Биљни хормони

Биљке су сесилни организми, тј. Организми причвршћени за подлогу.Стога је за њих изузетно важно да њихово развиће и растење буду усклађени са условима спољашнје средине.

Током пролећа и лета, под повољним условима температуре, влажности и светлости,

биљке интезивно расту и развијају се.

Међутим, током јесени, код вишегодишњих биљака долази до формирања органа за презимљавање (ризоми, кртоле, луковице, успавани пупољци) и

одбацивања листова. Поред тога биљке обуставлјају растење и прелазе у фазу мировања.

Усклађивање ових процеса, са сезонским променама у спољашњој средини регулишу БИЉНИ ХОРМОНИ.

Биљни хормони су органске супстанце које не спадају у храњиве материје, а које у минималним концентрацијама делују на процесе који се одвијају током растења и развића, па их тиме и регулишу. Њихова синтеза се најчешће дешава у једном делу билјног организма, а преносе се у друге делове где исполјавају одређену функцију. Подела је извршена како по хемиској грађи, тако и по њиховим специфичним функцијама. То су: ауксини, гиберелини, цитокинини, аспицисинска киселина и етилен.

Ауксини Ауксини су први откривени биљни хормони. Идеја о

постојању биљног хормона појавила се крајем ХIX века у експериментима Чарлса Дарвина. Изучавао је савијање колеоптила једне траве према извору светла. Дарвин је показао да се у врху колеоптила ствара једна супстанца која се креће према бази органа и утиче на издуживање ћелија.

Вентов експеримент Холандски научник Вент их је 1928. г. први изоловао из

колеоптила овса и објаснио њихово дејство на издуживање ћелија.

Вентов експеримент: -у експерименту се користе колеоптилиовса; то су шупљи,

цилиндрични органи који трају кратко, али јако брзо расту врхом (апикално растење)

-врх колеоптила се одсеца и преноси на хранљиву подлогу, агар (слике А и Б);

-сачека се одређено време потребно да ауксин дифундује из одсеченог врха у агар, а затим се отклања колеоптил и коцкица агара прислања са једне стране колеоптила (сл. Ц)

-ћелије на страни колеоптила уз коју је прислоњена коцкица агара се знатно више издужују него оне на супротној

страни, услед чега се колеоптил савија (Д)

Током вишегодишњих истраживања ауксин је нађен код монокотила и докотила у младим ткивима, врховима стабла и корена, листовима и плодовима. Хемиском анализом показано је да је то индол-сирћетна киселина.

Она може да настане од многих других једињења, различитим метаболистичким путевима у биљци. Зато се и та једињења сврставају у природне ауксине.

Осим што омогућава раст и издуживање ћелија, а тиме и биљке, ови хормони остварују и многа друга дејства, од којих се издвајају најважнија:

-Индукује развиће коренова -Утиче на деобу и деференцијацију ћелија -Учествије у регулацији развића плода -Регулација опаданја листова и плодова

Поред природних, постоји велики број синтетичких једињења, различите хемиске структуре, који имају ауксично дејство у неким физиолошким процесима. То су тзв. Синтетички ауксини, као, на пример индол-бутерна киселина, нафтил сирћетна киселина, 2,4-дихлор-фенокси-сирћетна киселина. У високим концентрацијама ова једињења имају хербицидно (убитачно) дејство. Неки од синтетичких ауксина изазивају опаданје листова, па се зато називају дефолијанти, а други вењење листова, па се називају десиканти.

Гиберелини Група биљних хормона- гиберелини откривена је у

Јапану готово истовремено када и ауксини. Одгајивачи пиринча су запазили да се неке биљке претерано издужују, да стабла полежу јер немају довољну чврстину и да такве биљке ретко цветају. Ботаничар Куросава је уочио да су ове биљке биле заражене гљивом Gibberella fujikuroi. Болест је названа баканае, што значи лудовање. Током времена гиберелини су установљени и код виших биљака.

Главна функција ових хормона је стимуација издуживања стабла биљака. Тај ефекат се најбоље уочава код патиљастих сорти грашка и кукуруза, које се прскају раствором гиберелина. Касније је утврђено да те патуљасте сорте немају способност да синтетишу гиберелине а као последица тога јавља се кратко стабло. Код таквих биљака гиберелини изазивају издуживање стабла.

