Fungsi Auxinas, mekanisme aksi, jenis, efek pada tanaman, aplikasi



itu auxinas Mereka adalah sekelompok hormon tanaman yang bertindak sebagai pengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Fungsinya terkait dengan faktor-faktor yang merangsang pertumbuhan tanaman, khususnya pembelahan sel dan pemanjangan.

Fitohormon ini ditemukan di seluruh kerajaan tumbuhan, dari bakteri, ganggang dan jamur, hingga tanaman tingkat tinggi. Dari auksin yang berasal dari alam, asam indoleacetic (IAA) adalah yang paling umum dan berasal dari asam amino L-tryptophan.

Kehadiran pengatur pertumbuhan ditemukan pada awal abad ke-20 oleh F. W. Went. Melalui uji coba dengan bibit gandum didirikan kemungkinan adanya zat yang mengatur pertumbuhan tanaman.

Meskipun mereka berada di sebagian besar jaringan tanaman, konsentrasi tertinggi dibatasi untuk jaringan yang aktif tumbuh. Sintesis auksin umumnya terjadi pada meristem apikal, daun tender, dan buah-buahan yang sedang tumbuh.

Meristem apikal batang adalah daerah di mana AIA disintesis, mendistribusikan secara berbeda ke pangkal batang. Dalam daun, jumlah auksin tergantung pada usia jaringan, mengurangi konsentrasi dengan kematangan daun.

Sebagai pengatur pertumbuhan, mereka banyak digunakan oleh petani untuk mempercepat pertumbuhan atau mempromosikan rooting. Saat ini ada beberapa produk komersial dengan fungsi spesifik tergantung pada kebutuhan fisiologis dan morfologis masing-masing tanaman.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Fungsi
  • 3 Mekanisme tindakan
  • 4 Jenis
  • 5 Efek pada tanaman
    • 5.1 Pemanjangan Sel
    • 5.2 Dominasi apikal
  • 6 Efek fisiologis
    • 6.1 Tropisme
    • 6.2 Abscission dan senescence
    • 6.3 Pengembangan buah
    • 6.4 Diferensiasi divisi dan seluler
  • 7 Aplikasi
  • 8 Referensi

Struktur

Auksin terdiri dari cincin indol yang berasal dari fenol, dan cincin aromatik dengan ikatan ganda terkonjugasi. Faktanya, mereka memiliki struktur bicyclic yang dibentuk oleh pirol karbon 5 dan benzena 6 karbon.

Senyawa organik indole adalah molekul aromatik dengan tingkat volatilitas yang tinggi. Karakteristik ini membuat konsentrasi auksin dalam tanaman tergantung pada residu yang digabungkan ke cincin ganda.

Fungsi

Pada dasarnya auksin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel, dan akibatnya pertumbuhan jaringan. Faktanya, phytohormon ini campur tangan dalam berbagai proses perkembangan tanaman, seringkali berinteraksi dengan hormon lain.

  • Menginduksi pemanjangan seluler dengan meningkatkan plastisitas dinding sel.
  • Mereka menyebabkan pertumbuhan puncak meristematik, koleoptil dan batang.
  • Batasi pertumbuhan akar utama atau inden, merangsang pembentukan akar sekunder dan adventif.
  • Mempromosikan diferensiasi vaskular.
  • Memotivasi dominasi apikal.
  • Pengaturan geotropisme: fototropisme, gravitropisme, dan tigmotropisme melalui redistribusi lateral auksin.
  • Mereka menunda hilangnya organ tanaman seperti daun, bunga dan buah-buahan.
  • Memotivasi perkembangan bunga.
  • Mereka mendukung regulasi pengembangan buah.

Mekanisme tindakan

Auksin memiliki sifat meningkatkan plastisitas dinding sel untuk memulai proses perpanjangan. Ketika dinding sel melunak, sel membengkak dan mengembang karena tekanan turgor.

