Chương 3:
CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG
THỰC VẬT
nh ngh a:Đị ĩ
Hormon là một chất hữu cơ do tế bào của một bộ phận cơ
thể tạo ra và được chuyển đ n một bộ phận khác, ở đó, với ế
nồng độ rất thấp, chất đó gây ra một phản ứng sinh lý.
Phân loại:
- Auxin: thường được tổng hợp trong sơ khởi lá, lá non,
hạt đang phát triển.
- Gibberellin: thường được tổng hợp trong mơ non của
chồi, hạt đang phát triển, rễ cây.
- Cytokinin: thường được tổng hợp trong hạt đang phát triển,
ngọn rễ cây.
- Acid abscisic: tổng hợp trong rễ, lá trưởng thành.
- Ethylen: tổng hợp trong các mơ chịu stress, mơ lão
suy và chín trái.
CÁC HORMON TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT
N
H
CH
2
COOH
AIA
GA
1
COOH
OH
OH
CO
O
AAB
CH
3
CH
3
CH
CH
C
CH
3
CH
COOH
OH
CH
3
O
ZEATIN
N
N
N
N
H
NH CH
2
C
C
H
CH
2
OH
CH
3
ETHYLEN
C
C
H
H
H
H
Sự vận chuyển của các hormon tăng trưởng:
- Auxin: di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác,
trong libe.
- Gibberellin: vận chuyển trong mộc và libe.
- Cytokinin: vận chuyển trong mộc (rễ đ n chồi).ế
- Acid abscisic: t ng h p rễ, ổ ợ ở vận chuyển trong
mộc; t ng h p lá, v n chuy n trong libeổ ợ ở ậ ể .
- Ethylen: khuếch tán từ nơi tổng hợp ra kh p n i. ắ ơ
CÁC HORMON TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT
Vai trò sinh lý:
- Auxin: tác dụng kéo dài, phân chia tế bào, có tính hướng
động và ưu thế ngọn, gây lão suy, rụng, đậu và tăng
trưởng trái, chín trái, quy đònh tính cái của hoa.
- Gibberellin: tác dụng kéo dài lóng thân, giúp hạt nảy mầm,
đậu và tăng trưởng trái, quy đònh tính đực của hoa.
- Cytokinin: phân chia tế bào, tạo chồi trong trong nuôi cấy
mô, tăng trưởng nụ nách, tăng rộng lá, chậm lão suy.
- Acid abscisic: đóng khí khẩu, cản tăng trưởng chồi, cảm ứng
tổng hợp protein hạt, cảm ứng và duy trì sự ngủ.
- Ethylen: Gỡ hưu miên, tăng trưởng và phân hóa chồi, rễ,
tạo rễ bất đònh, gây rụng lá và trái, quy đònh tính cái
của hoa, lão suy hoa, trái, chín trái.
CÁC HORMON TĂNG TRƯỞNG CỦA THỰC VẬT
AUXIN
Lịch sử phát hiện:
Auxin được Darwin phát hiện vào năm 1880 khi
khảo sát tính hướng sáng của thực vật. Sau đó, tính chất và
ảnh hưởng của Auxin lên thực vật lần lượt được các nhà
khoa học làm rõ với các thí nghiệm: Boysen - Jensen
(1913), Paal (1919), Sodid (1925)…
Went (1926) chứng minh được vai trò kích thích
sinh trưởng và định lượng được nồng độ Auxin
Kogl và Haagen-Smith đã tách được Auxin B từ
nước tiểu người năm 1931 và năm 1934 đã tách được IAA
từ men bia
Năm 1946 Haagen-Smith và cộng sự đã phân lập
được IAA từ nội nhũ của ngô
AUXIN
Auxin
Là những hợp chất có nhân indol, được tổng hợp từ
tryptophan trong mô phân sinh (ngọn, lóng) và lá non. Sau
đó, auxin sẽ di chuyễn đến rễ và tích tụ trong rễ.
Acid indoleacetic (AIA) Tryptophan (Trp)
Một số chất điển hình của Auxin
Tính chất sinh lý của Auxin
Vai trò trong sự kéo dài tế bào:
Khi tế bào được cung cấp
auxin, auxin sẽ hoạt hóa bơm
ion H
+
trên màng sinh chất. Ion
H
+
được vận chuyển tích cực từ
tế bào chất vào trong vách. Sự
gia tăng đó làm hoạt hóa enzim
giúp bẻ gảy một số liên kết
chéo giữa các đường đa cấu tạo
vách và vách trở nên mềm dẻo
hơn. Vì vậy, nước vào tế bào
và không bào càng lúc càng
nhiều vách sẽ bị căng ra.
Tính chất sinh lý của Auxin
Vai trò trong quang hướng động của cây:
Auxin khuếch tán từ phần ngọn diệp tiêu vào khối
agar và khi đặt khối agar này lên phần diệp tiêu còn lại
thì chất này được di chuyển xuống và kích thích sự tăng
dài (Went, 1926) .
