UNIVERSITATEA DE sTIINŢE AGRICOLE
sI MEDICINĂ VETERINARĂ A
BANATULUI
FACULTATEA DE HORTICULTUR
SPECIALIZAREA HORTICULTURĂ
CENTRUL DE ĪNVĂŢĂMĀNT LA DISTANŢĂ
REFERAT
FIZIOLOGIE VEGETAL
CREsTEREA PLANTELOR
FITOHORMONII, : UTILIZAREA ACESTORA ĪN CREsTEREA sI MULTIPLICAREA SPECIILOR HORTICOLE
Au trecut trei veacuri de cānd savantul Italian Marcello Marpighi a presupus existenta īn plante a unei substante cu efecte de reglare a cresterii denumita "material ad radices promovendas". De atunci s-au adunat numeroase date expermentale care au conturat, treptat conceptia hormonala, bine d 626h78g ezvoltata īn stiinta contemporana.
Studiile ulterioare, efectuate de diferiti fiziologi si chimisti, au permis descoperirea unui mare grup de substante bioactive, endogene si sintetice, care regleaza majoritatea proceselor de crestere, dezvoltare si metabolism la plante.
Sintetizānd cunostintele actuale despre aceste substante regulatoare, clasificarea fitohormonilor se poate face īn trei grupe, stimulatoare, retardante si inhibitoare.
Aceste trei grupe de substante nu actioneaza separate ci se interconditioneaza reciproc, astfel ca reactiile plantelor, īn toate fazele de crestere si dezvoltare reprezinta rezultatul unui echilibru īntre compusii stimulatori si inhibitori.
Substante stimulatoare :
auxine
ginereline
citochinine
AUXINE sunt compusi naturali, fiziologic polivalenti, care, īn doze extrem de reduse, direct sau indirect, pot efectua atāt cresterea cāt si dezvoltarea plantelor, respectiv formarea organelor vegetative si generative.
Prezenta auxinelor naturale īn plante lucrarile de extragere, purificare si identificare chimica au pus īn evidenta prezenta auxinelor naturale, īn concentratii extrem de reduse, īn diferite organe ale plantelor, acumulāndu-se īndeosebi īn organele cu crestere activa..
Prin aplicarea metodelor cromatografice s-a constat prezenta auxinelor si īn alte organe, intrānd īn amestecuri complexe cu rol stimulator sau inhibitor.
Cantitati infime de auxine se gasesc īn cambiu si īn tesuturile parenchimatice.
Biogeneza auxinelor natural. Compusul auxinic natural gasit īn diferite tesuturi vegetale a fost denumit heteroauxina si identificata chimic cu acidul beta-indolilacetic sau acidul indol-3-acetic (AIA), cu formula bruta C H O N.
Acest compus a fost luat ca model pentru elicidarea biogenezei substantelor auxinice endogene. Acest precursor care se transforma prin oxidare pe cale chimica la un anumit nivel de fertilizare si indiferent de regimul de lumina este triptofanul, un aminoacid existent īn protoplasma vie.
Compusii intermediari au fost gasiti īn stare naturala īn diferite organe ale plantelor de porumb, mazare, bob, lupin, varza. Cel mai important rol revine acidului β-indolilpiruvic, considerat ca "placa turnanta" a reactiilor metabolice din sisnteza auxinelor.
Auxina se sintetizeaza īn frunzele tinere de unde migreaza spre vārfurile de crestere ale tulpinii si lastarilor sub forma de proauxina inactiva īn stare legata de proteina.. Ele pot migra si transversal. Viteza de transport a auximelor naturale este de 4mm/ora īn radacini si 10-12 mm/ora īn restul plantei.
Inactivarea auxinelor. Īn prezenta luminii captata de unii fotoreceptorii are loc degradarea auxinelor, ca un proces de oxidare si trecere īntr-o forma oxidata si inactiva, numita lumii-auxin-lactona sau lumii-auxon :
Auxine active + O2 + limina → auxina inactiva + CO2
Datorita proceselor, concomitente de biosinteza si degradare oxidativa, stocul auxinic dintr-un organ va fi alcatuit din precursori auxinici, auxine active, auxine vehiculate, auxine degradate si auxine nedisponibile.
