옥신은 식물의 성장과 발전의 규제 역할을 식물 호르몬의 그룹입니다. 그 기능은 식물 성장, 특히 세포 분열 및 신장을 자극하는 요인과 관련이 있습니다.
이 식물 호르몬은 박테리아, 조류 및 곰팡이에서 고등 식물에 이르기까지 식물 왕국 전체에서 발견됩니다. 자연적으로 발생하는 옥신 중에서 인돌 아세트산 (IAA)이 가장 일반적이며 아미노산 L- 트립토판에서 파생됩니다.
옥신에 의해 촉진되는 식물 성장 출처 : pixabay.com
성장 조절제의 존재는 20 세기 초 FW Went에 의해 발견되었습니다. 귀리 묘목에 대한 테스트를 통해 그는 식물에서 성장 조절 물질의 존재 가능성을 확인했습니다.
대부분의 식물 조직에 있지만 가장 높은 농도는 활발하게 성장하는 조직으로 제한됩니다. 옥신 합성은 일반적으로 정단 분열 조직, 부드러운 잎 및 성장하는 과일에서 발생합니다.
줄기의 정단 분열 조직은 IAA가 합성되는 영역으로 줄기의 기저에 다르게 분포합니다. 잎에서 옥신의 양은 조직의 나이에 따라 달라지며, 잎이 성숙함에 따라 농도가 감소합니다.
성장 조절제로서 그들은 성장을 가속화하거나 뿌리를 촉진하기 위해 농부들에 의해 널리 사용됩니다. 현재 각 작물의 생리적, 형태 적 요구에 따라 특정 기능을 가진 다양한 상용 제품이 있습니다.
구조
옥신은 페놀에서 파생 된 인돌 고리와 이중 공액 결합을 가진 방향족 고리로 구성됩니다. 사실, 그들은 5- 탄소 피롤과 6- 탄소 벤젠으로 구성된 바이 사이 클릭 구조를 가지고 있습니다.
Indolacetic acid (IAA) 출처 : Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Wird Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben)입니다. , Wikimedia Commons를 통해
유기 화합물 인돌은 높은 휘발성을 가진 방향족 분자입니다. 이 특성은 식물의 옥신 농도를 이중 고리에 결합하는 잔류 물에 의존하게 만듭니다.
함수
본질적으로 옥신은 세포 분열과 신장을 자극하고 결과적으로 조직 성장을 촉진합니다. 사실, 이러한 식물 호르몬은 식물 발달의 다양한 과정에 개입하여 다른 호르몬과 여러 번 상호 작용합니다.
- 그들은 세포벽의 가소성을 증가시켜 세포 신장을 유도합니다.
- 그들은 분열 정점, 딱정벌레 류 및 줄기의 성장을 유발합니다.
- 그들은 주근 또는 원근의 성장을 제한하여 이차 및 외래 뿌리의 형성을 자극합니다.
- 그들은 혈관 분화를 촉진합니다.
- 그들은 정점 우위에 동기를 부여합니다.
- 지각 성의 조절 : 옥신의 측면 재분배를 통한 광 방성, 중력 및 틱모 트로피 즘.
- 그들은 잎, 꽃 및 과일과 같은 식물 기관의 이탈을 지연시킵니다.
- 그들은 꽃 발달에 동기를 부여합니다.
- 그들은 과일 발달의 규제를 선호합니다.
행동의 메커니즘
옥신은 신장 과정을 시작하기 위해 세포벽의 가소성을 증가시키는 특성을 가지고 있습니다. 세포벽이 부드러워지면 터거 압력으로 인해 세포가 팽창하고 팽창합니다.
자엽. 출처 : pixabay.com
이와 관련하여 분열 세포는 다량의 물을 흡수하여 정점 조직의 성장에 영향을 미칩니다. 이 과정은 옥신의 활성을 설명하는 "산성 배지에서의 성장"이라는 현상에 의해 결정됩니다.
이 현상은 배지의 산성화로 인해 세포벽을 구성하는 다당류와 펙틴이 연화 될 때 발생합니다. 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 펙틴은 강성을 잃어 세포에 물이 들어가는 것을 촉진합니다.
이 과정에서 옥신의 역할은 세포벽을 향한 수소 이온 (H + ) 의 교환을 유도하는 것 입니다. 이 과정에 개입하는 메커니즘은 H-ATPases 펌프의 활성화와 새로운 H-ATPases의 합성입니다.
- H-ATPases 펌프의 활성화 : 옥신은 ATP의 개입으로 효소에서 양성자를 펌핑하는 데 직접 관여합니다.
- 새로운 H-ATPases의 합성 : 옥신은 세포벽에서 양성자 펌프를 합성하는 능력을 가지고 있으며, 세포벽에서 양성자 화 활동을 증가시키기 위해 소포체와 골지 장치에 작용하는 mRNA를 촉진합니다.
수소 이온 (H + )이 증가하면 세포벽이 산성이되어 세포 성장에 관여하는 "엑스 판신"단백질을 활성화합니다. 익스 팬 신은 pH 4.5 ~ 5.5 범위에서 효율적으로 작동합니다.
실제로, 다당류와 셀룰로오스 마이크로 피 브릴은 융합하는 수소 결합의 파괴로 인해 강성을 잃습니다. 결과적으로 세포는 물을 흡수하고 크기가 확장되어 "산성 배지에서 성장"현상을 나타냅니다.
