CHẤ�T ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞ�NG THỰC VẬT

Giới thiệu chung

Trong đời sống thực vật, ngoài các chất hữu cơ như gluxit, protêin, lipit, axit nucleic... để cấu trúc nên tế bào, mô và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của chúng, thì còn có các chất có hoạt tính sinh lý như vitamin, enzyme và các hormone, trong đó các hormone có một vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa qúa trình sinh trưởng phát triển và các hoạt động sinh lý của thực vật.

Hột

GA

ABAethylen

Hoocmontăng trưởng

Hoocmonra hoa

Hoocmontăng trưởng

Cây mầm Cây con

Cây trưởng thànhRa hoa, trái, hạtLão suy

Nội dungI. Khái niệm về chất điều hoà sinh trưởng thực vậtII. Các chất kích thích sinh trưởng

1. Auxin2. Gibberellin3. Cytokinin

III. Các chất ức chế sinh trưởng1. Axit abscisic2. Ethylen3. Các hợp chất có bản chất phenol

IV. Ứng dụng thực tiễn của các chất sinh trưởng thực vật

I. Khái niệm

Chất điều hòa sinh trưởng thực vật

chất hữu cơcần thiết

ảnh hưởng trên các bước

không phải chất dinh dưỡng

1 lượng rất nhỏ

Bên cạnh các chấ�t điêu hoà sinh trưở�ng tự nhiên (được tổ�ng hợp ở� trong cở thê� thực vật) còn có các chấ�t do con người tổ�ng hợp nên (gọi là các chấ�t điêu hoà sinh trưở�ng nhấn tạo).

II. Chất kích thích sinh trưởng thực vật

Auxin

Auxin - hormone kích thích thực vật sinh trưở�ng

Auxin là một β-indolacetic acid (IAA).

Trong cây Auxin được tổng hợp chủ yếu từ đỉnh sinh trưởng ngọn. Từ đó nó được vận chuyển đến các bộ phận khác trong cây theo hướng gốc.

Ngoài ra các bộ phận còn non như lá, quả non cũng tổng hợp được Auxin

Trong cây Auxin tồn tại ở 2 trạng thái: tự do(5%) và liên kết(95%).

Cấ�u trúc hoá học

Auxin là một hợp chất tương đối đơn giản, có nhân indole, có công thức nguyên là: C10H9O2N

auxin tự nhiên - IAA auxin tổng hợp

Tác dụng sinh lý cu�a Auxin

1. Kích thích pha giãn của tế bào nên làm kích thước mô và cây lớn lên

2.Tính hướng động của cây: hướng quang, hướng địa

+ -

+-

tưởng tự, auxin được vận chuyê�n xuổ�ng phấn ở� thấ�p hởn và kích thích sinh trưở�ng vùng này. Một sổ� thí nghiệm cho thấ�y cấy có thê� nhận biê�t được trọng lực đê� phấn bổ� auxin

auxin được vận chuyê�n đê�n bên khổng được chiê�u sáng, kích thích sự kéo dài tê� bào, phấn được chiê�u sáng sinh trưở�ng chậm hởn cấy hướng vê phía có ánh sáng

3. Kìm hãm sự rụng lá, hoa, quả

auxin kích thích tổng hợp etilen và chính chất này đã ức chế sự sinh trưởng của chồi bên

4. Gây hiện tượng ưu thế ngọn

5. Kích thích sự hình thành rễ

có Auxin Không có auxin

7. Năng suất thu hoạch cao6. Tạo quả không hạt, kích thích bầu phát triển thành quả

Gibberellin

Gibberellin là 1 hợp chất izoprenoit được hình thành từ acetyl CoA.

công thức hóa học của nó là C19H22O6

Được tổng hợp chủ yếu ở lá non và các bộ phận còn non.

GA được vận chuyển trong cây theo hệ thống mạch dẫn.

Tồn tại ở 2 trạng thái tự do và liên kết.

Gibberellin - chấ�t điêu hoà phấn chia tê� bào thực vật

Cấ�u trúc hóa học

Các GA khác nhau có cấu trúc hoá học khác nhau song có đều có bộ khung gibberellane.

