PHYTOHORMONES: CÁC LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG - SINH HỌC - 2025

Các phytohormone hay còn gọi là hormone thực vật, là các chất hữu cơ được sản xuất bởi các tế bào thực vật của thực vật. Được tổng hợp tại một địa điểm cụ thể, chúng có thể hoạt động để điều chỉnh quá trình trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển của cây.

Đa dạng sinh học được đặc trưng bởi sự hiện diện của các cá thể với các hình thái khác nhau, thích nghi với môi trường sống và hình thức sinh sản cụ thể. Tuy nhiên, ở mức độ sinh lý chúng chỉ yêu cầu một số chất liên kết với các biểu hiện hình thái trong quá trình sinh trưởng và phát triển.

Ứng dụng của hoocmôn thực vật. Nguồn: pixabay.com

Về mặt này, hormone sinh dưỡng là các hợp chất tự nhiên có đặc tính điều hòa các quá trình sinh lý ở nồng độ tối thiểu (<1 ppm). Chúng bắt nguồn từ một nơi và được chuyển sang một nơi khác, nơi chúng điều chỉnh các quá trình sinh lý xác định: kích thích, ức chế hoặc điều chỉnh sự phát triển.

Xylem và phloem

Thật vậy, phytohormone lưu thông qua thực vật thông qua các mô mạch: xylem và phloem. Chịu trách nhiệm về các cơ chế khác nhau, chẳng hạn như ra hoa, chín trái, rụng lá hoặc phát triển rễ và thân.

Trong một số quá trình, một phytohormone duy nhất tham gia, mặc dù đôi khi xảy ra hiệp đồng thông qua sự can thiệp của một số chất. Tương tự như vậy, sự đối kháng có thể xảy ra, tùy thuộc vào nồng độ trong mô thực vật và các quá trình sinh lý cụ thể.

Khám phá

Việc phát hiện ra các hormone thực vật hoặc phytohormone là tương đối gần đây. Kích thích phân chia tế bào và hình thành các chồi gốc là một trong những ứng dụng thí nghiệm đầu tiên của các chất này.

Phytohormone đầu tiên được tổng hợp và sử dụng thương mại là auxin, sau đó cytokinin và gibberellin được phát hiện. Các chất khác đóng vai trò là chất điều hòa là axit abscisic (ABA), etylen và các chất đồng thau.

Các quá trình như kéo dài, phân hóa tế bào và sự phát triển của chồi đỉnh và rễ là một số chức năng của nó. Tương tự như vậy, chúng kích thích hạt nảy mầm, ra hoa, kết trái và làm chín trái.

Trong bối cảnh này, phytohormones tạo thành một chất bổ sung cho công việc nông nghiệp. Việc sử dụng nó cho phép thu được những cây trồng có bộ rễ chắc chắn, bề mặt tán lá phù hợp, thời kỳ ra hoa và kết trái nhất định, và sự trưởng thành đồng đều.

nét đặc trưng

Phytohormone, liên quan đến các cơ chế sinh lý khác nhau trong quá trình biệt hóa tế bào và sự phát triển của thực vật, rất ít trong tự nhiên. Mặc dù số lượng ít, chúng được trao quyền để điều chỉnh các phản ứng sinh trưởng và phát triển của cây.

Thật vậy, những chất này được tìm thấy trong tất cả các loài thực vật trên cạn và dưới nước, trong các hệ sinh thái và các dạng sống khác nhau. Sự hiện diện của nó là tự nhiên trong tất cả các loài thực vật, là các loài thương mại nơi tiềm năng của nó đã được đánh giá cao.

Chúng thường là những phân tử có cấu trúc hóa học đơn giản, không có nhóm protein liên kết. Trên thực tế, một trong những hormone thực vật này, ethylene, có bản chất là khí.

Tác dụng của nó là không chính xác, nó phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường, ngoài các điều kiện vật lý và môi trường của cây. Tương tự như vậy, chức năng của nó có thể được thực hiện ở cùng một nơi, hoặc nó có thể được chuyển sang một cấu trúc khác của cây.

Trong một số trường hợp, sự hiện diện của hai hormone thực vật có thể gây ra hoặc hạn chế một cơ chế sinh lý nào đó. Mức độ thường xuyên của hai hormone có thể dẫn đến sự tăng sinh chồi và sự khác biệt về hình thái sau đó.

