регуляторами физиологических программ. Их действие проявляется в крайне низких концентрациях ввиду исключительно высокой чувствительности к ним растительных клеток. С помощью фитогормонов одни типы клеток и тканей растений регулируют физиологические процессы в других типах клеток и тканей [2].

Первый из открытых фитогормонов — ауксин. К настоящему времени довольно подробно описаны строение, метаболизм ауксина в растениях, а также его влияние и механизм действия на клеток растений. Очень важным эффектом ауксина является, обнаруженный в опытах с черенками, стимуляция образования адвентивных корней. Если вначале считалось, что ауксин стимулирует главным образом растяжение клеток, то затем было показано его определяющее влияние на деление и дифференциацию клеток. Установлено, что ауксин затрагивает самые разнообразные системы метаболизма: синтез нуклеиновых кислот, белка, обмен веществ клеточных стенок, дыхание, углеводный и липидный обмен, синтез фотосинтетических пигментов, фотосинтез и синтез вторичных веществ [3].

Другую группу природных регуляторов роста, физиологическое действие которых отлично от ауксинов, представляют гиббереллины. Гиббереллины представлены в растениях большим семейством соединений. Как выяснилось, гиббереллины играют крайне важную роль в переходе растений к цветению у растений, называемых длиннодневными, потому что весной в условиях короткого дня они не зацветают даже при наступлении теплых дней. Первых из отмеченных и наиболее очевидных эффектов гиббереллинов является стимуляция роста интактных растений. Они также влияют на состояние покоя растений, на цветение, фотосинтез, дыхание, водный обмен, азотный, углеводный и нуклеиновый обмен [4].

Среди гормонов особое место занимают цитокинины – производные пурина, важнейшим представителем которых является кинетин . К цитокининам относятся фитогормоны, обладающие определенной совокупностью биологической активности, которая весьма многообразна и проявляется при регуляции роста, органообразования , процессов старения и покоя [5].

Цитокинины стимулируют деление клеток, при этом влияют на рост клеток не только за счет их деления, но и за счет растяжения, влияют на процесс дифференциации, на снятие семян, продлевают жизнь срезанных листьев растений, повышает устойчивость клеток к различным неблагоприятным воздействиям [6].

В целом растении цитокинины синтезируются в растущих кончиках корней, а затем по сосудам ксилемы поступают вместе с пасокой (раствором, который корни нагнетают в побеге) в надземных физиологических процессов [7].

Этилен также относится к числу гормонов растений. Оно было открыто в 1901 году Д.Н. Нелюбовым. Этот фитогормон вызывает старение листьев и ускоряет созревание плодов. Этим объясняется тот факт, что завернутые плоды помидоров или бананов быстрее дозревают, чем находящиеся на воздухе, т. к. выделяемый ими этилен сохраняется в атмосфере хранения плодов и ускоряет их созревание. Кулаева О.Н. подчеркивает, что этилен принимает участие в ответе растений на различные патогенны грибного, бактериального и вирусного происхождения [7].

К числу гормонов растений относится абсцизовая кислота (АБК), выделенная в 1963 г. Ф. Уорингом из листьев березы и явора и Ф. Милборроу и К. Окумой из молодых коробочек хлопчатника [8]. АБК подавляет ростовые реакции растений, вызванные ауксином, цитокинином и гиббереллином, она тормозит дифференцировку хлоропластов, активируемого цитокинином . АБК не только ингибирует процессы вызываемые другими гормонами, но и играет важную роль в индукции ряда физиологических программ, например, синтеза запасных белков семян, формирования клубней, а также АБК играет крайне важную роль в ответе растений на стрессовое воздействие – обезвоживание, засоление, действие низких температур [7].

Фитогормоны играют важную роль регуляции жизни растений. Изучая их можно понять регуляции роста и развития, а также многих других процессов в жизни растений.

1. Кефели В.И., Турецкая Р.Х. Рост растений и природные регуляторы М.: Наука, 1977

2. Кулаева О.Н. Гормоналбная регуляция физиологических процессов у растений на уровне синтеза РНК и белка М.: Наука, 1982

3. Гамбург К.З. Биохимия ауксина и его действие на клетки растений Новосибирск, Наука, 1976

4. Муромцев Г.С. и др. Рост растений. Первичный механизм М.: Наука 1987

5. Кулаева О.Н. Цитокинины их структура и функция М.: Наука, 1973

6. Рахимбаев И.Р., Соломина В.Ф. и др. Фитогормоны регуляторы роста растений М.: Наука, 1980

7. Кулаева О.Н. Как регулируются жизнь растений // Соросовский Образовательный Журнал, №1, 1995, С. 20-27

8. Уоринг Ф., Филипс И. Рост растений и дифференцировка М.: Мир, 1984

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Растительный гормон

Растительный гормон , относящийся к классу ауксинов, стимулирующий рост растений. [1]

Цитокинины — шестой тип растительных гормонов . Они синтезируются в корнях всех растений и транспортируются оттуда в места усиленного роста. Их функция состоит в стимулировании клеточного деления. Фурановое производное 6.754 обладает всеми свойствами цитокининов и его часто под названием кинетин причисляют к фитогормонам. [2]

Этилен ( Ethylen) Газ, действующий как растительный гормон . Способствует созреванию плодов, сохранению цветков, прорастанию семян, образованию корней; участвует в ответе растения на стрессовые воздействия. [3]

