REFERAT FIZIOLOGIE VEGETALA CRESTEREA PLANTELOR

UNIVERSITATEA DE sTIINŢE AGRICOLE

sI MEDICINĂ VETERINARĂ A

BANATULUI TIMIsOARA

FACULTATEA DE HORTICULTUR

SPECIALIZAREA HORTICULTURĂ

CENTRUL DE ÎNVĂŢĂMÂNT LA DISTANŢĂ

REFERAT

FIZIOLOGIE VEGETAL

CREsTEREA PLANTELOR

FITOHORMONII, : UTILIZAREA ACESTORA ÎN  CREsTEREA sI MULTIPLICAREA SPECIILOR HORTICOLE

Au trecut trei veacuri de când savantul Italian Marcello Marpighi a presupus existenta în 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 în 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.

Sintetizând cunostintele actuale despre aceste substante regulatoare, clasificarea fitohormonilor se poate face în trei grupe, stimulatoare, retardante si inhibitoare.

Aceste trei grupe de substante nu actioneaza separate ci se interconditioneaza reciproc, astfel ca reactiile plantelor, în toate fazele de crestere si dezvoltare reprezinta rezultatul unui echilibru între compusii stimulatori si inhibitori.

Substante stimulatoare :

auxine

ginereline

citochinine

AUXINE sunt compusi naturali, fiziologic polivalenti, care, în doze extrem de reduse, direct sau indirect, pot efectua atât cresterea cât si dezvoltarea plantelor, respectiv formarea organelor vegetative si generative.

Prezenta auxinelor naturale în plante lucrarile de extragere, purificare si identificare chimica au pus în evidenta prezenta auxinelor naturale, în concentratii extrem de reduse, în diferite organe ale plantelor, acumulându-se îndeosebi în organele cu crestere activa..

Prin aplicarea metodelor cromatografice s-a constat prezenta auxinelor si în alte organe, intrând în amestecuri complexe cu rol stimulator sau inhibitor.

Cantitati infime de auxine se gasesc în cambiu si în tesuturile parenchimatice.

Biogeneza auxinelor natural. Compusul auxinic natural gasit în 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 în protoplasma vie.

Compusii intermediari au fost gasiti în stare naturala în 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 în frunzele tinere de unde migreaza spre vârfurile de crestere ale tulpinii si lastarilor sub forma de proauxina inactiva în stare legata de proteina.. Ele pot migra si transversal. Viteza de transport a auximelor naturale este de 4mm/ora în radacini si 10-12 mm/ora în restul plantei.

Inactivarea auxinelor. În prezenta luminii captata de unii fotoreceptorii are loc degradarea auxinelor, ca un proces de oxidare si trecere într-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 în ciclu;

o grupare carboxilica laterala;

minimum un atom de carbon pe catena laterala, între 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 înradacinarii butasilor, puietilor si arborilor la transplantare

rolul auxinelor în formarea mugurilor si înfloririi

efecte asupra formarii si caderii fructelor

întârzierea îmbatrânirii tesuturilor

CIBERELINE - În 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 în plante. Locul de sintetizare a ciberelinelor este în embrionii semintelor în curs de germinare, în frunzele tinere, mugurii apicali, organe florale, vârfuri de radacini. Din aceste zone circula în toate tesuturile prin xilemn si floem, cu o viteza de 5 cm/ora.

Structura chimica a giberlinelor. În structura chimica exista un schelet comun denumit gibban, la care se anexeaza anumite grupari laterale. Diferentele dintre cele 52 forme de gibereline constau în numarul si amplasarea gruparilor hidroxilice, metilice si carboxilice laterale, si a radicalului lactonic.

Biogeneza giberelinelor se realizeaza în frunze, apexul tulpinilor, organele florale si în embrionii semintelor în curs de germinare.

Mecanismul actiunii giberelinelor- accelereaza cresterea organelor vegetale, prin sporirea continutului de auxine din tesuturi pe doua cai :

stimularea sintezei auxinelor naturale

frânarea degradarii oxidative a auxinelor naturale

Actiuni fiziologice ale giberelinelor

stimularea germinarii semintelor

stimularea cresterii tulpinii

cresterea frunzelor

modificarea dominantei apicale

stimularea înfloririi si fructificarii

modificari în metabolismul plantelor :

Aplicatii practice. Se propune tratarea solului cu gibereline în vederea stimularii germinarii semintelor de buruieni aflate în repaos si distrugerea lor înainte de semanatul plantelor de cultura.