Đặc trưng

• Sự phân chia và kéo dài tế bào.
• Biệt hóa tế bào.
• Tạo chồi gốc, chồi bên và chồi ngọn.
• Chúng thúc đẩy sự phát sinh của những gốc rễ đầy tham vọng.
• Chúng tạo ra sự nảy mầm hoặc ngủ đông của hạt.
• Chúng trì hoãn sự già đi của lá.
• Chúng gây ra hoa và đậu quả.
• Chúng thúc đẩy quá trình chín của trái cây.
• Kích thích cây chịu đựng điều kiện căng thẳng.

Cơ chế hoạt động

Phytohormone hoạt động trong các mô thực vật theo các cơ chế khác nhau. Trong số những cái chính chúng ta có thể kể đến:

• Hợp lực: phản ứng được quan sát bởi sự hiện diện của một phytohormone trong một mô nhất định và ở một nồng độ nhất định, được tăng lên bởi sự hiện diện của một phytohormone khác.
• Đối kháng: nồng độ của một phytohormone ngăn cản sự biểu hiện của hormone thực vật khác.
• Ức chế: nồng độ phytohormone tiến hành như một chất điều chỉnh làm chậm hoặc giảm chức năng nội tiết tố.
• Đồng yếu tố: phytohormone hoạt động như một chất điều chỉnh, tạo ra một tác động xúc tác.

Các loại

Hiện tại, có năm loại chất được tổng hợp tự nhiên trong thực vật được gọi là phytohormone. Mỗi phân tử có một cấu trúc cụ thể và thể hiện các đặc tính điều hòa dựa trên nồng độ và vị trí tác dụng của nó.

Các phytohormone chính là auxin, gibberellin, cytokinin, ethylene và axit abscisic. Ngoài ra, có thể kể đến các chất Brassinosteroid, salicylat và jasmonat là những chất có đặc tính tương tự như phytohormon.

Auxin

Chúng là những hormone điều hòa sự phát triển của cây, kích thích sự phân chia tế bào, sự kéo dài và định hướng của thân và rễ. Chúng thúc đẩy sự phát triển của tế bào thực vật bằng cách tích nước, và kích thích ra hoa và đậu quả.

Nó thường được tìm thấy trong thực vật dưới dạng axit indoleacetic (IAA), với nồng độ rất thấp. Các dạng tự nhiên khác là axit 4-chloro-indoleacetic (4-Cl-IAA), axit phenylacetic (PAA), axit indole butyric (IBA) và axit indole propionic (IPA).

Auxin (Axit Indolacetic - IAA) Nguồn: wikipedia.org

Chúng được tổng hợp trong các mô phân sinh ở đỉnh của thân và lá, di chuyển đến các vùng khác của cây bằng cách chuyển vị. Sự di chuyển được thực hiện qua nhu mô của các bó mạch, chủ yếu hướng về vùng đáy và rễ.

Auxin tham gia vào quá trình sinh trưởng và di chuyển của các chất dinh dưỡng trong cây, sự vắng mặt của chúng sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu. Cây có thể ngừng sinh trưởng, không ra nụ, hoa và quả rụng khi chưa chín.

Khi cây phát triển, các mô mới tạo ra auxin, thúc đẩy sự phát triển của chồi bên, ra hoa và đậu quả. Một khi cây đạt đến sự phát triển sinh lý tối đa, auxin sẽ đi xuống rễ, kìm hãm sự phát triển của chồi gốc.

Cuối cùng, cây ngừng hình thành rễ bất định và quá trình lão hóa bắt đầu. Bằng cách này, nồng độ auxin tăng lên ở các khu vực ra hoa, thúc đẩy quá trình đậu quả và sự trưởng thành sau đó.

Cytokinin

Cytokinin là những phytohormone hoạt động trong quá trình phân chia tế bào của các mô không thuộc mô phân sinh, được tạo ra ở mô phân sinh của rễ. Cytokinin tự nhiên được biết đến nhiều nhất là Zeatin; tương tự như vậy, kinetin và 6-benzyladenine có hoạt tính cytokinin.

Các hormone này hoạt động trong các quá trình biệt hóa tế bào và điều hòa các cơ chế sinh lý của thực vật. Ngoài ra, chúng còn can thiệp vào quá trình điều hòa sinh trưởng, sự già đi của lá và vận chuyển các chất dinh dưỡng ở cấp độ phloem.