Substante stimulatoare sintetice. Aceste substante sunt derivati ai indolului, naftalenului, acidului fenoxiacetic, acidului ftalamic si acizi benzoici substituiti. Cei mai activi compusi sintetici sunt acidul alfa-naftilacetic, beta-naftoxiacetic, acizii alfa si beta-fenoxiacetici, acidul indolilbutilic, acidul indolilproprionic, acidul 2,4 - diclor-fenoxiacetic si acidzl 2,4,5-triclorfenoxiacetic.
Relatia dintre structura chimica si activitatea biologica. O molecula activa de auxina naturala sau sintetica trebuie sa aiba :
un sistem ciclic sub forma de nucleu indolic, naftalenic sau benzoic;
minimum o dubla legatura īn ciclu;
o grupare carboxilica laterala;
minimum un atom de carbon pe catena laterala, īntre sistemul ciclic si gruparea COOH.
Actiunea fiziologica a auxinelor. Auxinele naturale si sintetice exercita diferite actiuni fiziologice, care declanseaza reactii particulare de crestere, dezvoltare si metabiolism :
modificari citologice
stimularea germinarii semintelor
efecte asupra īnradacinarii butasilor, puietilor si arborilor la transplantare
rolul auxinelor īn formarea mugurilor si īnfloririi
efecte asupra formarii si caderii fructelor
īntārzierea īmbatrānirii tesuturilor
CIBERELINE - Īn prezent se cunosc 52 de cibereline, notate cu GA -GA , care au fost identificate prin metode moderne de separare si analiza (electroforeza, spectrometrie, cromatografie).
Prezenta giberelinelor īn plante. Locul de sintetizare a ciberelinelor este īn embrionii semintelor īn curs de germinare, īn frunzele tinere, mugurii apicali, organe florale, vārfuri de radacini. Din aceste zone circula īn toate tesuturile prin xilemn si floem, cu o viteza de 5 cm/ora.
Structura chimica a giberlinelor. Īn structura chimica exista un schelet comun denumit gibban, la care se anexeaza anumite grupari laterale. Diferentele dintre cele 52 forme de gibereline constau īn numarul si amplasarea gruparilor hidroxilice, metilice si carboxilice laterale, si a radicalului lactonic.
Biogeneza giberelinelor se realizeaza īn frunze, apexul tulpinilor, organele florale si īn embrionii semintelor īn curs de germinare.
Mecanismul actiunii giberelinelor- accelereaza cresterea organelor vegetale, prin sporirea continutului de auxine din tesuturi pe doua cai :
stimularea sintezei auxinelor naturale
frānarea degradarii oxidative a auxinelor naturale
Actiuni fiziologice ale giberelinelor
stimularea germinarii semintelor
stimularea cresterii tulpinii
cresterea frunzelor
modificarea dominantei apicale
stimularea īnfloririi si fructificarii
modificari īn metabolismul plantelor :
Aplicatii practice. Se propune tratarea solului cu gibereline īn vederea stimularii germinarii semintelor de buruieni aflate īn repaos si distrugerea lor īnainte de semanatul plantelor de cultura.
Cu gibelinele se poate stimula cresterea gazonului īn perioada de primavara si toamna, se poate provoca ramificarea unor plante floricole si īnfloritul mai timpuriu.
CITOCHININELE - declanseaza si stimuleaza diviziunea celulara (citochineza).
Compusi naturali si sintetici. Compusii naturali si sintetici au capacitatea de a stimula diviziunea celulara īn tesuturile calusului din maduva tulpinii de tutun.
Bioteste specifice si purificarea citochininelor.
Prezenta citochininelor īn vasele conducatoare de lemn (xilem) arata ca sinteza acestor compusi naturali se face īn radacini, de unde migreaza acropetal spre fructe, frunze si muguri odata cu curentul de transpiratie.
