Фитогормоны цитокинины для растений

Фитогормоны цитокинины для растений — свойства, механизм воздействия, применение.

Фитогормоны цитокинины для растений

История открытия

В 1913—1923 гг. Г. Габерландт обнаружил в проводящих пучках растений гормоны, вызывающие деление клеток. Однако по причине очень низкого содержания этих гормонов в биологических объектах их долго не удавалось выделить в чистом виде и определить структурные формулы.

Впервые в чистом виде вещество, вызывающее в культуре ткани деление клеток, было выделено в 1955 году из спермы сельди К. Миллером, Ф. Скугом, М. фон Залтцом и Ф. Стронгом. Это оказался 6-фурфуриламинопурин. За способность индуцировать и поддерживать процесс деления клеток его назвали «кинетин».

Процесс деления клеток в биологии именуется цитокинезом, отсюда и название этой группы соединений — цитокинины.

К группе цитокининов были отнесены обнаруженная в 1952 году в кокосовом молоке N,N’-дифенилмочевина и выделенный в 1963 году Д. Летамом из незрелых зерновок кукурузы зеатин.

Химические свойства, где содержаться цитокинины в растении

В настоящее время цитокинины обнаружены в микроорганизмах, водорослях, папоротниках, мхах и во многих высших растениях.

Все естественно присутствующие в растениях цитокинины являются производными изопентениладенина. Однако содержание их в тканях растений очень мало. Так, для получения 1 миллиграмма зеатина необходимо переработать 70 кг незрелых семян кукурузы.

Наиболее высока концентрация цитокининов в развивающихся семенах и плодах растений, причем именно в тех местах, где наблюдается активное деление клеток. У сочных плодов в семенах содержание цитокининов выше, чем в мякоти.

Более или менее значительные количества цитокининов обнаружены также в меристематических зонах корней и камбии.

Существует четкая зависимость между интенсивностью роста и содержанием цитокинина в органах. Например, в покоящихся луковицах содержание цитокининов очень низкое, но оно значительно возрастает к моменту прорастания.

Основным местом синтеза цитокининов в растениях считают меристему кончиков корней. Они были обнаружены в пасоке (ксилемный сок растений), что позволило предположить возможность перемещения цитокининов по сосудам ксилемы к растущим частям растений: развивающимся почкам, семенам, плодам, междоузлиям и молодым листьям.

В настоящее время синтезировано большое количество соединений, обладающих цитокининовой активностью. В основном это производные аденина.

Функции  цитокининов

Цитокинины участвуют в регуляции физиологических процессов у высших растений, причем, как и другие фитогормоны, они обладают полифункциональностью действия.

• Стимуляция деления клеток. Наиболее типичный эффект от применения цитокининов — стимуляция деления клеток. Интересно, что этот процесс не индуцируется одним цитокинином или одном ауксином: лишь определенное сочетание этих гормонов приводит к активному делению клеток.
• Закладка и развитие генеративных органов. Влияют цитокинины и на закладку и развитие генеративных органов. При обработке цитокининами ускоряется зацветание многих растений, причем в этих процессах цитокинины действуют совместно с гиббереллинами.
• Формирование пола у цветка. Важную роль играют цитокинины и в формировании пола у цветка. Они способствуют закладке женских цветков у огурца, шпината, кукурузы, конопли.
• Прерывание покоя спящих почек, клубней, семян. Цитокинины способствуют прерыванию покоя спящих почек древесных культур, клубней, семян некоторых растений. Именно на этом свойстве основано применение цитокининов для повышения всхожести долго хранившихся семян.
• Регуляция обмена веществ уже выросших растений. Участвуют цитокинины в регуляции обмена веществ уже закончивших рост органов. Кинетин, например, задерживает процессы старения и распада.
• Стрессовый адаптоген. Неблагоприятные факторы среды — засуха, затопление, низкие температуры, засоление — резко замедляют поступление цитокининов с пасокой в надземные органы. Побеги в результате замедляют рост, листья быстро стареют. Обработка цитокининами растений, находящихся в стрессовой обстановке, значительно улучшает их состояние, а в случае затопления — полностью устраняет неблагоприятные последствия.

Применение цитокининов

В настоящее время цитокинины мало используются в практике сельского хозяйства. Однако есть целый ряд перспективных направлений, где их применение может принести большую пользу. Так, при размножении генетически ценных сортов сельскохозяйственных и древесных растений используют культуру каллусных тканей. Разрабатываются методы выращивания больших масс каллусных тканей лекарственных растений и для получения препаратов, необходимых в медицине.

Другой пример: для оздоровления пораженных вирусной инфекцией культур (картофеля, земляники, гвоздики и т.д.) целые растения выращивают из меристем стеблевого конуса нарастания, клетки которого не содержат вирусов. Как при получении дифференцированной каллусной ткани, так и для поддержания функциональной активности изолированных тканей и органов обязательным используется цитокинин наряду с ауксином.

Синтетические цитокинины могут использоваться для получения более кустистых форм растений, для торможения старения, для повышения устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, для сдвига выраженности пола в женскую сторону.

Источник