Fitohormoni: augu hormonu definīcija, funkcijas un nozīme

Fitohormoni (augu hormoni): definīcija, funkcijas un nozīme — uzzini par auxīnu, giberelīnu, citokinīnu lomu augu augšanā, ziedēšanā un augļu nogatavināšanā.

Augu hormoni (jeb fitohormoni) ir ķīmiskas vielas, kas regulē augu augšanu un attīstību. Apvienotajā Karalistē tās bieži dēvē arī par "augu augšanas vielām". Vispazīstamākais augu hormons ir auxīns, bet fitohormonu grupa ir daudz plašāka un ietver vairākas svarīgas molekulas.

Augu hormoni ir signālmolekulas, kas rodas augā. Tie sastopami ļoti zemā koncentrācijā, tomēr spēj izraisīt būtiskas fizioloģiskas pārmaiņas. Hormoni iedarbojas uz mērķa šūnu procesiem, piesaistoties specifiskiem receptorproteīniem un pārsūtot signālu tālāk šūnā. Hormoni regulē arī ziedu, stublāju, lapu veidošanos, lapu nokrišanu, kā arī augļu attīstību un nogatavošanos.

Augiem, atšķirībā no dzīvniekiem, nav specializētu dziedzeru, kas ražo un izdala hormonus; fitohormonus var sintetizēt atsevišķas šūnas vai audi visā augā. Tie ietekmē, kuri audi aug uz augšu un kuri uz leju, regulē lapu veidošanos un stublāja augšanu, nodrošina augļu attīstību un nogatavošanos, ietekmē augu ilgmūžību un pat to bojāeju. Bez šiem signāliem augi lielākoties paliktu nediferencētu šūnu masa, tāpēc fitohormonus bieži dēvē arī par augšanas faktoriem vai augšanas hormoniem.

Fitohormoni nav raksturīgi tikai augstākajiem augiem — tie sastopami arī aļģēs, un tiem ir līdzīgas funkcijas. Tie var būt atrodami arī sēnēs un baktērijās, kur daļu no tiem izmanto, lai ietekmētu saimniekaugu augšanu un attīstību.

Galvenie fitohormoni

• Auxīni — veicina šūnu garenisku pagarināšanos, nosaka apikālās dominances fenomenu, iesaistīti fototropismā un gravitropismā.
• Citokinīni — stimulē šūnu dalīšanos, ietekmē lapu un ziedu attīstību, darbojas pretēji auxīniem, regulējot diferenciāciju.
• Giberelīni — veicina stiebru izaugsmi, sēklu dīgtspēju un ziedu attīstību; svarīgi graudu augšanai graudaugos.
• Abscizskābe (ABA) — regulē sēklu dūminošu (dormanci), reaģē uz ūdens deficītu un citiem stresa faktoriem, veicina lapu aizvēršanos un stoma aizvēršanos.
• Etēlēns — gāzveida hormons, kas ietekmē augļu nogatavināšanos, lapu un ziedu nokrišanu, arī reakcijas uz stresu.
• Brassinosteroīdi — veicina vispārēju augšanu un šūnu diferenciāciju, uzlabo fotosintēzes efektivitāti un stresa tolerance.
• Jasmonāti un salicilskābe — svarīgi aizsardzības reakcijās pret herbivoriem un patogēniem, regulē lokālas un sistēmiskas imūnreakcijas.
• Strigolaktoni — regulē sānu dzinumu augšanu (apzarošanos) un sakņu mijiedarbību ar mikorizālām sēnēm; iesaistīti resursu sadales signālos.

Funkcijas un mijiedarbība

• Regulē šūnu dalīšanos, izstiepšanos un diferenciāciju, kas nosaka augšanas formu un izmēru.
• Kontrolē fenoloģiskos procesus — ziedēšanu, sēklu dīgšanu, augļu nogatavināšanos un lapu nokrišanu.
• Uzrauga svarīgas vides reakcijas — ūdens trūkumu, sāls stresu, mehāniskus bojājumus un pat temperatūras izmaiņas.
• Hormoni bieži nestrādā viens; pastāv intensīva signālu mijiedarbība (crosstalk), kas ļauj augiem integrēt daudzveidīgu informāciju un pieņemt optimālas attīstības stratēģijas.

Ražošana, transportēšana un signāla vadība

Fitohormoni var tikt sintezēti lapās, saknēs, dzinumos vai īpašās šūnās. Piemēram, auxīns bieži ražojas apikālajā meristēmā un tiek transportēts polarizētā veidā caur vācējšūnām (polarauxīna transporta mehānisms). Signāla uztverē iesaistās receptorproteīni, sekundārie ziņnesi un gēnu ekspresijas izmaiņas, kas kopumā maina šūnas uzvedību un audu attīstību.

Praktiska nozīme un lietojumi

• Lauksaimniecība un dārzkopība: fitohormonus izmanto, lai stimulētu sakņu izaugšanu (stikliņu sakņošanas līdzekļi), veicinātu vai kavētu ziedēšanu un nogatavināšanos, kā arī kā augšanas regulētājus ražas kvalitātes uzlabošanai.
• Herbicīdi un augu aizsardzība: daži sintētiskie auxīna analogi tiek lietoti kā selektīvie herbicīdi.
• Biotehnoloģija: fitohormoni ir būtiski audu kultūrā un mikropropagācijā, jo tie kontrolē de-diferencēšanos un re-diferencēšanos šūnu kultūrās.

Fitohormoni mikroorganismos un ekoloģiskās mijiedarbības

Baktērijas un sēnes var sintezēt fitohormonus, kas ietekmē augu augšanu — gan labvēlīgi, gan kaitīgi. Piemēram, dažas augsnes baktērijas ražo auxīnu, stimulējot sakņu attīstību un veicinot simbiozi, kamēr daži patogēni maina hormonu līdzsvaru, lai veicinātu inficēšanos.

Pētniecība un analītika

Fitohormonu pētījumi ietver gēnu līmeņa izmaiņu analīzi, bioasijus, kā arī stikla ķīmijas metodes — piemēram, šķidruma hromatogrāfiju saistībā ar masas spektrometriju (LC-MS), kas ļauj noteikt hormonu koncentrācijas un to metabolītus ļoti zemos līmeņos. Izprotot hormonu darbību un to mijiedarbības, zinātnieki var precīzāk vadīt augu augšanu un paaugstināt ražību vai stresa toleranci.

Kopsavilkumā, fitohormoni ir mazas, bet ārkārtīgi ietekmīgas molekulas, kas koordinē augu dzīves ciklu, ļauj augiem pielāgoties videi un sniedz virkni praktisku izmantošanas iespēju lauksaimniecībā un biotehnoloģijā.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir augu hormoni?

J: Kāds ir vislabāk zināmais augu hormons?

J: Kā augi ražo hormonus?

J: Ko regulē augu hormoni?

J: Vai ir kādi citi organismi, kuru fitohormoniem ir līdzīgas funkcijas?

J: Kāpēc augu hormoni ir tik svarīgi augošam organismam?

Meklēt pēc burta