Синтеза гиберелина се одвија у врховима стабла и корена, младим листовима и незрелим семенима. Поред основне функције, они делују на клијање семена неких житарица које као резервне материје садрже скроб. У таквим семенима они стимулиши синтезу хидролитичког ензима α-амилазе којиразлаже скроб до глукозе.

Цитокинини

Цитокинини су откривени педесетих година у Америци. Један од познатих истраживача из ове области, Скуг, гајио је ћелије сржи стабла дувана на синтетичкој подлози која је садржала минералне соли, шећере, витамине и ауксин. Ћелије су се увећавале, али није било диобе.

Када је у подлогу додато кокосово млеко, ћелије су почеле да се деле и умножавају, стварајући масу растреситог ткива које се назива калус. Кокосово млеко је, у ствари, течни ендосперм кокосовог ораха, огромног семена кокосове палме, а служи за исхрану ембриона. Хормони су добили назив према својству да подстичу ћелијске диобе (цитокинеза-ћелијска диоба).

Цитокинини имају и друге физиолошке функције. Они утичу на:

- кретање органских материја из других дијелова биљке ка младим листовима и плодовима,

  - хормони који спрјечавају старење листа.  Цитокинини и ауксини су неопходни хормонски

састојци у хранљивим подлогама за гајење изолованих биљних ћелија и ткива у култури. Ова метода пружа могућност да се испитују растење и диференцијација ћелија и сазна нешто више о хормоналној регулацији ових процеса.

Дејство цитокинина и ауксина на органогенезу може се показати сљедећим примером. Ако се изолује дeо ткива стабла дувана и гаји на хранљивој подлози која садржи потребне нуритивне састојке, а од хормона ауксин (индол-сирћетну киселину) и цитокинин (кинетин) у истим концентрацијама, доћи ће до диобе ћелија и њиховог увећавања. На оваквом медијуму ствара се калус који се састоји од масе недиференцираних ћелија.

Ако се калусно ткиво пренесе на хранљиву подлогу која садржи већу концентрацију ауксина него цитокинина, појавиће се коријенови. Ако је концентрација већа од концентрације ауксина, појавиће се пупољци.

У култури из оваквих пупољака може се њиховим изоловањем и оживљавањем помоћу индол-бутерне киселине регенерисати цијела биљка. Неке биљке могу у култури цвјетати.

Овај метод се данас примјењује за вегетативно размножавање различитих биљних врста: цвијећа, воћака или шумског дрвећа.

Апсцисинска киселина Апсцисинска киселина је представник групе биљних

хормона који се називају инхибитори. Ова једињења су различита по хемијској структури, а сродна су по физиолошким функцијама. Она у неким физиолошким процесима, који су стимулисани ауксином (нпр. издуживање ћелије колеоптила), гиберелином или цитокинином, имају супротно дејство па се зато називају инхибитори.

Апсцисинска киселина је откривена шездесетих година, када је истраживач Адикот у Калифорнији испитивао узроке опадања незрелих плодова памука. Утврђено је да се тада у овим органима ствара хормон који је назван апсцисинска киселина према појави коју изазива (апсцисија-опадање).

Ови хормони су регулатори растења и развића у периоду када биљка прелази из фазе активног растења у фазу мировања. Они утичу на:

- опадање листова и плодова, - на стварање усправних пупољака за

презимљавање, - спречавају клијање сјемена, - утичу и на друге процесе.   Количина апсцисинске киселине се повећава у

листовима неких биљака у условима суше. Она утиче на рад стоминог апарата, тако што при наглом губитку воде изазива затварање стома. Тиме се спречава транспирација и даљи губитак воде из биљке.

Етилен Етилен је једини биљни хормон у гасовитом стању. Још

у прошлом вијеку, када се за уличну расвјету користио гас, запажено је да на појединим стаблима уличних дрвореда изненада опададају листови. То се дешавало на мјестима гдје је из гасовода истицао гас чији је један од састојака био и етилен.

 Тридесетих догина нашег вијека установљено је да етилен производе биљке (плодови, цвјетови, листови, сјемена). Његова концентрација у ткивима зависи од стадијума развића биљке.

Ако се даје споља, дјелује у веома малим концентрацијама (1 дио на 1000000 дијелова ваздуха). Најчешће га производе ткива која старе. Јавља се при опадању листова и сазријевању плодова. Зрели плодови ослобађају етилен кији утиче на сазријевање незрелих плодова, ако су заједно ускладиштени.