Khi ánh sáng tác động từ một phía ngọn cây, ánh
sáng làm giảm sự cung cấp auxin cho cây ở phía ánh
sáng và tăng ở phía ở trong tối. Kết quả là bên phía được
chiếu sáng cây tăng trưởng chậm hơn phía bên tối, và sự
tăng trưởng bất xứng này làm cho cây mọc cong về phía
sáng.
Tính chất sinh lý của Auxin
Vai trò trong địa hướng động của cây:
Tính chất sinh lý của Auxin
Vai trò trong địa hướng động của cây:
Nồng độ auxin ở phía dưới của thân nằm ngang
tăng, trong khi ở phía trên lại giảm. Sự phân bố
không đều của auxin này kích thích tế bào ở phía
dưới tăng trưởng nhanh hơn những tế bào ở phía trên
và vì thế thân mọc cong lên.
Khi đặt rễ nằm ngang, phần tế bào ở phía trên mọc
nhanh hơn những tế bào ở phía dưới, do đó rễ mọc
hướng xuống.
Tính chất sinh lý của Auxin
Auxin ngăn cản sự tăng
trưởng của chồi bên:
Auxin có ảnh hưởng ngăn
cản sự tăng trưởng của chồi
bên, làm cho chúng mọc
chậm hay không mọc được.
Nếu chồi ngọn được cắt bỏ
đi, một số chồi bên phía trên
sẽ tăng trưởng tạo ra nhánh,
khi đó chồi ngọn của nhánh
lại ức chế các chồi bên dưới
nhánh nhỏ.
Auxin kích thích sự phân chia tế bào đối với các
tế bào có nguồn gốc tượng tầng. Ở nồng độ cao,
auxin kích thích sự tạo mô sẹo.
Auxin ở nồng độ cao sẽ kích thích tạo sơ khởi rễ,
tuy nhiên, lại có tác dụng ngăn cản sự phát triển của
chính các sơ khởi rễ này.
Tính chất sinh lý của Auxin
Các chất có cấu trúc auxin được sử dụng trong
giâm cành (kích thích sự ra rễ ở cành giâm), cản sự
phát triển chồi (mắt khoai tây), làm chậm sự thu
hoạch quả, tạo trái không hạt (cam, quýt).
Trong lónh vực nuôi cấy mô in vitro, hiệu quả
của auxin được áp dụng trong quá trình tạo mô sẹo
(2,4 – D), kích thích tạo rễ (NAA).
Auxin ngăn cản trái và lá rụng. Nếu phun
auxin lên trái sẽ giữ được trái trên cây đến lúc
muốn thu hoạch.
•
Một số ứng dụng của Auxin
GIBBERELLIN
Gibberellin
Lịch sử phát hiện:
Năm 1989, Hori tìm ra bệnh Bakanae được gây ra
bởi nấm thuộc chi Fusarium.
Năm 1935, Yabuta phân lập được Gibberellin A.
Năm 1938, Yabuta và Sumiki kết tinh thành công
Gibberellin A và B.
Sau đó các nhà khoa học đã tìm được nhiều dẫn xuất
của GA khác, ngày nay đã có khoản 136 GA được
tìm thấy, thường được phân lập và kết tinh từ nấm
mốc Gibberella fugikuroi và một số loài thực vật có
hoa khác.
Gibberellin thường được sử dụng nhất là GA
3
và những
dạng hoạt động GA
1
.
Một số dạng Gibberellin
Gibberellin kích thích sự
tăng dài thân cây.
Gibberellin được tạo ra
trong những mô còn non của
thân và trong hạt đang phát
triển. Gibberellin dễ dàng đi
xuyên qua màng tế bào nhờ
khả năng hòa tan trong lipid.
Gibberellin có khả năng
cảm ứng sự nẩy mầm ở một
số hạt, cảm ứng cây tăng
trưởng, trổ hoa và kích thích
sự phát triển của trái ở một số
loài.
Tính chất sinh lý của Gibberellin
•
Sự kéo dài cuống hoa ở các cây ngày dài,
đặc biệt các cây có dạng hoa hồng (giúp sự ra
hoa) là tác dụng đặc sắc của GA. GA giúp sự tạo
hoa đực (cây lưỡng tính như dưa chuột hay cây
phân tính như spinach) trong khi auxin giúp sự tạo
các hoa cái.
•
Giống như auxin, GA giúp sự đậu trái. Trong
sự đậu trái, GA kích thích sự nảy mầm của hạt
phấn và sự tăng trưởng của ống phấn.
•
GA kích thích sự tăng trưởng của trái, làm
chậm sự lão suy trái, giúp các trái dính lâu trên
cây hơn để chờ được hái.
Một số ứng dụng của Gibberelin
•
GA làm chậm sự vào hiện
tư ng ngủợ của chồi do ngày
ngắn cảm ứng (mùa thu), và
gỡ sự ngủ của các chồi cây gỗ
(đối kháng với AAB).
•
GA gỡ sự ngủ nhạy sáng ở
vài loại hạt.
•
GA có thể gỡ sự cản nảy
mầm do AAB.
Một số ứng dụng của Gibberelin