Tác dụng sinh lý cu�a Gibberellin

1. Chống lại các đột biến lùn trong cây

2. Kích thích sự sinh trưởng kéo dài của thân (được xác định do vai trò của GA1)

3. Kích thích sự nảy mầm của hạt, củ

4. Kích thích sự ra hoa, điều chỉnh giới tính bằng cách ức chế phát triển hoa cái, kích thích phát triển hoa đực

5. Có thể tạo quả không hạt cho một số cây

Cytokinin

Cytokinin - chấ�t điêu hoà phấn chia tê� bào thực vật

Cytokinin là những dẫn xuất từ tARN thực vật. Được tổng hợp trong hệ rễ Nó được vận chuyển không phân cực trong xylem lên

ngọn. Ngoài ra chúng còn được tổng hợp ở chồi, lá non, quả

non, tầng phát sinh.Cytokinin trong thực vật có thể ở dạng tự do hoặc liên

kết

Cấ�u trúc hóa học

Về cấu trúc, đa số cytokinin có dạng purine được thay thế N tại vị trí C6

Zeatin

Tác dụng sinh lý cu�a Cytokinin

1. Kích thích phân chia tế bào2. Tăng cường quá trình tổng hợp acid nucleic và protein

(a) cây thuốc lá có Cytokinin => kích thước lớn

(b) (c) cây không có Cytokinin => kích thước nhỏ

(a) (b) (c)

3.Là yếu tố trẻ hóa của cây, duy trì trạng thái trẻ của mô, cơ quan, toàn cơ thể

(a) cây được xử lý với Cytokinin (b) cây không được xử lý với

Cytokinin

(a) (b)

4. Phá bỏ trạng thái ngủ của chồi, hạt

5. Điều hoà sự phân hóa cơ quan

auxin/cytokinin cao kích thích ra rễauxin/cytokinin thấp kích thích nảy

chồi

6. Tạo nụ mới, cản sự lão hóa, cản sự rụng lá7. Làm tăng dày lá8. Làm yếu hiện tượng ưu thế ngọn, phân cành nhiều9. Kích thích sự thành lập củ

III. Chất ức chế điều hoà sinh trưởng

Abscisic acid

Abscisic acid (ABA) – hormone cu�a stress

là một chất 15 cacbon, công thức hóa học C15H20O4

ABA được tổng hợp trong lục lạp cũng như các lạp thể khác từ các dẫn xuất của carotenoid

ABA được tổng hợp ở hầu hết các bộ phận của cây: rễ, lá, hoa, quả, hạt, củ… và nhiều nhất ở cơ quan già, đang ngủ nghỉ hay sắp rụng.

ABA được vận chuyển không phân cực trong cả xylem và phloem, chủ yếu là phloem

Cấ�u trúc hóa học

có cấu trúc hoá học giống với phần đầu của các chất nhóm carotenoid.

Tác dụng sinh lý cu�a Abscisic acid

1. Gây sự lão hóa, làm hoa, trái bị rụng, làm thực vật mau vào giai đoạn trưởng thành

2. Điều chỉnh sự đóng mở của khí khổng

3. Làm mất màu xanh

4. Gây miên trạng ở chồi, hạt5. Làm chậm sự di chuyển qua mạch libe6. Là một antigiberelin có tác dụng cản sự phân chia tế

bào7. ABA là chất ức chế tổng hợp AND, ARN

Ethylene

Ethylen – hormone thê� khí

Ethylen là một chất khí đơn giản, công thức C2H4.

Ethylen có trong tất cả các mô của cây và là một sản phẩm tự nhiên của quá trình trao đổi chất ở trong cây

Thường gặp khi có vết thương, hoa rụng, trái chín, cơ quan già

Được vận chuyển theo phương thức khuếch tán.