Biosinteza citochininelor. Sinteza citochininelor este paralela cu biosinteza sterolilor si a altor substante terpenoidice. Īn aceste procese, compusul central activ ar fi acidul mevalonic, un precursor pentru catena laterala dimetilalilica.
Actiuni fiziologice ale citohininelor
stimularea diviziunii celulare;
diferentierea si formarea organelor la plante;
īntārzierea īmbatrānirii tesuturilor
SUBSTAN E CU AC IUNE RETARDANT
Un rol esential īn metabolismul plantelor, , reducānd o anumita perioada ritumul proceselor de diviziune si elongatie celulara din tulpini, ceea ce determina o frānare a cresterii īn īnaltime. Datorita efectului de "īntārziere" a proceselor de crestere, aceste substante au primit denumirea de "retardanti".
Tipuri de compusi sintetici au fost īnseriati sub denumirile de compusul :
Compusul I
Compusul II
Compusul III
Compusul IV
Compusul V
Compusul VI
Compusul VII
Compusul VIII
Compusi neānseriati
Actiuni fiziologice ale retardantilor :
Modificarea caracterelor anatomomorfologice ale plantelor frāneaza procesele de crestere īn lungime a tulpinilor si lastarilor, mai ales la nivelul internodurilor, care īn momentul tratarii de gasesc īn faza intensa de diferentiere si alungire. La plantele horticole se scurteaza internodurile, se īngroasa tulpinile si este stimulata ramificatia laterala, se obtin rasaduri viguroase de buna calitate.
Stimularea īnfloririi, fructificarii si maturarii. Este stimulata transformarea mugurilor vegetativi, floriferi, este grabita īnflorirea si se reduce procentul florilor avortate, asigurānd o buna fecundare si legarea fructelor. Īn plantatiile de pomi se modifica raportul dintre crestere si productie, prin reducerea cresterii īn lungime a lastarilor, marirea procentului de flori legate, stimularea cresterii fructelor, reducerea caderii premature a frunzelor si obtinerea unei recolte de calitate superioara, cu valoare comerciala ridicata.
Marirea rezistentei plantelor la factori nefavorabili - maresc rezistenta la temperaturi scazute, seceta, arsita, salinitate, boli si daunatori, creste capacitatea de rezistenta la ger si la brumele de primavara si toamna, la cereale, plante termofile si arbori si arbusti fructiferi.
Aplicarea retardantilor, īndeosebi a CCC, s-a dovedit eficace īn lupta cu diferite boli si daunatori animali care infesteaza diferite culturi agricole si horticole.
SUBSTAN E INHIBITOARE
Cercetarile anterioare au demonstrat ca activitatea auxinelor naturale din plante poate fi deseori mascata sau anihilata de anumite substante endogene, cu rol inhibitor. Abia dupa elaborarea unor tehnici moderne de extrageri fractionate, separarea prin cromatografie si analiza spectrofotometrica s-a reusit sa se puna īn evidenta prezenta īn tesuturile plantelor a unor substante care exercita o activitate specifica de inhibare a diferitelor procese vitale.
TIPURI DE INHIBITORI NATURALI SI EFECTELE LOR FIZIOLOGICE
Inhibitorul beta. A fost extras din radacini si tulpini, are o structura chimica necunoscuta cu efecte similare blastocolinelor care inhiba germinarea semintelor īn fruct sau īn perioada de latenta.
Acidul abscisic. Un puternic inhibitor natural gasit īn mugurul dorminzi de paltin, compus inhibitor care provoaca fenomenul de cadere a fructelor tinere.
AB are formula chimica generala C H O
Transportul acidului abscisic din zona de sinteza īn cea de actiune se face prin floem, de unde se extinde īn seva xilemului. Circulatia are loc dupa o polaritate distincta fiind de trei ori mai intensa īn sens descendent decāt ascendent.
