Nội dung series bao gồm:
- Gibberellin là gì?
- Auxin là gì? và ứng dụng Auxi
- Cytokinin là gì và ứng dụng của chúng
- Acid Abscisic là gì?
1. Auxin là gì?
- Auxine tiếng Hy lạp có nghĩa là sinh trưởng.
- Auxin là một hoóc môn thực vật có tác dụng tốt đến các quá trình sinh trưởng của tế bào, hoạt động của tầng phát sinh, sự hình thành rễ, hiện tượng ưu thế ngọn, tính hướng của thực vật, sự sinh trưởng của quả và tạo ra quả không hạt...
- Auxin kích thích sự sinh trưởng giãn của tế bào. Nhưng nếu kích thích với hàm lượng quá cao, tác dụng quá mạnh sẽ xảy ra hiện tượng ức chế ngược trở lại, lúc này auxin sẽ trở thành chất ức chế.
2. Công thức cấu tạo Auxin
- Auxin là những hợp chất có nhân indol, được tổng hợp từ tryptophan trong mô phân sinh (ngọn, lóng) và lá non. Sau đó, auxin sẽ di chuyễn đến rễ và tích tụ trong rễ.
Acid indoleacetic(AIA) Tryptophan (Trp)
- Có nhiều loại auxin khác nhau với cấu trúc hoá học khác nhau. Loại auxin quan trọng nhất là β-indol-acetic acid (IAA), ngoài ra một số auxin khác cũng khá phổ biến là napthalen-acetic acid (NAA), phenyl-acetic acid (PAA)
3. Vai trò sinh lý của Auxin:
- Auxin làm kéo dài tế bào:
Khi tế bào được cung cấp auxin, auxin sẽ hoạt hóa bơm ion H+ trên màng sinh chất. Ion H+ được vận chuyển tích cực từ tế bào chất vào trong vách. Sự gia tăng đó làm hoạt hóa enzim giúp bẻ gảy một số liên kết chéo giữa các đường đa cấu tạo vách và vách trở nên mềm dẻo hơn. Vì vậy, nước vào tế bào và không bào càng lúc càng nhiều vách sẽ bị căng ra.
- Tính hướng quang của Auxin:
Khi ánh sáng tác động từ một phía ngọn cây, ánh sáng làm giảm sự cung cấp auxin cho cây ở phía ánh sáng và tăng ở phía ở trong tối. Kết quả là bên phía được chiếu sáng cây tăng trưởng chậm hơn phía bên tối, và sự tăng trưởng bất xứng này làm cho cây mọc cong về phía sáng.
- Tính hướng động của Auxin:
Nồng độ auxin ở phía dưới của thân nằm ngang tăng, trong khi ở phía trên lại giảm. Sự phân bố không đều của auxin này kích thích tế bào ở phía dưới tăng trưởng nhanh hơn những tế bào ở phía trên và vì thế thân mọc cong lên.
Khi đặt rễ nằm ngang, phần tế bào ở phía trên mọc nhanh hơn những tế bào ở phía dưới, do đó rễ mọc hướng xuống.
Phản ứng sinh trưởng của cây đối với trọng lực
a,c - Đối chứng: cây được gắn vào máy hồi chuyển (clinostat) quay chậm để triệt tiêu sự kích thích của trọng lực từ mọi phía; b, d - Thí nghiệm: tác động của trọng lực lên thân và rễ
- Auxin ngăn cản sự phát triển của chồi bên:
Auxin có ảnh hưởng ngăn cản sự tăng trưởng của chồi bên, làm cho chúng mọc chậm hay không mọc được.
Nếu chồi ngọn được cắt bỏ đi, một số chồi bên phía trên sẽ tăng trưởng tạo ra nhánh, khi đó chồi ngọn của nhánh lại ức chế các chồi bên dưới nhánh nhỏ.
- Auxin kích thích sự phân chia tế bào thực vật
+ Auxin kích thích sự phân chia tế bào đối với các tế bào có nguồn gốc tượng tầng. Ở nồng độ cao, auxin kích thích sự tạo mô sẹo.
+ Auxin ở nồng độ cao sẽ kích thích tạo sơ khởi rễ, tuy nhiên, lại có tác dụng ngăn cản sự phát triển của chính các sơ khởi rễ này.