Cấ�u trúc hóa học

Vai trò sinh lý cu�a Ethylen

1. Thúc đẩy sự chín trái, sự lão hóa làm rụng trái, lá, hoa

Trong sự rụng lá, hoa, quả: hình thành tầng rời ở cuống

(a) cây được phun 50ppm ethylene trong 3 ngày(b) cây đối chứng

(a) (b)

2. Làm mất tính hướng động

3. Gỡ miên trạng ở chồi, hạt

4. Trong tối, Ethylen cản sự kéo dài, nhưng kích thích phù to ra

5. Ethylen giúp sinh tổng hợp cellulase, mARN

NHÓM CÁC CHẤT CÓ BẢN CHẤT PHENOL

Các hợp chất có bản chất phenol có tác dụng ức chế quá trình trao đổi chất và ức chế sự sinh trưởng của cây

Trong cây, chúng thường được tổng hợp ở mô già, dự trữ hoặc bị bệnh lý

Vai trò sinh lý chủ yếu của các hợp chất có bản chất phenol:

+ Kích thích hoạt tính của IAA oxidaza nên làm mất hoạt tính của auxin, kìm hãm sự sinh trưởng

+ Tham gia hình thành lignin, ngăn cản dòng nước và các chất dinh dưỡng về nuôi bộ phận đó

+ Là yếu tố gây già hóa cơ quan

IV. Ứng dụng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật

IV. Ứng dụng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật

Trong nông nghiệp

Kích thích sự sinh trưởng của cây: phun GA

GA3 làm tăng sinh khối rau một cách mạnh mẽ

Dùng auxin phun cho cây để ngăn cản sự rụng của hoa, Dùng auxin phun cho cây để ngăn cản sự rụng của hoa, quảquả

Sử dụng ethylen 50 - 250 ppm sẽ tạo nên 100%  hoa cái nên đã làm tăng năng suất của các cây họ bầu bí

Phun GA3  để tạo cây mang hoàn toàn hoa đực

Sản xuất hạt giống

Ethylen kích thích tạo mủ cao su Tạo quả không hạt (phối hợp GA và auxin)

Phun ethylen 500-5000ppm cho quả 2 tuần trước thu hoạch làm quả chín đồng loạt

Auxin ức chế quả chín chậm có ý nghĩa trong bảo quản nông sản

Xử lý GA3  cho cây hoa loa kèn với nồng độ 10 - 30 ppm làm cho cây ra hoa sớm.

Xử lý GA3  nồng độ 2 ppm để  phá  bỏ  trạng  thái  ngủ cho  khoai  tây

Có thể dùng 2,4D với nồng độ 20ppm để kích thích sự ra rễ của cành giâm, cành chiết

Dùng 2,4-D để diệt cỏ hai lá mầm trong ruộng ngô

Ðặc biệt, trong lĩnh vực trang trí dùng MH với liều lượng 3-6 kg/ha làm kìm hãm sinh trưởng của cỏ, duy trì thảm cỏ bền lâu

Trong nuôi cấy mô, tế bào

Kích thích hình thành chồi

Tỷ lệ auxin/ cytokinin khác nhau dẫn đến phát sinh rễ và chồi khác nhau

Auxin kích thích ra rễ trong nhân giống vô tính

Kết luận

Mọi hoạt động liên quan đến sinh trưởng, phát triển của thực vật đều được điều hòa bằng các hoocmon sinh trưởng, do đó các hoocmon sinh trưởng có tầm quan trọng rất lớn. Ngày nay, các chất điều hòa sinh trưởng tổng hợp được ứng dụng rộng rãi mang lại hiệu quả đáng kể trong việc tăng năng suất và cải thiện chất lượng nông sản.

Tuy nhiên, hoocmon thực vật cũng là 1 con dao 2 lưỡi. Do đó khi sử dụng phải đảm bảo các nguyên tắc sau:- Đúng liều lượng- Đúng thời gian- Đúng giai đoạn

Tài liệu tham khảo

1. Trần Thị Phương Hạnh 2006 – Bài giảng Sinh lý thực vật

2. Vũ Văn Vụ - Vũ Thanh Tâm – Hoàng Minh Tấn, 1998, Sinh lý học thực vật, NXB GD

3. http://thuviensinhhoc.com4. http://giaoan.violet.vn5. http://www.google.com.vn/ (hình ảnh )