Брассиностероиды и их практическое использование

Фитогормоны — это вещества, вырабатывающиеся в процессе естественного обмена веществ и оказывающие в малых количествах регуляторное влияние, координирующее физиологические процессы.

hormon – побуждающий, вызывающий

« Во-первых , вещества этого рода должны обладать способностью в небольших количествах вызывать прохождение не только отдельных химических процессов, как это имеет место при действии ферментов, а и физиологических процессов, протекающих на основе целой цепи физических и химических изменений.

Во-вторых , фитогормоны должны образовываться в растительном организме, будучи продуктом обмена веществ организма.

В-третьих, они должны действовать и в иных частях организма, чем те, где они вырабатываются».

Д. А. Сабинин

• эндогенное происхождение;
• низкомолекулярные соединения (не более 2 кДа) 28-346;
• действуют в низкой концентрации — не более 10 -5 моль/л;
• вызывают специфический физиологический ответ (ростовые или формативные эффекты)
• возможность транспортировки по растению, дистантность действия;
• практически не играют роли в основном метаболизме клетки, а используются лишь для сигнальных целей.

Гормоны-стимуляторы и гормоны-ингибиторы

Значение фитогормонов

• Регулирование роста и морфогенеза (ростовые гормоны, регуляторы роста, ростовые вещества).
• Контроль и управление всего метаболизма растений в онтогенезе (формирование пола, старение, переход к покою, транспорт веществ, передача сигналов, адаптация и др.).

Группы

фитогормонов

Ауксины

Цитокинины

Гиббереллины

Абсцизовая кислота

Этилен

Брассиностероиды

Жасминовая кислота

Салициловая кислота

Короткие пептиды (системин,

фитосульфоксин)

Дата открытия 1970 Дж Митчелл

1979 М.Д.Грови

Представитель брассинолид C 28 H 48 O 6

Химическая природа стероидная (терпеноиды)

Содержание в растении пыльца, цветы, молодые листья и побеги

Локализация биосинтеза меристемы, узлы

Предшественник мевалоновая кислота

Транспорт по всему растению, диффузия

Физиологическое действие

Стимуляция роста

Формирование урожая

Устойчивость

• Карликовость
• Образование ксилемы
• Мужская фертильность
• Удлинение клеток за счет активации ХЕТ
• Деление клеток - транскрипция CycD3

Мутанты по синтезу и рецепции

брассинолидов

• Усиливают растяжение проростков, но медленнее ауксинов (начало через 30 минут, длительность 1,5 – 2 часа, для ауксинов – 10 мин. и 30 -45 мин). Синергизм действия с ауксинами. .
• На молекулярном уровне эффект обусловлен активацией генов ксилоглюкан-эндотрансгликозилаз (КсЭТ). Если ауксины запускают процесс растяжения, то брассиностероиды важны для его длительного поддержания.
• Частичная и полная мужская стерильность при недостаточности брассиностероидов. У многих растений, мутантных по генам биосинтеза брассиностероидов, тычиночные нити не достигают нужной длины, достаточной для самоопыления. Но даже в том случае, когда пыльцевые зерна попадают на поверхность рыльца, рост пыльцевой трубки существенно замедлен.
• Брассиностероиды взаимодействуют не только с ауксинами, но и с гиббереллинами, усиливая растяжение клеток.
• Обсуждают участие брассиностероидов при передаче световых сигналов и "переговоры" путей фоторецепции и брассиностероидов.
• Брассиностероиды регулируют процессы клеточной дифференцировки. У мутантов bri 1 нарушено формирование столбчатого мезофилла. Кроме того, уменьшено количество проводящих элементов ксилемы. Брассинолиды регулируют вторичный запуск синтеза ФАЛ и ГКК с дальнейшей сильной лигнификацией и программированной гибелью клеток.
• Действие на корневую систему брассиностероидов и ауксинов противоположно: если ауксины стимулируют образование боковых корней, то брассиностероиды ингибируют их образование.
• В больших дозах брасииностероиды сдерживают рост и повышают устойчивость к неблагоприятным внешним факторам (перегреву, заморозкам, засухе, инфекции).

• БС представляют собой природные соединения, широко распространенные в растительном мире. Они являются естественными компонентами пищи и привычно участвуют в цепях метаболических превращений человека и животных, сформировавшихся в ходе их длительной совместной эволюции с растениями.

• Положительный эффект от применения БС достигается при их внесении в дозах, соизмеримых с их естественным содержанием в растениях. Он может заключаться в увеличении урожайности, повышении качества и сохранности сельскохозяйственной продукции, увеличении устойчивости растений против фитопатогенов и неблагоприятных факторов внешней среды.

• БС могут быть использованы для обработки растений или семян с использованием существующей техники и технологии.