+ Các chất có cấu trúc auxin được sử dụng trong giâm cành (kích thích sự ra rễ ở cành giâm), cản sự phát triển chồi (mắt khoai tây), làm chậm sự thu hoạch quả, tạo trái không hạt (cam, quýt).
+ Trong lĩnh vực nuôi cấy mô in vitro, hiệu quả của auxin được áp dụng trong quá trình tạo mô sẹo (2,4 – D), kích thích tạo rễ (NAA).
+ Auxin ức chế sự rụng lá và trái. Nếu phun auxin lên trái sẽ giữ được trái trên cây đến lúc muốn thu hoạch.
4. Hàm lượng Auxin trong cây trồng
- Các cơ quan khác nhau có hàm lượng auxin khác nhau. Hàm lượng này còn phụ thuộc vào tuổi cây, vào điều kiện ngoại cảnh. Các cơ quan còn non đang sinh trưởng có hàm lượng auxin cao hơn các cơ quan trưởng thành và cơ quan già. Tuy nhiên, phản ứng sinh trưởng của các cơ quan khác nhau phụ thuộc vào hàm lượng auxin là rất khác nhau. Nói chung thân cây cảm ứng kích thích với nồng độ auxin cao hơn chồi và rễ.
Đồ thị minh hoạ mối quan hệ giữa nồng độ auxin và sự sinh trưởng:
5. Các Auxin được sử dụng nhiều trong nông nghiệp
6. Ứng dụng các hợp chất Auxin trong trồng trọt.
* Ứng dụng auxin tăng đậu quả, sinh trưởng của quả và tạo quả không hạt
- Quả chỉ được hình thành sau khi có quá trình thụ tinh xảy ra, còn nếu không thụ tinh thì hoa sẽ bị rụng. Điều đó được giải thích rằng phôi hạt là nguồn tổng hợp nên các chất kích thích sinh trưởng trong đó có auxin. Các chất này sẽ được vận chuyển vào mô của bầu để kích thích bầu lớn lên thành quả. Vì vậy, hình dạng và kích thước của quả hoàn toàn phụ thuộc vào hàm lượng các chất nội sinh từ phôi hạt. Chính vì lý do đó mà ta có thể sử dụng auxin và gibberellin ngoại sinh để thay thế cho nguồn nội sinh.
- Nếu chúng ta xử lý cho hoa chưa xảy ra thụ tinh thì auxin ngoại sinh sẽ khuyếch tán vào bầu và kích thích sự lớn lên của bầu thành quả mà không qua quá trình thụ tinh. Trong trường hợp này, quả tạo nên không qua thụ tinh và do đó sẽ không có hạt.
- Một số cây trồng như cà chua, bầu bí, cam chanh,...người ta thường xử lý auxin dưới dạng α -NAA (10 - 20 ppm); 2,4D (5 -10 ppm). Còn các cây trồng khác như nho, anh đào,.... thì xử lý gibberellin (20 - 50 ppm) lại có hiệu quả hơn.
* Phòng ngừa rụng quả:
- Sự rụng là do sự hình thành tầng rời ở cuống lá, cuống quả. Auxin là chất kìm hãm sự rụng. Chính vì vậy mà người ta xử lý auxin cho cây và cho quả non có thể kìm hãm sự rụng của chúng. Ví dụ như phun α-NAA (10 - 20 ppm) cho lá hoặc quả non có thể kéo dài thời gian tồn tại của chúng trên cây.
* Kéo dài sự chín của quả
- Sự chín của quả được điều chỉnh bằng tỷ lệ auxin/ethylene. Muốn kìm hãm sự chín ta cần tăng hàm lượng auxin trong mô quả. Phun dung dịch auxin lên quả xanh hoặc quả sắp chín đang ở trên cây có thể kéo dài thời gian tồn tại của quả. Trước đây người ta hay sử dụng 2,4D (10 -15 ppm). Hiện nay người ta sử dụng α-NAA(10 - 20 ppm) cũng có hiệu quả tốt mà không độc hại.
* Diệt trừ cỏ dại
Khi sử dụng nồng độ cao có tác dụng diệt trừ cỏ dại hại cây trồng. Các chất như 2,4D; 2,4,5T trước đây đã được sử dụng nhiều để diệt trừ cỏ dại, nhưng ngày nay người ta đã tạo ra rất nhiều chất diệt cỏ mới có hiệu quả cao mà không độc hại cho môi trường.
