38
1

Hormone and response plant

Embed Size (px)

Citation preview

1

ปจจยทมผลตอการเจรญของพชสามารถแบงออกไดเปน 2 ปจจย คอ1. ปจจยภายนอก (External Signals) - Light, Gravity,

Mechanical, Stress, Insects ...2. ปจจยภายใน (Internal Signals) - Hormones

2

What is Plant Hormones ? ฮอรโมนพช (phytohormone or plant hormone) คอ สารเคมทพช

สรางขนในปรมาณเพยงเลกนอย และ มผลตอกระบวนการ หรอ ควบคมการเจรญในพช (Plant Development)

ในปจจบนพบวา มนษยสามารถสงเคราะหสารไดหลายชนดทมสมบตเหมอนฮอรโมนพช จงจดรวมกบฮอรโมนพช เรยกวา สารควบคมการเจรญเตบโตของพช (Plant Growth Regulators หรอ Substances)

3

กลมของสารควบคมการเจรญเตบโตของพชปจจบน จะแบงฮอรโมนพชออกเปน 5 กลมใหญ คอ1. ออกซน (auxin) มาจากภาษากรก แปลวา ท าใหเพม (to increase)2. ไซโทไคนน (cytokinin) มาจาก เพมการแบงเซลล cytokinesis3. จบเบอเรลลน (gibberellin) มาจากชอรา Gibberella fujikuroi4. กรดแอบไซซค (abscisic acid) มาจาก การรวงของใบ abscission5. เอทลน (ethylene) เปนชนดเดยวทเปน gas ชวยเรงการสกผลไม

นอกจากนยงมพวก Oligosaccharins, Brassinosteroids, Florigen, Vernalin เปนตน

4

Auxin• เปนฮอรโมนพชตวแรกทคนพบ โดยเรมจาก การศกษาเกยวกบกระบวนการโคงงอเขาหาแสง

ของยอดออนตนกลาของพชใบเลยงเดยว (Phototropism) ของ Charles Darwin and Francis Darwin และ Frits W. Went

5

6

การทดลองของ Frits Went เกยวกบการโคงเขาหาแสงของ เยอหมยอดออน (coleoptile)ของตนกลาขาวโอต• จากการทดลองท าใหทราบวา

ปลาย coleoptile สามารถสรางสารบางชนดทท าใหโคงงอได เรยกสารนวา auxin

7

8

•ออกซนธรรมชาต (Natural Auxin) เชน Indole-3-Acetic Acid (IAA), Indole-3-Butyric Acid (IBA)

•ออกซนสงเคราะห (Synthetic Auxin) เชน Naphthalene Acetic Acid(NAA), 2,4-Dicholophenoxy acetic acid (2,4-D), 2,4,5-Trichlorophenoxy acetic acid (2,4,5-T)

•แหลงทสงเคราะหในพชชนสง คอ บรเวณเนอเยอเจรญทปลายยอด ตายอด ใบออน และ ตนออนในเมลด (seed embryo) โดยการท างานของออกซนจะขนอยกบสงเราตาง ๆ เชน แสงสวาง แรงโนมถวงของโลก อณหภม สงสมผสตาง ๆ

•หนาทส าคญ - เรงการขยายตวของเซลล และ กระตนการแบงเซลล

- กระตนการออกราก - เรงการออกดอกของพชบางชนด- ยบยงการเจรญของตาขาง - ปองกนใบรวง - เปลยนเพศดอก- Phototropism & Gravitropism - สารก าจดวชพช 9

10

11

• ปรมาณออกซนมผลตอการเจรญของเนอเยอแตละบรเวณแตกตางกนอยางไร• ปรมาณออกซนทเหมาะสมทสดตอการเจรญของตายอด จะมผลตอการเจรญของ

ปลายรากอยางไร12

• เปนฮอรโมนพชทคนพบเนองมาจากการวจยดานการเพาะเลยงเนอเยอพช (plant tissue culture) โดยทมนกวจยน าโดย F. Skoog มหาวทยาลย Wisconsin พบวาน ามะพราว และ น าสกดจากยสต จะสามารถเรงการแบงเซลลในการเพาะเลยงเนอเยอพชได เมอแยกและท าใหบรสทธเรยกวา kinetin (สารเรง cytokinesis) • Zeatin เปนสารกลมไซโทไคนนตามธรรมชาตพบครงแรกใน endosperm ของขาวโพด(Zea mays)• ประโยชน คอ กระตนการแบงเซลลและขยายขนาดเซลล, กระตนใหเกดหนอใหม ตาใหม, กระตนการเจรญของกงแขนง, ชวยยดอายของไมตดดอกบางชนด, สงเสรมการเจรญของตาขาง, ชะลอการแกของใบ, ชวยการงอกของเมลด, ควบคมการปดเปดปากใบ, ใชในอาหารเพาะเลยงเนอเยอพช (ท างานรวมกบ auxin)•แหลงทสงเคราะห ในพชชนสง คอ บรเวณเนอเยอทก าลงเจรญ โดยเฉพาะทราก ตนออน และ ผล 13

