Auxina

L'auxina, o acido indolacetico, con una formula molecolare di C10H9NO2, è il primo ormone scoperto per promuovere la crescita delle piante. La parola inglese "auxin" deriva dalla parola greca "auxein", che significa "crescere" [1]. La forma pura dell'acido indolacetico è un cristallo bianco, insolubile in acqua ma solubile in etanolo, etere e altri solventi organici. Si ossida facilmente alla luce, assumendo un colore rosa-rosso, e anche la sua attività fisiologica è ridotta. Nelle piante, l'acido indolacetico esiste sia allo stato libero che allo stato legato, quest'ultimo principalmente sotto forma di complessi estere o peptidici. Il contenuto di acido indolacetico libero nelle piante è molto basso, varia da circa 1 a 100 microgrammi per chilogrammo di peso fresco, a seconda della localizzazione e del tipo di tessuto. I tessuti o gli organi a crescita vigorosa, come i punti di crescita e il polline, hanno un contenuto più elevato.

Ad oggi, sono state proposte cinque vie di biosintesi dell'auxina, incluse quattro vie di sintesi dipendenti dal triptofano e una via indipendente dal triptofano [5]. L'auxina si trova nelle zucchine, in alcune piante crocifere e nei pomodori. In particolare, l'auxina viene facilmente degradata dalla fotoossidazione alla luce. Nel 1947, Tang Yuwei e J. Banner scoprirono che alcune ossidasi nei tessuti vegetali possono degradare l'acido indolacetico, chiamato acido indolacetico ossidasi.

L'auxina è ampiamente distribuita nelle piante, essendo presente in quasi tutte le parti, sebbene non uniformemente distribuita. Il contenuto di una parte specifica è influenzato da diversi fattori in un determinato momento. La maggior parte dell'auxina è concentrata in parti vigorose come la guaina germinale, i meristemi delle gemme e delle radici, il cambio, l'ovaio dopo la fecondazione e i semi giovani, mentre pochissima si trova nei tessuti e negli organi senescenti.

L'auxina viene sintetizzata principalmente nel meristema apicale della pianta e poi trasportata in varie parti del corpo della pianta. Il trasporto dell'auxina nel corpo della pianta è unidirezionale, spostandosi solo dall'estremità superiore della morfologia della pianta all'estremità inferiore. In presenza di una stimolazione unidirezionale come la luce unilaterale, l'auxina viene trasportata lateralmente dalla luce. La sua modalità di trasporto è attiva e richiede un vettore e un ATP. Nei tessuti maturi, l'auxina può essere trasportata in modo non polare attraverso il floema.

Acido indolacetico
Ingrediente principale:IAA

Caratteristica:
◆L'auxina (IAA) ha un effetto significativo sulla crescita longitudinale degli organi vegetativi.
◆L'auxina può causare la divisione cellulare in combinazione con la citochinina e l'auxina da sola può causare la divisione cellulare.
◆L'effetto più evidente dell'auxina sullo sviluppo degli organi è quello di promuovere la formazione e la crescita dei primordi delle radici.
◆Dopo che la pianta fiorisce e viene fecondata, il contenuto di auxina nell'ovaio aumenta, favorendo l'espansione dell'ovaio e dei tessuti circostanti, accelerando lo sviluppo del frutto.

Nelle piante esistono due forme di auxina: libera, che è biologicamente attiva, e legata, che è meno attiva.
Nel corpo vegetale, l'acido indolacetico si combina spesso con l'acido aspartico per formare indolo acetil aspartato. Può anche combinarsi con l'inositolo per formare indolo etanolo inositolo, con il glucosio per formare indolo acetilglucoside e con le proteine ​​per formare complessi acido indolacetico-proteina. L'auxina legata può essere una forma di auxina immagazzinata nella cellula ed è anche un modo per ridurre l'auxina in eccesso. Nelle giuste condizioni (pH 9-10), le auxine legate possono essere trasformate nella forma libera, che viene poi trasportata al sito d'azione per i suoi effetti.
Anche la quantità di auxina nei semi in crescita è elevata, ma quando sono completamente maturi, la maggior parte viene immagazzinata in uno stato legato. Esiste in uno stato legato nel seme e si trasforma in una forma libera durante la germinazione.

degradazione
Degradazione dell'IAA
(1) Degradazione ossidativa enzimatica: decomposizione dell'indolo acetato ossidasi
L'auxina nelle piante è spesso in un equilibrio dinamico di sintesi e degradazione. L'IAA ossidasi è un'emoproteina contenente Fe. Dopo l'idrolisi enzimatica, l'IAA forma 3-idrossimetilossiindolo e 3-metilossiindolo. In presenza di O2, Mn e monofenolo come cofattori, l'indolo acetato ossidasi è attiva.

(2) Decomposizione fotoossidativa:
I raggi X, la luce ultravioletta e la luce visibile hanno tutti un effetto dannoso sull'IAA e anche i prodotti della decomposizione sono 3-ossido di metilene indolo e indolale. Tuttavia il meccanismo non è chiaro. Nella provetta, alcuni pigmenti vegetali, come la riboflavina, la violaxantina, ecc., possono assorbire una grande quantità di luce blu e favorire la decomposizione fotoossidativa dell'IAA.
La conversione tra le due forme di auxina nelle piante o la degradazione ossidativa dell'IAA da parte dell'indolo acetato ossidasi sono la regolazione automatica dei livelli di auxina nelle piante e sono di grande importanza per la regolazione della crescita delle piante.