Florizinul. Este un inhibitor natural din grupa flavonoizilor. Acest compus rezulta din glicozidarea si condensarea polifenolilor si se sintetizeaza numai īn frunze la lumina de zi scurta din toamna sau din primavara. Floretinul migreaza īn muguri, dar aici sufera o noua glicozidare si trece īn florizin, care exercita o actiune pregnanta de inhibare īn perioada de repaos mugural din cursul iernii.
Se considera ca din raportul calitativ si cantitativ al acestor compusi, cu proprietati fiziologice diferentiate, ar rezulta ritmul procesului de crestere a plantelor īn diferite sezoane si faze de vegetatie.
Cumarina. Este o lactona nesaturata, care se sintetizeaza īn frunze si se acumuleaza īn diferite tesuturi vegetale.
Acidul cinamic. Este īn plante sub doua forme izomerice (cis si crans). Se considera ca ar fi un precursor al cumerinei care rezulta dintr-un lant de transformari :
Acid cis-cinamic → acid trans-cinamic→ acid cumaric→cumarina
Scopoletina. Poate fi sub forma libera sau sub forma glicozidica.
Efecte fiziologice ale inhibitorilor naturali. Acidul absisic are multiple proprietati:
prezinta o evidenta actiune antigiberelica, antiauxinica, antichininica;
mentine starea de repaos al plantelor;
regleaza cresterea mugurilor si īnflorirea
favorizeaza procesul de abscisie (cadere) a fructelor si frunzelor
previne īncoltirea semintelor din fruct
grabeste īmbatrānirea tesuturilor si descompunerea clorofilei
mareste rezistenta la seceta a plantelor
Flurizinul actioneaza ca antimetabolic, īntrerupānd sinteza acizilor nucleici si a proteinelor si inhibānd procesul de respiratie si de fosforilare oxidativa.
Cumarina inhiba īncoltirea semintelor prin efectul de frānare a diviziunii mitotice celulare si a cresterii sistemului radicular.
INHIBITORII SINTETICI
Colaborarea dintre chimisti si fiziologi a permis sintetizarea a numerosi compusi cu rol de inhibare a diferitelor procese metabolice la plante pentru scopuri legate de cerintele imediate ale practicilor agricole.
Hidrazida maleica īmpiedica diviziunea celulara īn apexul tulpinii si īn alte tesuturi meristematice, determina o reducere a lungimii lastarilor la pomi si marirea numarului de lastari florali īn anul urmator, provoaca īntārzierea īnfloririi si inhibarea formarii inflorescentelor, inhiba īncoltirea tuiberculilor de cartofi si a bulbilor de ceapa īn timpul pastrarii īn depozite.
Efectele de inhibare se datoresc unei blocari a anumitor sisteme enzimatice, de reglarii metabolismului de hidratiilor de carbon si stimularii activitatii AIA-oxidazei, ceea ce explica proprietatile de antiauxina.
Actinomicin-D este un puternic inhibitor al metabolismului nucleinoproteic, oprind cresterea plantelor. Aceste efecte se explica prin blocarea sintezei acidului ribonucleic si a proteinelor, blocarea activitatii enzimelor fotosintetice, inhibarea cresterii prin extensie a membranelor celulare, reducerea fortei de turgescenta si a continutului de glucide.
Chloramfenicol are un puternic efect antigiberelic manifestat prin inhibarea sintezei proteinelor solubile, reducerea continutului de pigmenti foliarim, prin dezorganizarea structurala a cloroplastelor si inhibarea formarii lamelelor din plastide, diminuare intensitatii proceselor fotosintetice si a sintezei glucidelor solubile īn membranele celulare, dereglarea proceselor mitotice, provocānd rupturi cromozomale īn metafaza si anafaza.
Puromicina este un antimetabolic care inactiveaza unele enzime implicate īn sinteza antocianilor.
BIBLIOGRAFIE
1.C.I. MILICĂ, N.DOROBANŢU - FIZIOLOGIE VEGETALĂ
POLIXENIA NEDELCU Ed.Didactica si Pedagogica
V.BAIA, T.SUCIU, FLORICA Bucuresti 1982
POPESCU, V.TEsU, I.MOLEA
|