Cytokinin

การท างานรวมกนของ Auxin และ Cytokinin

14

15

• เปนฮอรโมนพช ทคนพบโดยปญหาทพบโดยชาวนาญปน เกยวกบโรคชนดหนงของขาว ทท าใหล าตนสงกวาปกต และใหผลผลตต า ซงตอมานกวทยาศาสตรชาว ญปนชอ E. Kurosawa ในป 1938 พบวาสาเหตเกดมาจากสารทผลตโดยเชอราชนดหนงชอ Gibberella fujikuroi ซงเมอแยกและท าใหบรสทธแลว จงตงชอ สารนวา gibberellin (GA)• หนาท ไดแก เรงการขยายตวของเซลล และการยดของล าตน, เรงการออกดอก, การแสดงออกของเพศดอก, การตดผล, ชวยการงอกของเมลดและตา, ท าลายการพกตวของเมลด, ชวยยดชอผลและปรบปรงคณภาพขององน• แหลงทสงเคราะห ในพชชนสง คอ บรเวณเนอเยอทก าลงเจรญ เชน ปลายยอด ปลายราก ใบออน และ ตนออน

16

Gibberellin

Gibberella fujikuroi

17

18

Foolish cabbages กระหล าปลโง ! ทฉดพนดวย GA

• คนพบจากการศกษาสารเรงกระบวนการรวงของใบทเรยกวา abscission และเมอมการท าใหบรสทธพบวาเปนสารตวเดยวกนกบ สารยบยงการเจรญของตา และสารยบยงการยดตวของ coleoptile ทเรยกวา growth inhibitor ซงมชอ abscissic acid หรอ ABA

19

Abscisic acid หรอ ABA

• หนาทส าคญของABA - หนาทหลก คอ ยบยงการเจรญ หรอยบยงการท างานของฮอรโมนชนดอน ๆ - ยบยงการงอกของเมลด (ท าใหเกดการพกตวของเมลด) ยบยงการเจรญของตา - กระตนการปดของปากใบเมอขาดน า - เปนสารเคมทเปนสญญาณใหพชเขาสการเสอมตามอาย (senescence)

แหลงทสงเคราะหในพชชนสง คอ มการสงเคราะหไดทงทบรเวณล าตน ราก ใบ และผล เปนฮอรโมนทตางจาก 3 ตวแรก คอ เปนสารชนดเดยวคอ abscisic acid

20

Ethylene• เปนฮอรโมนพชชนดเดยวทมสมบตเปนแกส • เกดขนมาในกระบวนการเมแทบอลซมของพช• ในชวงทผลไมใกลสกจะมแกสนแพรออกมา มผลในการกระตนการสกของผลไม และมผลตอพชในแงอน ๆ อกหลายอยาง เชน การรวงของใบ การออกดอกของสบปะรด การเพมปรมาณของน ายางพารา กระตนการเกดรากฝอยและรากแขนง เปนตน นอกจากนยงมผลตอกระบวนการของพชทเกยวกบความแก (Aging or Senescence)• แหลงทสงเคราะห ในพชชนสง คอ เนอเยอผลไมทสก ใบแก และ ดอก• สารสงเคราะห เชน อทฟอน (Ethephon), อเทรล (Ethrel), อเทรล ลาเทกซ (Ethrel latex), ซฟา (Cepha) หรอ อโซฟอน (Esophon) หรออาจใช ถานกาซ (Calcium Carbide) ซงปลอย กาซอะเซทลน (Acetylene) บมผลไมแทนได

21

22

Climateric VS Non-climateric Fruits• กลวย• มะมวง• มะละกอ• แอปเปล• สาล• มะเขอเทศ

• สม• มะนาว• ลนจ• สบปะรด• มะเขอเทศ• องน

23

กระบวนการสอสารระหวางเซลล อาจแบงเปนขนตอนไดดงน• การรบสญญาณ(reception) คอ การทพชหรอสวนของพชรบสญญาณ

