Auxin

Auxin, hay axit indoleacetic, có công thức phân tử C10H9NO2, là hormone đầu tiên được phát hiện có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của thực vật. Từ tiếng Anh “auxin” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “auxein”, có nghĩa là “phát triển” [1]. Dạng tinh khiết của axit indoleacetic là tinh thể màu trắng, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong ethanol, ether và các dung môi hữu cơ khác. Nó dễ bị oxy hóa dưới ánh sáng, chuyển sang màu đỏ hồng và hoạt động sinh lý của nó cũng bị giảm. Ở thực vật, axit indoleacetic tồn tại ở trạng thái tự do hoặc ở trạng thái liên kết, sau đó chủ yếu tồn tại ở dạng phức hợp este hoặc peptide. Hàm lượng axit indoleacetic tự do trong thực vật rất thấp, dao động từ khoảng 1 đến 100 microgam/kg trọng lượng tươi, tùy thuộc vào vị trí và loại mô. Các mô hoặc cơ quan tăng trưởng mạnh mẽ, chẳng hạn như điểm tăng trưởng và phấn hoa, có hàm lượng cao hơn.

Cho đến nay, năm con đường sinh tổng hợp auxin đã được đề xuất, bao gồm bốn con đường tổng hợp phụ thuộc vào tryptophan và một con đường độc lập với tryptophan [5]. Auxin được tìm thấy trong bí xanh, một số cây họ cải và cà chua. Điều đáng chú ý là auxin rất dễ bị phân hủy bởi quá trình quang oxy hóa dưới ánh sáng. Năm 1947, Tang Yuwei và J. Banner phát hiện ra rằng một số oxidase trong mô thực vật có thể phân hủy axit indoleacetic, được gọi là indole acetic acid oxidase.

Auxin phân bố rộng rãi trong thực vật, có mặt ở hầu hết các bộ phận, mặc dù phân bố không đồng đều. Nội dung của một phần cụ thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố tại một thời điểm nhất định. Hầu hết auxin tập trung ở các bộ phận có sức sống mạnh mẽ như vỏ mầm, chồi và mô phân sinh rễ, mô gỗ, bầu nhụy sau khi thụ tinh và hạt non, trong khi rất ít được tìm thấy trong các mô và cơ quan già nua.

Auxin được tổng hợp chủ yếu ở mô phân sinh đỉnh của cây và sau đó được vận chuyển đến các bộ phận khác nhau của cơ thể thực vật. Sự vận chuyển auxin trong cơ thể thực vật là một chiều, chỉ di chuyển từ đầu trên của hình thái thực vật đến đầu dưới của hình thái thực vật. Khi có sự kích thích một chiều như ánh sáng một chiều, auxin sẽ được vận chuyển sang phía cách xa ánh sáng. Phương thức vận chuyển của nó đang hoạt động, cần có chất mang và ATP. Ở các mô trưởng thành, auxin có thể được vận chuyển không phân cực qua phloem.

Axit indolaxetic
Thành phần chính:IAA

Tính năng:
◆Auxin (IAA) có tác động đáng kể đến sự phát triển theo chiều dọc của cơ quan sinh dưỡng.
◆Auxin có thể gây ra sự phân chia tế bào khi kết hợp với cytokinin, và chỉ riêng auxin có thể gây ra sự phân chia tế bào.
◆Tác dụng rõ ràng nhất của auxin đối với sự phát triển của cơ quan là thúc đẩy sự hình thành và phát triển của rễ nguyên thủy.
◆Sau khi cây ra hoa và được thụ tinh, hàm lượng auxin trong bầu nhụy tăng lên, thúc đẩy sự phát triển của bầu và các mô xung quanh, thúc đẩy quá trình phát triển của quả.

