オーキシンは植物の成長と発達の調節因子として機能植物ホルモンのグループです。その機能は、植物の成長、特に細胞分裂と伸長を刺激する要因に関連しています。
これらの植物ホルモンは、細菌、藻類、真菌から高等植物まで、植物界全体に見られます。天然に存在するオーキシンのうち、インドール酢酸（IAA）が最も一般的であり、アミノ酸L-トリプトファンに由来します。
オーキシンによって促進される植物の成長出典：pixabay.com
成長調整剤の存在は、20世紀の初めにFW Wentによって発見されました。彼はエンバクの苗を使ったテストを通じて、植物に生長調節物質が存在する可能性を確立しました。
それらはほとんどの植物組織に存在しますが、最高濃度は活発に成長している組織に制限されています。オーキシンの合成は一般に、頂端分裂組織、柔らかい葉、そして成長中の果実で起こります。
茎の頂端分裂組織は、IAAが合成され、茎の基部に異なって分布する領域です。葉では、オーキシンの量は組織の年齢に依存し、濃度は葉の成熟度とともに減少します。
成長調節剤として、それらは農家が成長を加速したり、発根を促進するために広く使用されています。現在、各作物の生理学的および形態学的ニーズに応じて特定の機能を持つさまざまな市販製品があります。
構造
オーキシンは、フェノール由来のインドール環と、二重共役結合を持つ芳香環で構成されています。実際、それらは5炭素ピロールと6炭素ベンゼンで構成される二環式構造を持っています。
インドール酢酸（IAA）出典：Einer maschinell lesbaren form angegebenのDie Autorenschaft wurde nicht これは、Ayacop als Autor angenommen（basierend auf den Rechteinhaber-Angaben）と比べて奇妙です。、ウィキメディア・コモンズ経由
有機化合物のインドールは、揮発性の高い芳香族分子です。この特性により、植物のオーキシン濃度は、二重環に結合する残基に依存します。
関数
本質的に、オーキシンは細胞分裂と伸長を刺激し、その結果組織の成長を刺激します。実際、これらの植物ホルモンは、植物の成長のさまざまなプロセスに介入し、他のホルモンと何度も相互作用します。
- それらは細胞壁の可塑性を増加させることにより細胞伸長を誘発します。
- それらは分裂分裂の頂点、子葉鞘、茎の成長を引き起こします。
- それらは主根またはタップルートの成長を制限し、二次的および不定根の形成を刺激します。
- それらは血管分化を促進します。
- 彼らは頂端支配をやる気にさせます。
- 向屈性の調節：オーキシンの側方再分布による屈光性、重力屈性、および向屈性。
- それらは葉、花およびフルーツのような植物器官の離脱を遅らせます。
- 彼らは花の開発をやる気にさせます。
- 彼らは果物の開発の規制を支持します。
作用機序
オーキシンは、細胞壁の可塑性を高めて伸長プロセスを開始する特性を持っています。細胞壁が軟化すると、膨圧により細胞が膨張します。
子葉。出典：pixabay.com
この点で、分裂組織細胞は大量の水を吸収し、それが頂端組織の成長に影響を与えます。このプロセスは、オーキシンの活性を説明する「酸性媒体での成長」と呼ばれる現象によって決定されます。
この現象は、培地の酸性化により細胞壁を構成する多糖類やペクチンが軟化することで起こります。セルロース、ヘミセルロース、ペクチンは、細胞への水の侵入を促進する剛性を失います。
このプロセスにおけるオーキシンの役割は、細胞壁に向かう水素イオン（H +）の交換を誘発することです。このプロセスに介入するメカニズムは、H-ATPaseポンプの活性化と新しいH-ATPaseの合成です。
- H-ATPasesポンプの活性化：オーキシンは、ATPの介入により、酵素からのプロトンのポンピングに直接関与しています。
- 新しいH-ATPaseの合成：オーキシンは、細胞壁でプロトンポンプを合成し、小胞体とゴルジ体に作用して細胞壁のプロトン化活性を高めるmRNAを促進する能力があります。
水素イオン（H +）が増加すると、細胞壁が酸性になり、細胞増殖に関与する「エクスパンシン」タンパク質が活性化されます。エクスパンシンは、4.5〜5.5のpH範囲で効率的に機能します。
実際、多糖類とセルロースのミクロフィブリルは、それらを融合する水素結合の破壊により、その剛性を失います。その結果、細胞は水を吸収してサイズが拡大し、「酸性培地での成長」という現象が現れます。