Другой способ перестройки кауранового углеродного скелета имеет место при биосинтезе растительных гормонов гиббереллинов . Все прочие гиббереллины происходят из этого альдегида. [4]

Научные исследования посвящены выделению, выяснению структуры, синтезу и биосинтезу алкалоидов, стероидов, терпеноидов и растительных гормонов . [5]

Недавно обнаружилось, что многие бактерии, стимулирующие рост растений, синтезируют фермент, способный регулировать уровень растительного гормона этилена . Этот фермент, 1 -аминоциклопропан — 1 -карбоксилат ( АЦК) — де-заминаза, гидролизует АПК, который является непосредственным предшественником этилена при биосинтезе в растениях. Одно из объяснений роли этого фермента состоит в следующем. Бактерия связывается с оболочкой семени или с корнями растения, а затем поглощает и гидролизует АЦК, понижая концентрацию этилена в тканях растения. Во многих растениях этилен стимулирует прорастание семян и выводит их из состояния покоя; однако, если после прорастания уровень этилена оказывается слишком высоким, удлинение корней замедляется. Таким образом, бактериальная АЦК-дезаминаза предотвращает уменьшение скорости роста корней, и растение развивается быстрее. Кроме того, многие бактерии, стимулирующие рост растений, синтезируют ИУК, а избыток ИУК, не израсходованный на стимуляцию удлинения растительных клеток или ускорение деления, активирует АЦК-синтазу, что приводит к повышению концентрации этилена. [6]

Насекомые могут воздерживаться от использования растений вследствие фенологической асинхронности с некоторыми особенностями их жизненных циклов или если в этом замешаны скрытые отношения между насекомыми и растительными гормонами . [7]

Бактерии, стимулирующие рост растений, оказывают свое действие несколькими способами: 1) фиксируют атмосферный азот, который затем используется растением; 2) синтезируют сидерофоры, которые солюбилизируют и связывают железо из почвы и обеспечивают им растительные клетки; 3) синтезируют фитогор-моны, ускоряющие разные стадии роста; 4) солюбилизируют минеральные вещества ( такие, как фосфор), которые затем используются растением; 5) синтезируют ферменты, способные регулировать уровень растительных гормонов . Каждая бактерия, стимулирующая рост растений, может использовать один или несколько из этих механизмов. [8]

Среди такого рода растительных биорегуляторов различают фитогормоны, природные стимуляторы и ингибиторы. К растительным гормонам , или фитогормонам, относятся ауксины, гибберел-лины, цитокиннны, абсцизовая кислота и этилен. В отличие от многих других биологически активных соединений, фитогормоны общие для всех растений биорегуляторы, которые синтезируются в активно делящихся клетках меристемы ( верхушке побега, кончике корня, молодых листьях, семенах) и затем транспортируются в другие органы и ткани, где при низких концентрациях ( 10 5 — 10 М) осуществляют химический запуск физиологических программ. [9]

Большое значение в жизни растений имеет простейший непредельный углеводород этилен. Он является растительным гормоном ( фитогормоном), регулирующим определенные физиологические процессы во всем растительном мире. [10]

Гибберелловая кислота — синтезируется микромицетом Gibbere. А — группы растительных гормонов сложного химического строения , ядром которых является тетракарбоциклич-ный гиббан. [11]

Японская национальная федерация сельскохозяйственных кооперативных ассоциаций Дзэн-Но совместно с фирмами Фудзи кемикл индастриз и Ниссан кемикл индастриз изучает возможность применения в сельском хозяйстве гормонального регулятора роста растений брассинолида. Брассинолид — шестой из известных растительных гормонов после этилена, ауксина, гиббереллина, цитокинина и абсцизовой кислоты. Он увеличивает сопротивляемость растений к холоду и способствует повышению их урожайности. Для обработки 500 га сельскохозяйственных угодий достаточно всего лишь 1 г вещества. [12]

Снос химикатов должен быть постоянной заботой операторов не только при применении ядовитых веществ, но в еще большей мере при применении гербицидов избирательного действия. Применение с самолета веществ типа растительных гормонов в наших местах кажется мне особенно опасным. Напомню, что достаточно, как показал Аске, 6 — 8 г препарата 2 4 — Д на 1 га, чтобы вызвать сильную деформацию растений льна, а посевы льна часто примыкают к посевам зерновых. Многие другие растения тоже восприимчивы к этим гербицидам, и снос их может иметь тяжелые последствия. [13]

Для предварительной очистки гиббереллинов пригодны различные варианты колоночной хроматографии, в том числе хроматография на смеси древесного угля и целита [301] или на ви-нилпирролидоне [302], гель-хроматография [303], ионообменная хроматография [304], а также адсорбционная [305] и распределительная [306] хроматография на кремниевой кислоте. ВЭЖХ является эффективным методом разделения растительных гормонов [307-309], особенно удобным для анализа как самих гиббереллинов, так и их производных. Эти производные имеют достаточно высокий коэффициент молярного поглощения, что облегчает их обнаружение. [14]

Сначала процесс поглощения воды зерном пассивен, но примерно через 20 ч он активизируется. В процессе прорастания под воздействием выделяемых зародышем растительных гормонов ( гиббереллинов) происходит синтез деполимеризующихся ферментов в алейроновом слое и в щитке. Поскольку эндосперм проницаем для воды, в клеточной стенке начинаются процессы гидролиза и расщепления крахмала и белков. При затирании эти процессы активизируются. Важным экономическим фактором при сушке является регулирование энергопотребления. [15]