Giáo trình Sinh học đại cương - Phần 3: Thực vật - Chương 19: Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật - Võ Thanh Phúc

Chương 19. CÁC CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG THỰC VẬT • Hợp chất hữu cơ (tự nhiên hoặc tổng hợp). • Làm biến đổi các hoạt động sinh lý (kích thích, điều hoà hay cản) của thực vật ở nồng độ rất thấp. • Được tạo ra ở một vị trí và có tác dụng ở một vị trí khác. • Có hiệu ứng khác nhau trên những mô đích khác nhau. Chất điều hoà sinh trưởng thực vật 1 Gồm 2 nhóm: • Nhóm các chất kích thích: auxin, gibberellin, cytokinin • Nhóm các chất kìm hãm: acid abscisic và ethylene. 2 • Loại auxin tự nhiên có mặt ở trong thực vật là IAA và IBA. • IBA, NAA, 2,4-D là auxin tổng hợp. 3 Vai trò của auxin • Nồng độ thấp: Kích thích sự gia tăng kích thước tế bào. • Nồng độ cao hơn: Kích thích sự phân chia tế bào. • Nồng độ quá cao: Sự phân chia tế bào hỗn loạn tạo mô sẹo. a. Gia tăng kích thước, phân chia tế bào 4 • Auxin được sinh ra từ chồi ngọn, di chuyển xuống dưới cản sự tăng trưởng của chồi bên, kích thích sự kéo dài thân: hiện tượng ưu tính ngọn. b. Cản sự tăng trưởng chồi bên • Cắt bỏ chồi ngọn (phá vỡ hiện tượng ưu tính ngọn) chồi bên dưới tăng trưởng tạo nhánh mới. 5 kích thích sự tạo rễ bất định trong nhân giống vô tính. c. Vai trò trên sự tạo rễ • Nồng độ cao, auxin giúp tạo sơ khởi rễ nhưng cản sự tăng trưởng của những sơ khởi rễ này. 6 d. Vai trò trong sự rụng • Auxin cản hiện tượng rụng phun auxin để ngăn cản sự rụng hoa và trái non. • Auxin do phôi non tiết ra để kích thích sự phát triển của mô trái xung quanh hột. • Có thể tạo trái không hột bằng cách dùng auxin kích thích sự phát triển của bầu noãn. e. Vai trò trong sự phát triển trái 7 8 f. Auxin kích thích sự tạo hoa cái 2. GIBBERELLIN • Gibberellin (bao gồm trên 80 loại: cấu tạo có chung một sườn gibbane.) • Có ở thực vật và một số loài vi sinh vật, được ký hiệu GA1 , GA2.... • GA3 (acid gibberellic) được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và nông nghiệp. 9 Vai trò của gibberellin • Kích thích sự kéo dài thân (tác động trên sinh mô lóng). • Phá vỡ trạng thái hưu miên của nụ và hột. • Cảm ứng phôi sản xuất enzyme thủy giải tinh bột dự trữ trong hột trong quá trình nảy mầm. 10 Rosette form (left) andgibberellin-induced bolting (right) Aleurone Endosperm Water Scutellum (cotyledon) Radicle -amylase Sugar GA GA 1 2 3 • Tham gia kích thích sự ra hoa ở thực vật. • Kích thích sự đậu trái ở vài loài thực vật khi xử lý riêng rẽ hay khi kết hợp với auxin hay cytokinin. • Đôi khi có tác động cản sự tạo rễ. • Kích thích sự tạo hoa đực. 11 Ứng dụng của gibberellin • Kích thích sự nảy mầm của hột. • Cảm ứng sự gia tăng chiều cao cây, số lượng lá giảm, lá dạng thon dài. • Tăng kích thước trái cây. 3. CYTOKININ • Những chất kích thích sự phân chia tế bào được xếp vào nhóm cytokinin. • Cytokinin lần đầu tiên được trích ra từ thực vật bậc cao là zeatin (mầm ngô). 13 Vai trò của cytokinin • Tỷ lệ auxin/cytokinin cao: phát sinh rễ • Tỷ lệ auxin/cytokinin thấp: phát sinh chồi • Kích thích sự phân chia tế bào • Cytokinin cản sự tăng trưởng của chồi và rễ theo chiều dài và kích thích sự tăng trưởng theo đường kính (củ cải). 14 (a) Apical bud intact (not shown in photo) (b) Apical bud removed (c) Auxin added to decapitated stem Axillary buds Lateral branches “Stump” after removal of apical bud Figure 39.9 15 • Kích thích sự biến đổi các tiền lạp thành các diệp lạp có hoạt động chức năng. • Phá vỡ trạng thái hưu miên của chồi và vài loại hột. • Làm chậm sự bắt đầu của hiện tượng lão suy (đặc biệt ở lá) bằng cách duy trì sự tổng hợp nucleic acid và protein, giữ tính nguyên vẹn của màng sinh học. 4. ACID ABSCISIC • Được khám phá qua vai trò kích thích sự rụng trái bông vải bởi (Addicott et al, 1963). • Hiện diện với hàm lượng tương đối cao ở trái, hột, nụ, củ và lá lão suy. 16 • Acid abscisic được biết như một chất như một chất cản sự tăng trưởng và phát triển. 1. Giúp thực vật chống lại stress: Vai trò của ABA • Kích thích lá bên ngoài chồi biến thành vảy để bảo vệ chồi qua mùa đông. 17 • Kích thích sự đóng khẩu khi trời hạn hán để giảm sự thoát hơi nước. 2. Kìm hãm sự sinh trưởng của phôi • Kìm hãm sự sản xuất các enzyme thủy phân nội nhũ trong hột hưu miên. • Gợi và duy trì sự hưu miên 3. Thúc đẩy sự lão hoá và lão suy ở thực vật • Thúc đẩy sự thành lập vùng rụng ở một số cơ quan. 18 5. ETHYLENE • Chất điều hoà sinh trưởng thực vật dạng khí toả ra từ trái chín. • Ở thực vật nguyên vẹn, ethylene được sản sinh ra ở chót ngọn và có thể khuếch tán xuống. 19 • Ở trái, ethylene được sinh ra từ phần lõi trung tâm, khuếch tán ra ngoài để kích thích sự chín của mô trái. • Vết thương, sự giá lạnh và stress khô hạn... có thể kích thích sự sản xuất ethylene. 20 Vai trò trong sự chín trái • Kích thích sự rụng (kích thích sản xuất peptinase, cellulase, kích thích sự phân hủy diệp lục tố, các đại phân tử protein của một phần hay của cả cơ thể thực vật). 21 0.5 mm Thân cây Cuống lá Lớp bảo vệ Lớp rụng