การเปลยนแปลงของปจจยภายในและปจจยภายนอกทมากระตน เชน แสง แรงโนมถวงโลก อณหภม

• การสงสญญาณ (transduction) คอ กลไกทพชสงสญญาณทไดรบไปใหเซลลในสวนตาง ๆ ของพชทตอบสนองตอปจจยกระตนนน ลกษณะสญญาณทสงไปสวนใหญจะอยในรปของสารเคม เชน ฮอรโมนพช

• การตอบสนอง (response) การเปลยนแปลงสวนตาง ๆ ของพชทท าใหเกดการตอบสนองตอปจจยกระตน

24

1. การเคลอนไหวเนองจากการเจรญเตบโต (growth movement) - การตอบสนองตอสงเราภายนอก (stimulus movement)

- การตอบสนองทเกดจากสงเราภายใน (autonomic movement)

2. การเคลอนไหวเนองมาจากการเปลยนแปลงแรงดนเตง (turgor movement)

3. การตอบสนองของพชตอสารควบคมการเจรญเตบโต

25

การตอบสนองของพชตอสงแวดลอม

1.1 แบบมทศทางสมพนธกบสงเราหรอการเบน (tropism หรอ tropic movement) การตอบสนองแบบนอาจจะท าใหสวนของพชโคงเขาหาสงเรา เรยกวา positive tropism หรอ เคลอนทหนสงเราทมากระตน เรยกวา negative tropism เชน

1. การตอบสนองทเกดจากสงเราภายนอก (stimulus movement) ม 2 แบบ คอ

26

phototropism เปนการตอบสนองของพชทตอบสนองตอสงเราทเปนแสง พบวาทปลายยอดพช (ล าตน) มทศทางการเจรญเตบโตเจรญเขาหาแสงสวาง (positive phototropism) สวนทปลายรากจะมทศทางการเจรญเตบโตหนจากแสงสวาง (negative phototropism)

27

geotropism เปนการตอบสนองของพชทตอบสนองตอแรงโนมถวงของโลกโดยรากพชจะเจรญเขาหาแรงโนมถวงของโลก (positive geotropism) เพอรบน าและแรธาตจากดน สวนปลายยอดพช (ล าตน) จะเจรญเตบโตในทศทางตรงขามกบแรงโนมถวงของโลก (negative geotropism) เพอชใบรบแสงสวาง

28

chemotropism เปนการตอบสนองของพชโดยการเจรญเขาหาหรอหนจากสารเคมบางอยางทเปนสงเรา เชน การงอกของหลอดละอองเรณไปยงรงไขของพชโดยมสารเคมบางอยางเปนสงเรา

29

hydrotropism เปนการตอบสนองของพชทตอบสนองตอความชน ซงรากของพชจะงอกไปสทมความชน

thigmotropism เปนการตอบสนองของพชตอการสมผส เชน การเจรญของมอเกาะ(tendril) ทยนออกไปพนหลกหรอเกาะบนตนไมอน หรอพชพวกทล าตนแบบเลอยจะพนหลกในลกษณะบดล าตนไปรอบๆเปนเกลยว เชน ตนต าลง ตนพล ตนองน ตนพรกไทย เปนตน

30

• การตอบสนองแบบนมกเกดจากการเปลยนแปลงของแรงดนเตง(turgor pressure) หรอการเปลยนแปลงปรมาณน าภายในเซลล หรออาจเกดจากอตราการเจรญเตบโตทไมเทากนของสวนตาง ๆ ของพช• เชน photonasty, thermonasty, thigmonasty

1.2 แบบมทศทางทไมสมพนธกบทศทางของสงเรา (nasty หรอ nastic movement)

31

• การบานของดอกไม (epinasty) เกดจากกลมเซลดานในหรอดานบนของกลบดอกยดตวหรอขยายขนาดมากกวากลมเซลลดานนอกหรอดานลาง• การหบของดอกไม (hyponasty) เกดจากกลมเซลลดานนอก หรอดานลางของกลบดอกยดตวหรอขยายขนาดมากกวากลมเซลลดานมนหรอดานบน • ตวอยางเชน ดอกบวสวนมากมกหบในตอนกลางคนและบานในตอนกลางวน, ดอกกระบองเพชรสวนมากจะบานในตอนกลางคนและหบในตอนกลางวน

32

การเคลอนไหวทเกดเนองจากการเปลยนแปลงแรงดนเตง (turgor movement)