Cytokinin (Zeatin) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Zeatin.svg

Có sự tương tác liên tục giữa các cytokinin và auxin trong các quá trình sinh lý khác nhau của cây. Sự hiện diện của các cytokinin kích thích sự hình thành các cành và lá, tạo ra các auxin được chuyển tới rễ.

Sau đó, sự tích tụ của auxin trong rễ thúc đẩy sự phát triển của lông rễ mới tạo ra cytokinin. Mối quan hệ này chuyển thành:

• Nồng độ Auxin cao hơn = tăng trưởng rễ cao hơn
• Nồng độ Cytokinins cao hơn = sự phát triển của lá và tán lá lớn hơn.

Nói chung, một tỷ lệ cao của auxin và cytokinin thấp sẽ tạo điều kiện cho sự hình thành rễ bất định. Ngược lại, khi tỷ lệ auxin thấp và tỷ lệ cytokinin cao thì sự hình thành chồi được ưu tiên.

Ở cấp độ thương mại, những phytohormone này được sử dụng cùng với auxin, trong nhân giống vô tính cây cảnh và cây ăn quả. Nhờ khả năng kích thích sự phân chia và biệt hóa tế bào, chúng cho phép thu được vật liệu vô tính có chất lượng tuyệt vời.

Tương tự như vậy, do khả năng trì hoãn sự già đi của cây, nó được sử dụng rộng rãi trong nghề trồng hoa. Ứng dụng trong cây hoa, nó cho phép thân cây giữ được lá xanh tươi lâu hơn trong quá trình sau thu hoạch và thương mại hóa.

Gibberellins

Gibberellins là phytohormone tăng trưởng hoạt động trong các quá trình kéo dài tế bào và phát triển thực vật khác nhau. Khám phá của nó đến từ các nghiên cứu được thực hiện trên các đồn điền trồng lúa đã tạo ra các thân cây phát triển không xác định và sản lượng hạt thấp.

Phytohormone này hoạt động trong việc kích thích sự phát triển của thân và sự phát triển của chùm hoa và ra hoa. Tương tự như vậy, nó thúc đẩy sự nảy mầm của hạt, tạo điều kiện tích lũy chất dự trữ trong hạt và thúc đẩy sự phát triển của quả.

Gibberellins (Ac. Gibberellic A3) Bởi Calvero. (Tự chế bằng ChemDraw.), Qua Wikimedia Commons Sự tổng hợp gibberellins xảy ra trong tế bào, và thúc đẩy quá trình đồng hóa và di chuyển các chất dinh dưỡng vào tế bào. Những chất dinh dưỡng này cung cấp năng lượng và các yếu tố cho sự phát triển và kéo dài của tế bào.

Gibberellin được lưu trữ trong các nút của thân cây, hỗ trợ kích thước tế bào và kích thích sự phát triển của các chồi bên. Điều này khá hữu ích đối với những loại cây trồng đòi hỏi sản lượng cành và tán lá cao để tăng năng suất.

Việc sử dụng thực tế của gibberellins có liên quan đến auxin. Trên thực tế, các auxin thúc đẩy sự phát triển theo chiều dọc, và các gibberellins thúc đẩy sự phát triển theo chiều dọc.

Nên sử dụng cả hai loại phytohormone để cây trồng phát triển đồng đều. Bằng cách này, sẽ tránh được sự hình thành các thân cây yếu và ngắn, có thể gây ra hiện tượng “chết cây” do tác động của gió.

Nói chung, gibberellins được sử dụng để ngăn chặn thời kỳ ngủ của hạt giống, chẳng hạn như củ khoai tây. Chúng cũng kích thích sự kết dính của các loại hạt như đào, đào hoặc mận.

Etylen

Ethylene là một chất ở thể khí, hoạt động như một hormone thực vật. Sự di chuyển của nó trong cây được thực hiện bằng cách khuếch tán qua các mô, và nó được yêu cầu với số lượng tối thiểu để thúc đẩy các thay đổi sinh lý.

Chức năng chính của ethylene là điều chỉnh sự chuyển động của các hormone. Về mặt này, sự tổng hợp của nó phụ thuộc vào các điều kiện sinh lý, hoặc các tình huống căng thẳng của cây.

Ethylene Nguồn: wikipedia.org

Ở cấp độ sinh lý, ethylene được tổng hợp để kiểm soát sự di chuyển của các auxin. Nếu không, các chất dinh dưỡng sẽ chỉ được dẫn đến các mô phân sinh gây hại cho rễ, hoa và quả.

