Гормоны растений

Гормоны растений

Лабунская Елена,

Старший преподаватель

каф. физиологии растений биологического факультета МГУ

Растительные гормоны:

Низкомолекулярные вещества

Запускают программные эффекты – устойчивость к стрессу, рост, созревание и старение.

Один гормон может синтезироваться в различных тканях и органах, нет специальных желез для синтеза гормонов

Ауксин – центральный ростовой гормон растений

Чарльз Дарвин с сестрой Катериной, держит

в руках растение из семейства Спаржевых Лахеналию.

Фрэнсис (Фрэнк) Дарвин, сын Чарльза Дарвина

Какова природа сигнала?

Ауксин – от греч. auxo-

«рост»

• Химическая ?
• Электрическая?
• Светооптическая?

Как растет побег в сторону света?

?

?

Путем делений клеток

Путем растяжений клеток

Ауксин вызывает растяжение клеток

Растяжение происходит на затененной стороне

Опыт Вента и Холодного

Химическая природа ауксинов

Индолил-3-уксусная кислота

Нафтилуксусная кислота

2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота

Ауксин – сигнал благополучия от верхушки побега

Ауксин

Рост верхушки

Ветвление главного корня

Ауксин контролирует архитектуру кроны

Ауксин привлекает питательные вещества

Обработка ауксином дает бессемянные плоды

Как работает ауксин на клеточном уровне?

Н+

Н+

Н+

Н+

Н+

Н+

.

Кислая среда делает клеточную стенку эластичнее

Направление откладывания волокон целлюлозы

Растяжение клеток идет по направлению потока ауксина

Как организовать направленный поток ауксина?

Клетки прокамбия и ксилемные элементы

Полярный (направленный) транспорт ауксина

Нейтральная

среда

PIN

PIN

Кислая

среда

Ауксин «рисует» облик растения – размечает проводящую систему и зоны активного роста

Разметка жилок будущего листа потоками ауксина

Потоки ауксина в зародыше маркируют корневой, побеговый полюса и проводящую систему

Геотропизм у растений

Вектор

силы тяжести

Потоки ауксина направляют рост корня вниз

Основные эффекты ауксина

• Растяжение клеток
• Реакции фото- и геотропизма
• Рост главного побега, подавление роста боковых побегов, рост боковых корней
• Привлечение питательных веществ (аттрагирующий эффект)

Основные эффекты ауксина

• Образование ксилемы – проводящих элементов для поднятия воды из корня
• Ауксин – морфоген, размечающий клеточное поле и определяющий направление дифференцировки клеток
• Ауксин в высоких концентрациях - гербицид

Цитокинины – компаньоны ауксина

Фотография из статьи лаборатории Скуга, 1965г.

Культуры растительных клеток на питательных средах с добавлением ауксина и цитокининов

Фольке Скуг

Химическая природа цитокининов

Аденин –нуклеотид в составе ДНК и РНК

Цитокинин стимулирует деление клеток

Делящиеся клетки кончика корня

Цитокинин стимулирует рост боковых побегов

Боковой побег находится в пазухе листа

«Ведьмина метла» – аномальное ветвление

побега, вызванное паразитическими грибами или бактериями

Ауксины + цитокинины = неограниченный рост растения?

Как управлять морфогенезом растений в условиях in vitro

Микроклональное размножение in vitro

Точка роста

Ауксин+цито-кинин

Аттрагирующий эффект цитокининов

Эффекты цитокининов

• Клеточные деления
• Рост боковых побегов и главного корня, подавление роста боковых корней
• Дифференцировка флоэмы- проводящих элементов для отправки сахаров из фотосинтезирующих органов
• Аттрагирующий эффект – привлечение питательных веществ

Гибберелины

Болезнь «баканоэ» (бешеный рис) вызывается грибом Gibberella fujikuroi и связана с синтезом гибберелинов

Гибберелловая кислота А1 (ГК1)

Поражения от гриба Gibberella fujikuroi

Аскоспоры гриба

Гибберелины вызывают удлинение междоузлий

Гибберелины вызывают растяжение клеток

Гибберелины пробуждают спящие почки

Гибберелины и прорастание семян

Гибберелины и цветение

• Образование оси соцветия
• Участие в сложной регуляторной сети инициации цветения

Основные эффекты гибберелина

• Удлинение междоузлий
• Растяжение клеток (не по пути кислого роста)
• Пробуждение спящих почек
• Прорастание семян
• Участие в инициации цветения

Этилен

СН2=СН2

«Тройной ответ» на этилен

• Неразгибание апикальной петельки
• Изменение направления роста
• Утолщение гипокотиля

Подавление

роста

Устойчивость к механическому стрессу

СН2=СН2

Этилен и цветение ананасов

СН2=СН2

Абсцизовая кислота

Почки березы

Коробочки хлопчатника

Карта эффектов АБК

Вынужденный

листопад

Закрывание устьиц

Ответ на засоление, засуху, замораживание

Зимний покой растений

Покой семян

Есть и другие гормоны…

• Жасмонат
• Салициловая кислота
• Брассиностероиды
• Стриголактоны
• Различные короткие пептиды…