Có hai dạng auxin trong thực vật: dạng tự do, có hoạt tính sinh học và dạng liên kết, ít hoạt động hơn.
Trong cơ thể thực vật, axit indoleacetic thường kết hợp với axit aspartic để tạo thành indole acetyl aspartate. Nó cũng có thể kết hợp với inositol để tạo thành indole ethanol inositol, với glucose để tạo thành indole acetylglucoside và với protein để tạo thành phức hợp axit-protein indoleacetic. Auxin liên kết có thể là một dạng auxin được dự trữ trong tế bào và cũng là một cách để giảm lượng auxin dư thừa. Trong điều kiện thích hợp (pH 9-10), các auxin liên kết có thể được chuyển đổi thành dạng tự do, sau đó được vận chuyển đến vị trí hoạt động để phát huy tác dụng.
Lượng auxin trong hạt trồng cũng cao nhưng khi trưởng thành hoàn toàn thì phần lớn được lưu giữ ở trạng thái liên kết. Nó tồn tại ở trạng thái liên kết trong hạt và chuyển sang dạng tự do khi nảy mầm.

suy thoái
Sự xuống cấp của IAA
(1) Phân hủy oxy hóa bằng enzyme: phân hủy indole axetat oxydase
Auxin trong thực vật thường ở trạng thái cân bằng động giữa tổng hợp và phân hủy. IAA oxydase là một hemoprotein chứa Fe. Sau khi thủy phân bằng enzyme, IAA tạo thành 3-hydroxymethyloxyindole và 3-methyloxyindole. Với sự có mặt của O2, Mn và monophenol làm đồng yếu tố, indole axetat oxydase hoạt động.

(2) Phân hủy quang oxy hóa:
Tia X, tia cực tím và ánh sáng nhìn thấy đều có tác động bất lợi đến IAA và các sản phẩm phân hủy cũng là 3-methylene oxit indole và indoleal. Tuy nhiên, cơ chế vẫn chưa rõ ràng. Trong ống nghiệm, một số sắc tố thực vật nhất định, chẳng hạn như riboflavin, violaxanthin, v.v., có thể hấp thụ một lượng lớn ánh sáng xanh và thúc đẩy quá trình phân hủy quang oxy hóa của IAA.
Sự chuyển đổi giữa hai dạng auxin trong thực vật hoặc sự phân hủy oxy hóa IAA bởi indole acetate oxydase là sự điều chỉnh tự động nồng độ auxin trong thực vật và có ý nghĩa rất lớn đối với việc điều hòa sự phát triển của thực vật.

Lĩnh vực ứng dụng

Thúc đẩy tăng trưởng

Auxin (IAA) có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển theo chiều dọc của cơ quan sinh dưỡng. Ví dụ, khi nồng độ tăng lên, độ giãn dài của cơ quan tăng đến mức tối đa và đạt được nồng độ tối ưu của auxin. Nếu vượt quá nồng độ tối ưu, sự kéo dài của cơ quan sẽ bị ức chế. Nồng độ tối ưu khác nhau đối với các cơ quan khác nhau, nồng độ cao nhất ở đầu thân, cao thứ hai ở chồi và thấp nhất ở rễ. Có thể thấy rằng rễ nhạy cảm nhất với IAA (auxin) và nồng độ rất thấp có thể thúc đẩy sự phát triển của rễ, với nồng độ tối ưu là 10-10. Thân cây ít nhạy cảm với IAA hơn rễ, với nồng độ tối ưu là 10-4. Nụ có độ nhạy trung bình, với nồng độ tối ưu khoảng 10-8. Vì vậy, nồng độ có thể thúc đẩy sự phát triển của thân chính thường có tác dụng ức chế sự phát triển của chồi bên và rễ.