Tương tự như vậy, nó kiểm soát sự trưởng thành sinh sản của cây bằng cách thúc đẩy quá trình ra hoa và kết trái. Ngoài ra, khi cây già đi, sản lượng của nó tăng lên để tạo điều kiện cho quả chín.

Trong điều kiện căng thẳng, nó thúc đẩy sự tổng hợp các protein giúp cơ thể vượt qua các điều kiện bất lợi. Lượng quá nhiều sẽ thúc đẩy quá trình lão hóa và chết tế bào.

Nói chung, ethylene tác động lên sự rụng lá, hoa và trái cây, làm chín trái cây và già đi của thực vật. Ngoài ra, nó còn can thiệp vào các phản ứng khác nhau của cây trồng đối với các điều kiện bất lợi, chẳng hạn như vết thương, căng thẳng nước hoặc bị mầm bệnh tấn công.

Axit

Axit abscisic (ABA) là một hormone thực vật tham gia vào quá trình hình thành các cơ quan khác nhau của cây. Về mặt này, nó tạo điều kiện cho lá và quả rụng, thúc đẩy quá trình úa của các mô quang hợp.

Các nghiên cứu gần đây đã xác định rằng ABA thúc đẩy sự đóng của khí khổng trong điều kiện nhiệt độ cao. Bằng cách này, ngăn chặn sự mất nước qua lá, do đó giảm nhu cầu về chất lỏng quan trọng.

Axit abscisic. Nguồn: wikipedia.org

Các cơ chế khác mà ABA kiểm soát bao gồm tổng hợp protein và lipid trong hạt. Ngoài ra, nó cung cấp khả năng chống lại sự khô của hạt và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi giữa nảy mầm và phát triển.

ABA thúc đẩy khả năng chịu đựng các điều kiện căng thẳng khác nhau của môi trường, chẳng hạn như độ mặn cao, nhiệt độ thấp và khan hiếm nước. ABA tăng tốc độ xâm nhập của ion K + vào tế bào rễ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập và giữ nước trong mô.

Theo cách tương tự, nó hoạt động trong việc ức chế sự phát triển của thực vật, chủ yếu là thân cây, tạo ra những cây có ngoại hình "lùn". Các nghiên cứu gần đây về thực vật được xử lý bằng ABA đã xác định được rằng phytohormone này thúc đẩy quá trình ngủ của các chồi sinh dưỡng.

Brassinosteroid

Brassinosteroid là một nhóm các chất có tác dụng thay đổi cấu trúc của cây ở nồng độ rất thấp. Việc sử dụng và ứng dụng nó rất gần đây nên việc sử dụng nó trong nông nghiệp vẫn chưa trở nên phổ biến.

Khám phá của ông được thực hiện bằng cách tổng hợp một hợp chất có tên là Brasinólida từ phấn hoa củ cải. Chất có cấu trúc steroid này, được sử dụng ở nồng độ rất thấp, có thể tạo ra những thay đổi cấu trúc ở cấp độ mô phân sinh.

Kết quả tốt nhất khi áp dụng hormone này sẽ thu được khi bạn muốn nhận được phản ứng năng suất từ ​​cây trồng. Về vấn đề này, Brasinólida can thiệp vào các quá trình phân chia, kéo dài và biệt hóa tế bào, ứng dụng của nó rất hữu ích trong việc ra hoa và kết trái.

Người giới thiệu

1. Azcon-Bieto, J. (2008) Các nguyên tắc cơ bản của sinh lý thực vật. McGraw-Hill. Người Mỹ gốc Tây Ban Nha. 655 tr.
2. Phytohormones: chất điều hòa sinh trưởng và chất kích thích sinh học (2007) Từ ngữ nghĩa đến nông học. Dinh dưỡng. Đã khôi phục tại: redagricola.com
3. Gómez Cadenas Aurelio và García Agustín Pilar (2006) Phytohormones: sự trao đổi chất và phương thức hoạt động. Castelló de la Plana: Các ấn phẩm của Universitat Jaume I. DL. ISBN 84-8021-561-5
4. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormon và chất điều hòa sinh trưởng: auxin, gibberellin và cytokinin. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (tái bản). Sinh lý thực vật, 1-28.
5. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Nội tiết tố và chất điều hòa sinh trưởng: ethylene, axit abscisic, brassinosteroid, polyamine, axit salicylic và axit jasmonic. Sinh lý thực vật, 1-28.