タイプ
- IAAまたはインドール酢酸：天然由来の植物ホルモン。植物組織でより多く見られるのはホルモンです。それは、葉、分裂組織、終末芽などの若い組織のレベルで合成されます。
- IBAまたはインドール酪酸：広範囲の天然に存在する植物ホルモン。野菜や観葉植物の根の発達に寄与し、同様にその使用により大きな果実を得ることができます。
- ANAまたはナフタレン酢酸：農業で広く使用されている合成由来の植物ホルモン。挿し木の不定根の成長を誘発し、果実の落下を減らし、開花を刺激するために使用されます。
- 2,4-Dまたはジクロロフェノキシ酢酸：全身性除草剤として使用される合成ホルモン由来の製品。主に広葉雑草を防除するために使用されます。
- 2,4,5-Tまたは2、4、5-トリクロロフェノキシ酢酸：農薬として使用される合成由来の植物ホルモン。現在、環境、植物、動物、人間への致命的な影響のため、その使用は制限されています。
植物への影響
オーキシンは、主に茎や根の伸長を促進する細胞の伸長など、さまざまな形態学的および生理学的変化を引き起こします。同様に、それは葉と花の頂端優勢、向性、離脱と老化、果実発育と細胞分化に介入します。
細胞伸長
植物は、細胞分裂と伸長という2つの連続したプロセスを通じて成長します。細胞分裂は細胞数の増加を可能にし、細胞の伸長を通じて植物のサイズが大きくなります。
細胞伸長。出典：pixabay.com
オーキシンは、ATPアーゼの活性化を通じて細胞壁の酸性化に関与しています。このようにして、水と溶質の吸収が増加し、エクスパンシンが活性化され、細胞の伸長が起こります。
頂端支配
頂端優位性は、主芽が側芽の損傷に成長する相関現象です。頂端成長に対するオーキシンの活性は、植物ホルモンのサイトカインの存在を伴う必要があります。
実際、栄養のある頂点では、オーキシンの合成が起こり、その後、根で合成されたサイトカインが頂点に向かって引き寄せられます。最適なオーキシン/サイトカイン濃度に達すると、細胞分裂と分化が起こり、その後、頂端分裂組織が伸長します
生理学的影響
トロピズム
トロピズムとは、環境からの刺激に反応した茎、枝、根の方向性のある成長です。実際、これらの刺激は、光、重力、湿度、風、外部接触、または化学反応に関連しています。
光は細胞レベルでの合成を阻害するため、屈光性はオーキシンによって緩和されます。このようにして、茎の影のある側はより大きくなり、照明された領域は、光に向かって湾曲することによってその成長を制限します。
離脱と老化
離脱は、外的要因による葉、花および果実の落下であり、器官の老化を引き起こします。このプロセスは、茎と葉柄の間のエチレンの蓄積によって加速され、剥離を誘発する離脱ゾーンを形成します。
オーキシンの継続的な動きは、器官の離脱を防ぎ、葉、花および未熟な果実の落下を遅らせます。その効果は、離脱帯の主要な促進剤であるエチレンの作用を制御することを目的としています。
果物の開発
オーキシンは花粉、胚乳、種子の胚で合成されます。受粉後、胚珠とその後の結実の形成が起こり、オーキシンがプロモーター要素として介入します。
トマト果実。出典：pixabay.com
果実の発育中、胚乳は成長の最初の段階に必要なオーキシンを提供します。その後、胚は果実の成長の後期に必要なオーキシンを提供します。
細胞分裂と分化
科学的証拠は、オーキシンが血管組織の分化が起こる形成層での細胞分裂を調節することを証明しています。
実際、オーキシン（IAA）の量が多いほど、より多くの伝導性組織、特に木部が形成されることがテストによって示されています。
用途
商業レベルでは、オーキシンは、フィールドおよびバイオテクノロジー試験の両方で、成長調節剤として使用されています。低濃度で使用すると、植物の通常の発達を変化させ、生産性、作物の品質、収穫を向上させます。
オーキシンの応用。出典：pixabay.com
培養を確立する際の制御されたアプリケーションは、細胞の成長と主要で不定根の増殖を支持します。さらに、それらは果実の開花および発達に役立ち、葉、花および果実の落下を防ぐ。
実験レベルでは、オーキシンは種子の中で果物を生産するため、熟すまで果物を保持するため、または除草剤として使用されます。生物医学のレベルでは、体細胞の幹細胞への再プログラミングに使用されています。
参考文献
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