ปกตพชจะมการเคลอนไหวตอบสนองตอการสมผส (สงเราจากภายนอก) ชามาก แตมพชบางชนดทตอบสนองไดเรว โดยการสมผสจะไปท าใหมการเปลยนแปลงของปรมาณน าภายในเซลล ท าใหแรงดนเตง (turgor pressure) ของเซลลเปลยนแปลงไป ซงเปนไปอยางรวดเรวและไมถาวร ซงมหลายแบบ เชน • การหบใบของตนไมยราบ• การหบของใบพชพวกทมการเปลยนแปลงรปรางไปเพอจบแมลง• การหบใบตอนพลบค าของพชตระกลถว (sleep movement)

33

การหบใบของตนไมยราบ เปนการหบของใบจากการสะเทอน (contract movement) เนองจากตรงบรเวณโคนกานใบและโคนกานใบยอยจะมกลมเซลลพาเรงคมา เรยกวา พลไวนส (pulvinus) ซงเปนเซลลทมขนาดใหญและผนงเซลลบาง มความไวสงตอสงเราทมากระตน เชน การสมผส เมอสงเรามาสมผสหรอกระตนจะมผลท าใหแรงดนเตงของกลมเซลลดงกลาวเปลยนแปลงอยางรวดเรว คอ เซลลจะสญเสยน าใหกบเซลลขางเคยงท าใหใบหบลงทนท หลงจากนนสกครน าจะซมผานกลบเขาสเซลลพลไวนสอก แรงดนเตงในเซลลเพมขนท าใหแรงดนเตงและใบกางออกการหบของใบพชพวกทมการเปลยนแปลงรปรางไปเพอจบแมลง เชน ใบของตนหมอขาวหมอแกงลง, ตนสาหรายขาวเหนยว, ตนกาบหอยแครง, ตนหยาดน าคาง พชพวกนถอไดวาเปนพชกนแมลงจะมการเปลยนแปลงรปรางของใบเพอท าหนาทจบแมลง ภายในใบจะมกลมเซลลหรอขนเลกๆ (hair) ทไวตอสงเราอยทางดานในของใบ เมอแมลงบนมาถกหรอมาสมผสจะเกดการสญเสยน า ใบจะเคลอนไหวหบทนท แลวจงปลอยเอนไซมออกมายอยโปรตนของแมลงใหเปนกรดอะมโน จากนนจงดดซมทผวดานในนนเอง

34

35

การหบใบตอนพลบค าของพชตระกลถว (sleep movement)เปนการตอบสนองตอการเปลยนแปลงความเขมของแสง(photonasty) ของพชตระกลถว เชน จามจร กระถน กามป มะขาม ไมยราบ ถว แค กระเฉด เปนตน โดยทใบจะหบ กานใบจะหอยและลลงในตอนพลบค า เนองจากแสงสวางลดลงท าใหกลมเซลลพลไวนสทโคนกานใบ ดานหนงสญเสยน าใหกบชองวางระหวางเซลลทอยเคยงขางท าใหแรงดนเตงลดลงใบจงหบลง กานใบจะหอยและลลง ซงชาวบานเรยกวา “ตนไมนอน” แตพอรงเชามแสงสวางน าจะเคลอนกลบมาท าใหแรงดนเตงเพมขนใบกจะกางตามเดม

36

การเคลอนไหวแบบสายหรอแกวงยอดไปมา (nutation movement) เปนการเคลอนไหวทเกดเฉพาะสวนยอดของพช สาเหตเนองจากดานสองดานของล าตน (บรเวณยอดพช) เตบโตไมเทากน ท าใหยอดพชโยกหรอแกวงไปมาขณะทปลายยอดก าลงเจรญเตบโต เปนการตอบสนองทเกดจากการกระตนจากสงเราภายในจ าพวกฮอรโมนโดยเฉพาะออกซน

37

การตอบสนองตอสงเราของพชดวยการเคลอนไหวแบบตาง ๆ ทเกดขนมผลตอประสทธภาพในการด ารงชวตของพช ดงน1. การหนยอดเขาหาแสงสวาง ชวยใหพชสงเคราะหอาหารไดอยางทวถง 2. การหนรากเขาสศนยกลางของโลก ชวยใหรากอยในดน ซงเปนแหลงทพชไดรบน าและแรธาต 3. การเจรญเขาหาสารเคมของละอองเรณ ชวยในการผสมพนธ การขยายกลบชวยในการกระจายหรอรบละอองเกสร 4. การเคลอนไหวแบบ nutation, spiral movement และ twining movement ชวยใหพชเกาะพนกบสงอนๆสามารถชกงหรอยอด เพอรบแสงแดด หรอชดอกและผลเพอการสบพนธหรอกระจายพนธ5. การหบของตนกาบหอยแครงชวยในการจบแมลงหรออาหาร การหบของไมยราบชวยในการหลบหลกศตร

38