Гормоны растений

Первоначальное название абсцизовой кислоты — дормин (dormo — сон), поскольку эти растительные гормоны принимают активное участие в процессе покоя. Гормоны, в основе которых абсцизовая кислота называют абсцизинами. Эти растительные гормоны выполняют две основные признанные функции в растениях. Во-первых, они регулируют процесс развития семян. Это помогает превратить эмбрион в полноценный проросток. Во-вторых, абсцизины играют важнейшую роль в реакции растения на температуру и потерю воды.

При повышении температуры больше воды испаряется через устьица — маленькие отверстия в листьях. Когда температура достигает точки, при которой начинается резкая потеря воды, растение вырабатывает абсцизовую кислоту. В результате устьица закрываются, и вода удерживается в листьях. Без этих растительных гормонов растения не могли бы регулировать содержание воды. Это важная и необходимая функция сосудистых растений.

Цитокинины — это группа растительных гормонов, которые взаимодействуют непосредственно с ауксинами. Они управляют различными аспектами клеточного метаболизма. Цитокинины взаимодействуют с ДНК растений, заставляют ее экспрессировать или скрывать различные белки. Цитокинины отвечают за дифференциацию клеток внутри растения, позволяют ему развивать различные ткани для разных целей.

В отличие от ауксинов, цитокинины наиболее концентрированы в корнях и становятся менее концентрированными по направлению к побегам. Этот противовес ауксину позволяет растению развивать и поддерживать вертикальную ось, а также расти в обоих направлениях. Цитокинины, применяемые без ауксинов, дают корни, ауксины в одиночку — почки, а в сочетании они приводят к недифференцированному росту. Хотя с этими растительными гормонами было проведено множество экспериментов, их коммерческое применение невелико.

Ауксины — это класс растительных гормонов, отвечающих за различные аспекты роста растений. Влияют на увеличение и вытягивание клеток. Они также позволяют растению реагировать на свет — фототропизм и силу тяжести — геотропизм. У многих растений ауксины отвечают за формирование апикальной меристемы и задают направление роста растения.

Для этого ауксины концентрируются в побегах и в меньшей степени в корнях. Концентрация этих растительных гормонов также направляет развитие в разных частях растения, в зависимости от вида. У плодовых деревьев ауксины участвуют в начале и завершении процесса плодоношения. У картофеля и моркови ауксины участвуют в регуляции и хранении крахмала в корнях.

Существует несколько синтетических молекул ауксина, созданных в лаборатории, которые могут служить гормонами растений. Их часто называют регуляторами роста растений — PGR. Синтетические ауксины имеют множество коммерческих применений. Они могут инициировать укоренение развития, активировать рост новых почек, могут используются в качестве средства для уничтожения сорняков. Синтетические ауксины могут нарушать цикл роста многих растений, убивая их.

Кроме того, синтетические ауксины можно использовать для выращивания новых растений из тканей или для остановки роста нежелательных ветвей на декоративных деревьях. Поскольку ауксины были открыты одними из первых среди растительных гормонов, их применение значительно расширилось.

В отличие от других растительных гормонов, которые представлены целыми группами соединений, этилен — это одно химическое вещество. Этилен находится в форме газа при обычных температурах и позволяет растениям быстро обмениваться информацией между клетками и другими растениями. В начале 1900-х годов было обнаружено, что газ этилен запускает процесс созревания фруктов. Этилен обычно обнаруживается в растениях при любом повреждении. Когда стебель сгибается, ушибается или ломается, выделяется этилен. Будучи газом, этилен быстро распространяется по жидкостям растения и может перемещаться по воздуху. Растения используют этот гормон, чтобы сообщить о повреждении другим растениям, стимулируя их к созреванию плодов или к выработке защитных мер против травоядных.

В виде газа этилен можно выдувать над посевами, стимулируя одновременное созревание всего урожая. Это позволяет фермерам собирать весь урожай в одно и то же время. Этилен побуждает фрукты, орехи и овощи заканчивать рост и отделяться от стебля. Это обеспечивает легкий сбор урожая. Эти растительные гормоны также используются для изменения половой принадлежности некоторых растений, что позволяет фермерам манипулировать своим урожаем.

Гиббереллины, как и ауксины, являются регуляторными гормонами растений. Они в большей степени, чем ауксины, контролируют деление клеток и общий рост растений. Карликовые растения часто имеют генетический дефект, при котором гиббереллины не вырабатываются и не используются. Карликовое растение, получившее дополнительное количество гиббереллинов, вырастет до нормального размера.

Некоторые растения используют гиббереллины в качестве половых гормонов, способствующих развитию мужских и женских цветков. Наряду с ауксинами, растительные гормоны гиббереллины влияют на старение частей растения. Они также играют важную роль в выведении семян из состояния покоя. Гиббереллины в семенах активируют такие ферменты, как амилазы, которые расщепляют крахмал до глюкозы и обеспечивают зародыш энергией. Растительные гормоны также активируют другие ферменты, которые обеспечивают эмбрион аминокислотами и липидами для роста.

В коммерческом сельском хозяйстве эти растительные гормоны имеют множество применений. Используются для увеличения размеров винограда и других фруктов, если их применять на правильном этапе. Поскольку гиббереллины естественным образом стимулируют прорастание семян, синтетические гормоны также могут способствовать их прорастанию. Это поможет обеспечить прорастание и жизнеспособность всех семян. Коммерческие фермеры также могут использовать гиббереллины для развития мужских или женских цветков, что дает им возможность избирательно размножать многие растения. Гормоны для коммерческого применения часто получают из бактерий, которые выращивают для создания гиббереллинов.