Dalam hal ini, sel-sel meristematik menyerap sejumlah besar air, yang mempengaruhi pertumbuhan jaringan apikal. Proses ini ditentukan oleh sebuah fenomena yang disebut "pertumbuhan dalam medium asam", yang menjelaskan aktivitas auksin.

Fenomena ini terjadi ketika polisakarida dan pektin yang membentuk dinding sel melunak karena pengasaman medium. Selulosa, hemiselulosa dan pektin kehilangan kekakuannya sehingga memudahkan masuknya air ke dalam sel.

Fungsi auksin dalam proses ini adalah untuk menginduksi pertukaran ion hidrogen (H+) menuju dinding sel. Mekanisme yang terlibat dalam proses ini adalah aktivasi pompa H-ATPase dan sintesis H-ATPases baru..

  • Aktivasi pompa H-ATPase: Auksin ikut campur langsung dalam pemompaan proton enzim, dengan intervensi ATP.
  • Sintesis H-ATPases baru: Auksin memiliki kemampuan untuk mensintesis pompa proton di dinding sel, mempromosikan ARM yang bekerja pada retikulum endoplasma dan peralatan Golgi untuk meningkatkan aktivitas proton dinding sel.

Dengan meningkatkan ion hidrogen (H+) dinding sel diasamkan, mengaktifkan protein "expansin" yang terlibat dalam pertumbuhan sel. Ekspansin bekerja secara efisien dalam kisaran pH antara 4,5 dan 5,5.

Memang, polisakarida dan mikrofibril selulosa kehilangan kekakuan karena putusnya ikatan hidrogen yang meleburnya. Akibatnya sel menyerap air dan mengembang dalam ukuran, memanifestasikan fenomena "pertumbuhan dalam medium asam".

Jenis

  • AIA atau asam indoleacetic: Fitohormon yang berasal dari alam, adalah hormon yang ditemukan dalam jumlah lebih besar di jaringan tanaman. Ini disintesis di tingkat jaringan muda, di daun, meristem dan tunas terminal.
  • AIB atau asam butirat indol: fitohormon asal alami spektrum luas. Ini berkontribusi dengan perkembangan akar pada sayuran dan tanaman hias, juga penggunaannya memungkinkan untuk mendapatkan buah yang lebih besar.
  • ANA atau Asam Naphthaleneacetic: hormon tanaman sintetis banyak digunakan dalam pertanian. Ini digunakan untuk menginduksi pertumbuhan akar adventif di stek, mengurangi jatuhnya buah dan merangsang berbunga.
  • 2,4-D atau Asam Dichlorophenoxyacetic: produk asal hormon sintetis yang digunakan sebagai herbisida sistemik. Hal ini terutama digunakan untuk mengendalikan gulma berdaun lebar.
  • Asam 2,4,5-T atau 2, 4, 5-Trikllorofenoksiasetat: fitohormon asal sintetis yang digunakan sebagai pestisida. Saat ini penggunaannya dibatasi karena efek mematikannya pada lingkungan, tanaman, hewan dan manusia.

Efek pada tanaman

Auksin menginduksi perubahan morfologis dan fisiologis yang berbeda, terutama perpanjangan seluler yang mempromosikan pemanjangan batang dan akar. Demikian juga, ia mengintervensi dominasi apikal, tropisme, absisi dan penuaan daun dan bunga, perkembangan buah dan diferensiasi sel.

Perpanjangan sel

Tanaman tumbuh melalui dua proses berturut-turut, pembelahan sel dan perpanjangan. Pembelahan sel memungkinkan peningkatan jumlah sel, dan melalui pemanjangan sel tanaman tumbuh dalam ukuran.

Auksin ikut campur dalam pengasaman dinding sel melalui aktivasi ATPases. Dengan cara ini penyerapan air dan zat terlarut meningkat, expansin diaktifkan dan terjadi pemanjangan sel.

Dominasi apikal

Dominasi apikal adalah fenomena korelasi di mana tunas utama tumbuh dengan merugikan tunas lateral. Aktivitas auksin pada pertumbuhan apikal harus disertai dengan keberadaan sitokormon sitokin.

