AUXINES: FUNCIONS, TIPUS, EFECTES EN LES PLANTES, APLICACIONS - BIOLOGIA - 2025

Les auxines són un grup d'hormones vegetals que actuen com a reguladores de el creixement i desenvolupament de les plantes. La seva funció es relaciona amb els factors que estimulen el creixement vegetal, específicament la divisió i l'elongació cel·lular.

Aquestes fitohormones es troben en tot el regne vegetal, des de bacteris, algues i fongs, fins a les plantes superiors. De les auxines d'origen natural, l'àcid indolacètic (AIA) és la més comuna i es deriva de l'aminoàcid L-triptòfan.

Creixement vegetal promogut per les auxines Font: pixabay.com

La presència de reguladors de creixement va ser descoberta a inicis de l'Segle XX per FW Went. Mitjançant assajos amb plàntules de civada va establir la possibilitat de l'existència de substàncies reguladores de l'creixement en les plantes.

Tot i que es localitzen en la majoria dels teixits vegetals, la major concentració es restringeix a teixits en creixement actiu. La síntesi de les auxines ocorre generalment en els meristemes apicals, fulles tendres i fruits en desenvolupament.

Els meristemes apicals de la tija són les zones on es sintetitza el AIA distribuint-se de manera diferencial fins a la base de la tija. A les fulles, la quantitat d'auxina depèn de l'edat de el teixit, decreixent la concentració amb la maduresa foliar.

Com reguladores de l'creixement són àmpliament emprades pels agricultors per accelerar el creixement o promoure l'arrelament. Actualment existeixen diversos productes comercials amb funcions específiques depenent de les necessitats fisiològiques i morfològiques de cada cultiu.

estructura

Les auxines estan compostes per un anell indólico derivat de l'fenol, i anells aromàtics amb enllaços conjugats dobles. De fet, tenen una estructura bicíclica formada per un pirrol de 5 carbonis i un benzè de 6 carbonis.

Àcid indolacètic (AIA) Font: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. És wird Ayacop ALS Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben)., Via Wikimedia Commons

El compost orgànic indol és una molècula aromàtica amb alt grau de volatilitat. Aquesta característica fa que la concentració d'auxines en les plantes depengui dels residus que s'acoblin a l'anell doble.

funció

Essencialment les auxines estimulen la divisió i elongació cel·lular, i en conseqüència el creixement dels teixits. De fet, aquestes fitohormones intervenen en diversos processos de el desenvolupament vegetal, interactuant moltes vegades amb altres hormones.

• Indueixen l'elongació cel·lular per mitjà de l'augment de la plasticitat de la paret cel·lular.
• Provoquen el creixement de l'àpex meristemàtic, els coleóptilos i la tija.
• Restringeixen el creixement de l'arrel principal o pivotant, estimulant la formació de les arrels secundàries i adventícies.
• Promouen la diferenciació vascular.
• Motiven la dominància apical.
• Regulació de l'geotropismo: fototropisme, gravitropismo i tigmotropismo a través de la redistribució lateral de les auxines.
• Retarden l'abscisió dels òrgans vegetals com fulles, flors i fruits.
• Motiven el desenvolupament floral.
• Afavoreixen la regulació de el desenvolupament de l'fruit.

Mecanisme d'acció

Les auxines tenen la propietat d'incrementar la plasticitat de la paret cel·lular per iniciar el procés d'elongació. Quan la paret cel·lular s'estova, la cèl·lula s'infla i s'expandeix a causa de la pressió per turgència.

Cotilèdons. Font: pixabay.com

A l'respecte, les cèl·lules meristemàtiques absorbeixen grans quantitats d'aigua, cosa que repercuteix en el creixement dels teixits apicals. Aquest procés està determinat per un fenomen anomenat "creixement en medi àcid", que explica l'activitat de les auxines.

Aquest fenomen ocorre quan els polisacàrids i pectines constituents de la paret cel·lular s'estoven causa de l'acidificació el medi. La cel·lulosa, hemicel·lulosa i pectina perden la seva rigidesa el que facilita l'entrada d'aigua a l'interior de la cèl·lula.

La funció de les auxines en aquest procés és induir l'intercanvi d'ions hidrogen (H ⁺) cap a la paret cel·lular. Els mecanismes que intervenen en aquest procés són l'activació de les bombes H-ATPases i la síntesi de noves H-ATPases.

• Determinació de les bombes H-ATPases: Les auxines intervenen directament en el bombament de protons de l'enzim, amb la intervenció de l'ATP.
• Síntesi de noves H-ATPases: Les auxines tenen la capacitat de sintetitzar bombes de protons a la paret cel·lular, promovent el ARMM que actua sobre el reticle endoplasmàtic i l'aparell de Golgi per incrementar l'activitat protonadora a la paret cel·lular.

A l'incrementar-se els ions hidrogen (H ⁺) la paret cel·lular s'acidifica, activant les proteïnes "expansinas" involucrades en el creixement cel·lular. Les expansinas funcionen de forma eficient en rangs de pH entre 4,5 i 5,5.