Thúc đẩy sự khác biệt
Auxin có thể thúc đẩy sự phân chia tế bào khi kết hợp với cytokinin và cũng có thể tạo ra sự phân chia tế bào một mình. Ví dụ, vào đầu mùa xuân, việc bắt đầu lại quá trình phân chia tế bào trong tầng phát sinh của cây được kích hoạt bởi sự vận chuyển auxin đi xuống do chồi cuối tạo ra.
Tác dụng đáng chú ý nhất của auxin đối với sự phát triển của cơ quan là vai trò của nó trong việc thúc đẩy sự hình thành và phát triển của rễ nguyên thủy. Giâm cành từ cây con tạo ra rễ bất định ở gốc, chủ yếu được phân biệt bởi các mô phloem thứ cấp mới ở thực vật thân gỗ, nhưng cũng bởi sự biệt hóa của các mô khác như tầng phát sinh, tia mạch và lõi cây. Axit Indole butyric (IBA) có tác dụng rõ rệt nhất trong việc thúc đẩy sự hình thành rễ bằng auxin. Về ứng dụng, người ta nhận thấy IBA và axit axetic naphthalene (NAA) ổn định hơn và có tác dụng tốt hơn axit indoleacetic (IAA).

Duy trì lợi thế của bạn
Phần cuối của thân cây đang phát triển có tác dụng ức chế sự phát triển của chồi bên, một hiện tượng được gọi là ưu thế đỉnh. Sau khi kiểm soát sự phát triển ở ngọn của bông bằng arthrochlor hoặc phần ngọn, một số lượng lớn chồi bên sẽ xuất hiện.

Ngăn chặn sự tăng trưởng ngoài vùng
Hiện tượng rụng nụ ở cây bông và cây ăn quả là hiện tượng thường gặp ở cây hai lá mầm. Sự rụng bông có liên quan đến việc cung cấp chất dinh dưỡng và lượng hormone. Khi hàm lượng auxin ở gốc thân chồi cao và thấp ở đầu gần, hoạt động của cellulase và pectinase ở lớp phân tách bị ức chế, do đó ngăn cản sự phân tách của tế bào phân tách và sự rụng chồi. Ngược lại, khi hàm lượng auxin ở đầu gần cao và thấp ở trục xa, hoạt động của pectinase và cellulase tăng lên, thúc đẩy sự phân tách lớp phân tách và dẫn đến hiện tượng rụng nụ.

Thúc đẩy sự vững chắc
Sau khi ra hoa và thụ tinh, hàm lượng auxin trong bầu nhụy tăng lên, thúc đẩy sự giãn nở của bầu và các mô xung quanh, từ đó đẩy nhanh quá trình phát triển của quả. Nếu nhụy hoa không được thụ tinh và bầu nhụy nhận được IAA kịp thời, nó cũng có thể tạo ra sự hình thành quả không hạt ở một số cây. Phun hoặc bôi auxin vào đầu nhụy trước khi thụ phấn có thể dẫn đến sự phát triển của quả non mà không cần thụ phấn, như đã thấy ở hạt tiêu, dưa hấu, cà chua, cà tím, nhựa ruồi, bí xanh và quả sung.

Sử dụng thuốc diệt cỏ
Có hai loại thuốc diệt cỏ: chọn lọc và không chọn lọc. Thuốc diệt cỏ chọn lọc thúc đẩy tăng trưởng thực vật ở nồng độ thấp và ức chế nó ở nồng độ cao. Cây một lá mầm nhạy cảm hơn với nồng độ auxin so với cây một lá mầm, khiến nó thích hợp làm thuốc diệt cỏ cho cây một lá mầm trên ruộng một lá mầm. Thuốc diệt cỏ không chọn lọc, chẳng hạn như glyphosate, giết chết tất cả thực vật.

Hiệu ứng không trọng lượng
Lực hấp dẫn của trái đất gây ra sự phát triển vào trong của rễ và sự phát triển ở mặt lưng của thân bằng cách gây ra sự phân bố auxin không đồng đều. Trong trạng thái không gian không trọng lượng, sự mất trọng lực dẫn đến mất đi các đặc tính phát triển định hướng này ở thân và rễ. Tuy nhiên, sự phát triển ở thân vẫn chiếm ưu thế ở đỉnh và sự vận chuyển phân cực của auxin không bị ảnh hưởng bởi trọng lực.

Chú phổ biến: auxin, nhà sản xuất, nhà cung cấp, nhà máy auxin Trung Quốc