Campi di applicazione

Promuove la crescita

L'auxina (IAA) ha un effetto significativo sulla crescita longitudinale degli organi vegetativi. Ad esempio, all'aumentare della concentrazione, l'allungamento dell'organo aumenta al massimo e viene raggiunta la concentrazione ottimale di auxina. Se viene superata la concentrazione ottimale, l'allungamento dell'organo viene inibito. La concentrazione ottimale varia a seconda degli organi, la più alta è all'estremità dello stelo, la seconda più alta alla gemma e la più bassa alla radice. Si può osservare che le radici sono le più sensibili all'IAA (auxina) e concentrazioni molto basse possono favorire la crescita delle radici, con la concentrazione ottimale che è 10-10. Gli steli sono meno sensibili all'IAA rispetto alle radici, con una concentrazione ottimale di 10-4. Le cime hanno una sensibilità intermedia, con una concentrazione ottimale di circa 10-8. Pertanto, una concentrazione in grado di favorire la crescita del fusto principale ha spesso un effetto inibitore sulla crescita dei germogli e delle radici laterali.

Promuovere la differenziazione
L'auxina può promuovere la divisione cellulare in combinazione con la citochinina e può anche indurre la divisione cellulare da sola. Ad esempio, all'inizio della primavera, la ripresa della divisione cellulare nel cambio degli alberi è innescata dal trasporto verso il basso dell'auxina prodotta dalla gemma terminale.
L'effetto più notevole dell'auxina sullo sviluppo degli organi è il suo ruolo nel promuovere la formazione e la crescita dei primordi radicali. Le talee delle piantine generano radici avventizie alla base, differenziate principalmente da nuovi tessuti floema secondari nelle piante legnose, ma anche dalla differenziazione di altri tessuti come il cambio, i raggi vascolari e il midollo. L'acido indolo butirrico (IBA) ha l'effetto più significativo nel promuovere la formazione delle radici con l'auxina. In termini di applicazione, è stato riscontrato che l'IBA e l'acido naftalene acetico (NAA) sono più stabili e hanno un effetto migliore dell'acido indolacetico (IAA).

Sostenere il tuo vantaggio
L'estremità dello stelo di una pianta in crescita esercita un effetto inibitorio sulla crescita delle gemme laterali, un fenomeno noto come dominanza apicale. Dopo aver controllato la crescita apicale del cotone con artrocloro o topping, emergono un gran numero di gemme laterali.

Soppressione della crescita fuori zona
La perdita dei germogli nel cotone e negli alberi da frutto è un fenomeno comune nelle dicotiledoni. La perdita dei bastoncini cotonati è legata all'apporto di nutrienti e ai livelli ormonali. Quando il contenuto di auxina alla base del peduncolo è alto e basso all'estremità prossimale, le attività della cellulasi e della pectinasi nello strato di separazione vengono inibite, impedendo così la separazione delle cellule di separazione e la caduta delle gemme. Al contrario, quando il contenuto di auxina all'estremità prossimale è alto e basso all'asse distale, le attività della pectinasi e della cellulasi aumentano, promuovendo la separazione dello strato di separazione e determinando la caduta delle gemme.

Promuovere la fermezza
Dopo la fioritura e la fecondazione, il contenuto di auxina nell'ovaio aumenta, favorendo l'espansione dell'ovaio e dei tessuti circostanti, accelerando così lo sviluppo del frutto. Se il pistillo non viene fecondato e l'ovaio riceve l'IAA in tempo, in alcune piante può anche indurre la formazione di frutti senza semi. Spruzzare o applicare auxina sullo stigma prima dell'impollinazione può portare allo sviluppo di frutti partenocarpici senza impollinazione, come si vede nel peperone, nell'anguria, nel pomodoro, nella melanzana, nell'agrifoglio, nella zucchina e nei fichi.

Uso di erbicidi
Esistono due tipi di erbicidi: selettivi e non selettivi. Gli erbicidi selettivi promuovono la crescita delle piante a basse concentrazioni e la inibiscono ad alte concentrazioni. Le dicotiledoni sono più sensibili alla concentrazione di auxina rispetto alle monocotiledoni, il che le rende adatte come erbicida per le monocotiledoni nei campi monocotiledoni. Gli erbicidi non selettivi, come il glifosato, uccidono tutte le piante.

Effetti dell'assenza di gravità
La forza gravitazionale della terra induce la crescita verso l'interno delle radici e la crescita dorsale degli steli provocando una distribuzione ineguale dell'auxina. Nello stato di assenza di peso dello spazio, la perdita di gravità comporta la perdita di queste proprietà di crescita direzionale negli steli e nelle radici. Tuttavia, la dominanza apicale della crescita dello stelo rimane e il trasporto polare dell’auxina non è influenzato dalla gravità.

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