종류
- IAA 또는 Indoleacetic Acid : 자연 기원의 식물 호르몬으로 식물의 조직에서 더 많이 발견되는 호르몬입니다. 그것은 잎, 분열 조직 및 말단 새싹에서 어린 조직 수준에서 합성됩니다.
- IBA 또는 Indole Butyric Acid : 자연적으로 발생하는 광범위한 범위의 식물 호르몬. 그것은 채소와 관상용 식물의 뿌리 발달에 기여하며 마찬가지로 그 사용으로 더 큰 과일을 얻을 수 있습니다.
- ANA 또는 Naphthalenacetic Acid : 농업에서 널리 사용되는 합성 기원의 식물 호르몬. 절단에서 외래성 뿌리의 성장을 유도하고 과일 방울을 줄이며 개화를 촉진하는 데 사용됩니다.
- 2,4-D 또는 디클로로 페녹시 아세트산 : 전신 제초제로 사용되는 합성 호르몬 기원의 산물. 주로 광엽 잡초를 방제하는 데 사용됩니다.
- 2,4,5-T 또는 2, 4, 5- 트리클로로 페녹시 아세트산 : 농약으로 사용되는 합성 기원의 식물 호르몬. 현재는 환경, 식물, 동물 및 사람에 대한 치명적인 영향으로 인해 사용이 제한됩니다.
식물에 미치는 영향
옥신은 줄기와 뿌리의 신장에 유리한 주로 세포 신장과 같은 다양한 형태 학적 및 생리 학적 변화를 유도합니다. 마찬가지로 잎과 꽃의 이탈과 노화, 과일 발달 및 세포 분화에 관여합니다.
세포 신장
식물은 세포 분열과 신장이라는 두 가지 연속적인 과정을 통해 성장합니다. 세포 분열은 세포 수를 증가시키고 세포 신장을 통해 식물의 크기를 자랍니다.
세포 신장. 출처 : pixabay.com
옥신은 ATPase의 활성화를 통해 세포벽의 산성화에 관여합니다. 이런 식으로 물과 용질의 흡수가 증가하고, 익스 팬 신이 활성화되고 세포 신장이 발생합니다.
정점 지배
Apical dominance는 주요 새싹이 자라서 옆 새싹에 해를 끼치는 상관 현상입니다. 정단 성장에 대한 옥신의 활동은 식물 호르몬 사이토 카인의 존재를 동반해야합니다.
실제로, 식물성 정점에서 옥신의 합성이 일어나 뿌리에서 합성 된 사이토 카인을 정점쪽으로 끌어 당깁니다. 최적의 옥신 / 사이토 카인 농도에 도달하면 세포 분열과 분화가 일어나고 정단 분열 조직이 연장됩니다.
생리적 효과
Tropism
Tropism은 환경의 자극에 반응하여 줄기, 가지 및 뿌리의 방향성 성장입니다. 사실 이러한 자극은 빛, 중력, 습도, 바람, 외부 접촉 또는 화학적 반응과 관련이 있습니다.
빛이 세포 수준에서 합성을 억제하기 때문에 광전자는 옥신에 의해 조절됩니다. 이런 식으로 줄기의 그늘진면이 더 커지고 조명 영역은 빛을 향해 휘어짐으로써 성장을 제한합니다.
절제 및 노화
탈락은 외부 요인으로 인해 잎, 꽃 및 과일이 떨어져 장기의 노화를 유발합니다. 이 과정은 줄기와 잎자루 사이의 에틸렌 축적에 의해 가속화되어 박리를 유도하는 이탈 영역을 형성합니다.
옥신의 지속적인 움직임은 장기의 이탈을 방지하여 잎, 꽃 및 미숙 한 과일의 낙하를 지연시킵니다. 그 효과는 이탈 영역의 주요 촉진제 인 에틸렌의 작용을 제어하는 데 있습니다.
과일 개발
옥신은 꽃가루, 배유 및 종자의 배아에서 합성됩니다. 수분 후, 난자와 후속 과일 세트의 형성이 발생하며, 여기에서 옥신이 프로모터 요소로 개입합니다.
토마토 과일. 출처 : pixabay.com
과일이 발달하는 동안 배유는 성장의 첫 단계에 필요한 옥신을 제공합니다. 결과적으로 배아는 과일 성장의 후기 단계에 필요한 옥신을 제공합니다.
세포 분열과 분화
과학적 증거는 옥신이 혈관 조직의 분화가 일어나는 형성층에서 세포 분열을 조절한다는 것을 입증했습니다.
실제로, 테스트에 따르면 옥신 (IAA)의 양이 많을수록 전도성 조직, 특히 목부가 더 많이 형성됩니다.
응용
상업적 수준에서 옥신은 현장 및 생명 공학 테스트에서 성장 조절 제로 사용됩니다. 낮은 농도로 사용하면 식물의 정상적인 발달을 수정하여 생산성, 작물의 품질 및 수확을 증가시킵니다.
옥신의 적용. 출처 : pixabay.com
배양을 확립 할 때 제어 된 적용은 세포 성장과 주 뿌리 및 외래 뿌리의 증식을 선호합니다. 또한 과일의 개화 및 발달에 도움을 주어 잎, 꽃 및 과일의 낙하를 방지합니다.
실험 수준에서 옥신은 씨앗에서 과일을 생산하거나 익을 때까지 과일을 보관하거나 제초제로 사용됩니다. 생의학 수준에서 그들은 체세포를 줄기 세포로 재 프로그래밍하는 데 사용되었습니다.
참고 문헌
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