Memang, dalam sintesis puncak vegetatif auksin terjadi yang kemudian menarik sitokin yang disintesis di akar ke arah puncak. Ketika konsentrasi optimal antara auksin / sitokin tercapai, pembelahan sel dan diferensiasi terjadi, dan kemudian pemanjangan meristem apikal

Efek fisiologis

Tropisme

Tropisme adalah pertumbuhan terarah dari batang, cabang dan akar sebagai respons terhadap rangsangan dari lingkungan. Bahkan, rangsangan ini berkaitan dengan cahaya, gravitasi, kelembaban, angin, kontak eksternal atau respons kimia.

Fototropisme dimoderasi oleh auksin, karena cahaya menghambat sintesisnya pada tingkat sel. Dengan cara ini bagian batang yang teduh tumbuh lebih banyak dan area yang diterangi membatasi lengkung yang tumbuh ke arah cahaya.

Abscission dan senescence

Penyisihan adalah jatuhnya daun, bunga dan buah-buahan karena faktor eksternal, menyebabkan penuaan organ. Proses ini dipercepat oleh akumulasi etilen antara batang dan tangkai daun, membentuk zona absisi yang menginduksi detasemen.

Gerakan terus-menerus auksin mencegah absorpsi organ, menunda jatuhnya daun, bunga, dan buah-buahan yang belum menghasilkan. Efeknya ditujukan untuk mengendalikan aksi etilen, yang merupakan promotor utama zona absisi.

Pengembangan buah-buahan

Auksin disintesis dalam serbuk sari, endosperma dan dalam embrio biji. Setelah penyerbukan, pembentukan sel telur dan pengaturan buah berikutnya terjadi, di mana auksin melakukan intervensi sebagai elemen promotor.

Selama perkembangan buah, endosperma menyediakan auksin yang dibutuhkan untuk tahap pertama pertumbuhan. Selanjutnya embrio menyediakan auksin yang diperlukan untuk tahap pertumbuhan buah berikutnya.

Diferensiasi divisi dan seluler

Bukti ilmiah telah menunjukkan bahwa auksin mengatur pembelahan sel dalam kambium di mana diferensiasi jaringan pembuluh darah terjadi.

Faktanya, bukti menunjukkan bahwa semakin besar jumlah auksin (AIA), jaringan yang lebih konduktif terbentuk, terutama xilem..

Aplikasi

Pada tingkat komersial, auksin digunakan sebagai pengatur pertumbuhan, baik di lapangan maupun dalam uji coba bioteknologi. Digunakan dalam konsentrasi rendah memodifikasi perkembangan normal tanaman, meningkatkan produktivitas, kualitas tanaman dan panen.

Aplikasi yang dikontrol pada saat pembentukan tanaman mendukung pertumbuhan sel dan proliferasi akar utama dan adventif. Selain itu, mereka bermanfaat bagi pembungaan dan pengembangan buah-buahan, mencegah jatuhnya daun, bunga, dan buah-buahan.

Pada tingkat eksperimental, auksin yang digunakan untuk menghasilkan buah adalah biji, pegang buah sampai matang atau sebagai herbisida. Pada tingkat biomedis, mereka telah digunakan dalam pemrograman ulang sel somatik dalam sel induk.

Referensi

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, E. R., & Gutiérrez, C. (2014). Homeostasis dari Auksin dan Pentingnya dalam Pengembangan Arabidopsis Thaliana. Jurnal Pendidikan Biokimia, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio dan García Agustín Pilar (2006) Phytohormon: metabolisme dan cara kerja. Castelló de la Plana: Penerbitan Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormon dan zat pengatur tumbuh: auksin, giberelin, dan sitokinin. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fisiologi Tumbuhan, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Hormon Sayur. Hiperteks Wilayah Biologi. Tersedia di: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi tumbuhan (Vol. 10). Universitat Jaume I.