Cu gibelinele se poate stimula cresterea gazonului în perioada de primavara si toamna, se poate provoca ramificarea unor plante floricole si înfloritul mai timpuriu.

CITOCHININELE - declanseaza si stimuleaza diviziunea celulara (citochineza).

Compusi naturali si sintetici. Compusii naturali si sintetici au capacitatea de a stimula diviziunea celulara în tesuturile calusului din maduva tulpinii de tutun.

Bioteste specifice si purificarea citochininelor.

Prezenta citochininelor în vasele conducatoare de lemn (xilem) arata ca sinteza acestor compusi naturali se face în 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. În 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;

întârzierea îmbatrânirii tesuturilor

SUBSTAN E CU AC IUNE RETARDANT

Un rol esential în metabolismul plantelor, , reducând o anumita perioada ritumul proceselor de diviziune si elongatie celulara din tulpini, ceea ce determina o frânare a cresterii în înaltime. Datorita efectului de "întârziere" a proceselor de crestere, aceste substante au primit denumirea de "retardanti".

Tipuri de compusi sintetici au fost înseriati sub denumirile de compusul :

Compusul I

Compusul II

Compusul III

Compusul IV

Compusul V

Compusul VI

Compusul VII

Compusul VIII

Compusi neânseriati

Actiuni fiziologice ale retardantilor :

Modificarea caracterelor anatomomorfologice ale plantelor frâneaza procesele de crestere  în lungime a tulpinilor si lastarilor, mai ales la nivelul internodurilor, care în momentul tratarii de gasesc în faza intensa de diferentiere si alungire. La plantele horticole se scurteaza internodurile, se îngroasa tulpinile si este stimulata ramificatia laterala, se obtin rasaduri viguroase de buna calitate.

Stimularea înfloririi, fructificarii si maturarii. Este stimulata transformarea mugurilor vegetativi, floriferi, este grabita înflorirea si se reduce procentul florilor avortate, asigurând o buna fecundare si legarea fructelor. În plantatiile de pomi se modifica raportul dintre crestere si productie, prin reducerea cresterii în 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, îndeosebi a CCC, s-a dovedit eficace în 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 în evidenta prezenta în 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 în fruct sau în perioada de latenta.

Acidul abscisic. Un puternic inhibitor natural gasit în 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 în cea de actiune se face prin floem, de unde se extinde în seva xilemului. Circulatia are loc dupa o polaritate distincta fiind de trei ori mai intensa în sens descendent decât ascendent.

Florizinul. Este un inhibitor natural din grupa flavonoizilor. Acest compus rezulta din glicozidarea si condensarea polifenolilor si se sintetizeaza numai în frunze la lumina de zi scurta din toamna sau din primavara. Floretinul migreaza în muguri, dar aici sufera o noua glicozidare si trece în florizin, care exercita o actiune pregnanta de inhibare în 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 în diferite sezoane si faze de vegetatie.

Cumarina. Este o lactona nesaturata, care se sintetizeaza în frunze si se acumuleaza în diferite tesuturi vegetale.

Acidul cinamic. Este în 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 înflorirea

favorizeaza procesul de abscisie (cadere) a fructelor si frunzelor

previne încoltirea semintelor din fruct

grabeste îmbatrânirea tesuturilor si descompunerea clorofilei

mareste rezistenta la seceta a plantelor

Flurizinul actioneaza ca antimetabolic, întrerupând sinteza acizilor nucleici si a proteinelor si inhibând procesul de respiratie si de fosforilare oxidativa.

Cumarina inhiba încoltirea semintelor prin efectul de frânare 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 împiedica diviziunea celulara în apexul tulpinii si în alte tesuturi meristematice, determina o reducere a lungimii lastarilor la pomi si marirea numarului de lastari florali în anul urmator, provoaca întârzierea înfloririi si inhibarea formarii inflorescentelor, inhiba încoltirea tuiberculilor de cartofi si a bulbilor de ceapa în timpul pastrarii în 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 în membranele celulare, dereglarea proceselor mitotice, provocând rupturi cromozomale în metafaza si anafaza.

Puromicina este un antimetabolic care inactiveaza unele enzime implicate în 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