En efecte, els polisacàrids i les microfibril·les de cel·lulosa perden rigidesa gràcies a la ruptura dels ponts d'hidrogen que les fusionen. Com a resultat la cèl·lula absorbeix aigua i s'expandeix en grandària, manifestant-se el fenomen de "creixement enmig àcid".

tipus

• AIA o Àcid indolacético: fitohormona d'origen natural, és l'hormona que es troba en major quantitat en els teixits de la planta. Es sintetitza a nivell dels teixits joves, en les fulles, meristemes i rovells terminals.
• AIB o Àcid indolbutírico: fitohormona d'origen natural d'ampli espectre. Contribueix amb de desenvolupament d'arrels en hortalisses i plantes ornamentals, així mateix el seu ús permet obtenir fruits més grans.
• ANA o Àcid Naftalenacético: fitohormona d'origen sintètic àmpliament usat en agricultura. S'empra per induir el creixement d'arrels adventícies a esqueixos, reduir la caiguda dels fruits i estimular la floració.
• 2,4-D o Àcid diclorofenoxiacètic: producte d'origen sintètic hormonal usat com a herbicida sistèmic. S'empra principalment per controlar males herbes de fulla ampla.
• 2,4,5-T o Àcid 2, 4, 5- Triclorofenoxiacético: fitohormona d'origen sintètic usat com plaguicida. Actualment el seu ús està restringit a causa dels seus efectes letals per al medi ambient, plantes, animals i l'home.

Efectes en les plantes

Les auxines indueixen diferents canvis morfològics i fisiològics, principalment l'elongació cel·lular que propicia l'allargament de tiges i arrels. Així mateix, intervé en la dominància apical, tropisme, abscisió i senescència de fulles i flors, desenvolupament de l'fruit i diferenciació cel·lular.

elongació cel·lular

Les plantes creixen a través de dos processos successius, la divisió i l'elongació cel·lular. La divisió cel·lular permet l'increment de l'nombre de cèl·lules, i mitjançant l'elongació cel·lular la planta creix en grandària.

Elongació cel·lular. Font: pixabay.com

Les auxines intervenen en l'acidificació de la paret cel·lular mitjançant l'activació de la ATPases. D'aquesta manera s'incrementa l'absorció d'aigua i soluts, s'activen les expansinas i passa l'elongació cel·lular.

dominància apical

La dominància apical és el fenomen de correlació en el qual el rovell principal creix en detriment de les gemmes laterals. L'activitat de les auxines sobre el creixement apical ha d'anar acompanyat per la presència de la fitohormona citocina.

Efectivament, en l'àpex vegetatiu ocorre la síntesi de auxines que posteriorment atreuen citocines sintetitzades en les arrels cap a l'àpex. Quan s'arriba a la concentració òptima entre auxines / citocina, ocorre la divisió i diferenciació cel·lular, i posterior allargament de l'meristema apical

efectes fisiològics

tropisme

El tropisme és el creixement direccional de tiges, branques i arrels en resposta a un estímul de l'entorn. De fet, aquests estímuls estan relacionats amb la llum, gravetat, humitat, vent, un contacte extern o una resposta química.

El fototropisme aquesta moderat per les auxines, ja que la llum inhibeix la seva síntesi a nivell cel·lular. D'aquesta manera el costat ombrejat de la tija creix més i la zona il·luminada limita la seva creixent corbant cap a la llum.

Abscisió i senescència

La abscisió és la caiguda de fulles, flors i fruits a causa de factors extern, ocasionant la senescència dels òrgans. Aquest procés s'accelera per l'acumulació d'etilè entre la tija i el pecíol, formant una zona d'abscisió que indueix el despreniment.

El moviment continu de les auxines prevé la abscisió dels òrgans, retardant la caiguda de fulles, flors i fruits immadurs. El seu efecte està dirigit a controlar l'acció de l'etilè que és el principal promotor de la zona d'abscisió.

Desenvolupament de l'fruits

Les auxines són sintetitzades en el pol·len, l'endosperma i en l'embrió de les llavors. Després de la pol·linització, ocorre la formació de l'òvul i posterior quallat de el fruit, on intervenen les auxines com a element promotor.

Fruits de tomàquet. Font: pixabay.com

Durant el desenvolupament de l'fruit, l'endosperma proporciona les auxines necessàries per a la primera etapa de creixement. Subsecuentemente l'embrió aporta les auxines requerides per a les etapes posteriors de creixement de l'fruit.

Divisió i diferenciació cel·lular

Evidències científiques han comprovat que les auxines regulen la divisió cel·lular en el càmbium on es produeix la diferenciació dels teixits vasculars.

En efecte, les proves demostren que a major quantitat d'auxina (AIA), es forma major quantitat de teixit conductors, especialment de xilema.

aplicacions

A nivell comercial les auxines són emprades com fitoreguladors de el creixement, tant a nivell de camp com en assaigs biotecnològics. Usades en baixes concentracions modifiquen el desenvolupament normal de les plantes, incrementant la productivitat, qualitat de l'cultiu i collita.

Aplicació de les auxines. Font: pixabay.com

Aplicacions controlades a l'hora d'establir un cultiu afavoreixen el creixement cel·lular i la proliferació d'arrels principals i adventícies. A més, beneficien la floració i desenvolupament dels fruits, prevenint la caiguda de fulles, flors i fruits.

A nivell experimental, les auxines són usades per a produir fruits són llavors, aferrar els fruits fins maduració o com herbicides. A nivell biomèdic han estat emprades en la reprogramació de cèl·lules somàtiques en cèl·lules mare.

referències

1. Garay-Arroyo, A., de la Pau Sánchez, M., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). La Homeòstasi de les Auxines i la seva Importància en el Desenvolupament d'Arabidopsis thaliana. Revista d'educació bioquímica, 33 (1), 13-22.
2. Gómez Cadenas Aurelio i García Agustín Pilar (2006) Fitohormones: metabolisme i manera d'acció. Castelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
3. Jordà, M., & Casaretto, J. (2006). Hormones i reguladors de l'creixement: auxines, gibberel·lines i citocininas. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fisiologia Vegetal, 1-28.
4. Marassi Maria Antònia (2007) Hormones Vegetals. Hipertextos de l'Àrea de Biologia. Disponible a: biologia.edu.ar
5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologia vegetal (Vol. 10). Universitat Jaume I.