פיטוהורמונים: סוגים ומאפייניהם - ביולוגיה - 2025

Phytohormones או הורמונים צמחיים, הם חומרים אורגניים המיוצרים על ידי תאי צמח צמחים. הם מסונתזים באתר ספציפי והם יכולים לפעול לוויסות חילוף החומרים, צמיחתו והתפתחותו של הצמח.

המגוון הביולוגי מאופיין בנוכחותם של אנשים עם מורפולוגיות שונות, המותאמים לבתי גידול וצורות רבייה מסוימים. עם זאת, ברמה הפיזיולוגית הם דורשים רק חומרים מסוימים הקשורים לביטויים מורפוגניים במהלך תהליך הצמיחה והפיתוח.

יישום הורמונים מהצומח. מקור: pixabay.com

בהקשר זה, הורמונים צמחיים הם תרכובות טבעיות שיש להם את המאפיין של ויסות תהליכים פיזיולוגיים בריכוזים מינימליים (<1 ppm). מקורם במקום אחד ומועברים בתרגום למקום אחר בו הם מווסתים תהליכים פיזיולוגיים מוגדרים: גירוי, עיכוב או שינוי התפתחות.

קסילם ופלם

אכן פיטוהורמונים מסתובבים בצמחים דרך רקמות כלי דם: קסילם ופלם. להיות אחראי למנגנונים שונים, כמו פריחה, הבשלת פרי, נפילת עלים או גידול שורש וגזע.

בתהליכים מסוימים משתתף פיטוהורמון יחיד, על אף שלעתים מתרחשת סינרגיה, על ידי התערבות של מספר חומרים. באופן דומה, אנטגוניזם יכול להתרחש, תלוי בריכוזים ברקמת הצמח ותהליכים פיזיולוגיים ספציפיים.

תַגלִית

הגילוי של הורמוני צמחים או פיטוהורמונים הוא יחסית יחסית לאחרונה. הגירוי של חלוקת תאים ויצירת יורה רדיקלית ייצג את אחד היישומים הניסויים הראשונים של חומרים אלה.

הפיטוהורמון הראשון שסונתז והשתמש בו באופן מסחרי היה אוקסין, לאחר מכן התגלו ציטוקינין וגיבברלין. חומרים אחרים הפועלים כוויסות הם חומצה אבסיסית (ABA), אתילן ו brassinosteroids.

תהליכים כמו התארכות, בידול תאים והתפשטות של יורה אפיקית ושורש הם חלק מתפקידיו. באופן דומה, הם מעוררים נביטת זרעים, פריחה, פרי והבשלה של פרי.

בהקשר זה הפיטוהורמונים מהווים השלמה לעבודה חקלאית. השימוש בו מאפשר להשיג גידולים עם מערכת שורשים יציבה, משטח עלים קבוע, תקופות פריחה ופירות מסוימות, והתבגרות אחידה.

מאפיינים

פיטוהורמונים, הקשורים למנגנונים פיזיולוגיים שונים בזמן בידול התא וגידול צמחים, הם מעטים באופיים. למרות מספרם המועט, הם מוסמכים להסדיר את תגובות הצמיחה והפיתוח של הצמח.

אכן, חומרים אלה נמצאים בכל הצמחים היבשתיים והמים, במערכות אקולוגיות שונות וצורות חיים. נוכחותה טבעית בכל מיני הצמחים, היותה במינים מסחריים בהם הוערך הפוטנציאל שלו.

בדרך כלל מדובר במולקולות בעלות מבנה כימי פשוט, ללא קבוצות חלבון נלוות. למעשה, אחד ההורמונים הצמחיים הללו, אתילן, הוא בעל גזים באופיו.

השפעתו אינה מדויקת, היא תלויה בריכוזה בסביבה, בנוסף לתנאים הפיזיים והסביבתיים של הצמח. באופן דומה, תפקידו יכול להתבצע באותו מקום, או לתרגם אותו למבנה אחר של הצמח.

במקרים מסוימים, נוכחות של שני הורמונים מהצומח יכולה לגרום או להגביל מנגנון פיזיולוגי מסוים. רמות קבועות של שני הורמונים יכולים להוביל להתפשטות יריות ולהבדיל מורפולוגי לאחר מכן.

מאפיינים

• חלוקת תאים והתארכות.
• בידול תאים.
• דור של יורה רדיקלית, רוחבית ואפיתית.
• הם מקדמים את דור השורשים הרפתקניים.
• הם גורמים לנביטה או לרדום של זרעים.
• הם מעכבים את השתקפות העלים.
• הם גורמים לפריחה ופירות.
• הם מקדמים את הבשלת הפירות.
• ממריץ את הצמח לסבול ממצבי לחץ.

מנגנון פעולה

פיטוהורמונים פועלים ברקמות צמחים בעקבות מנגנונים שונים. בין העיקריות בהן אנו יכולים להזכיר:

• סינרגיה: התגובה שנצפתה על ידי נוכחות של פיטוהורמון ברקמה מסוימת ובריכוז מסוים מוגברת על ידי נוכחות של פיטוהורמון אחר.
• אנטגוניזם: ריכוז פיטוהורמון אחד מונע ביטוי של הורמון הצמח האחר.
• עיכוב: ריכוז הפיטוהורמון מתרחש כחומר רגולטורי שמאט או מוריד את התפקוד ההורמונלי.
• קופקטורים: הפיטוהורמון פועל כחומר רגולטורי ומפעיל פעולה קטליטית.

סוגים

נכון לעכשיו ישנם חמישה סוגים של חומרים אשר מסונתזים באופן טבעי בצמח מכונים פיטוהורמונים. לכל מולקולה יש מבנה ספציפי והיא מציגה תכונות רגולטוריות על בסיס ריכוזה ומקום הפעולה שלה.

הפיטוהורמונים העיקריים הם אוקסין, גיבברלין, ציטוקינין, אתילן וחומצה אבסיסית. כמו כן, ניתן להזכיר brassinosteroids, salicylates ו- jasmonates כחומרים בעלי תכונות הדומות לפיטוהורמונים.

אוקסינים

הם ההורמונים המווסתים את צמיחת הצומח, מעוררים חלוקת תאים, התארכות ואוריינטציה של גבעולים ושורשים. הם מקדמים את התפתחות תאי הצמח על ידי צבירת מים, וממריצים פריחה ופירות.

הוא נפוץ בצמחים בצורה של חומצה אינדולקטית (IAA), בריכוזים נמוכים מאוד. צורות טבעיות אחרות הן חומצה 4-כלורו-אינדולקטית (4-Cl-IAA), חומצה פנילאטית (PAA), חומצה אינדול בוטירית (IBA), וחומצה אינדול פרופוניאנית (IPA).

אוקסין (חומצה אינדולאצטית - IAA) מקור: wikipedia.org

הם מסונתזים בממצאים של קצה הגבעולים והעלים ועוברים לאזורים אחרים של הצמח על ידי טרנסלוקציה. התנועה מתבצעת דרך parenchyma של צרורות כלי הדם, בעיקר לכיוון אזור הבסיס והשורשים.

אוקסינים מעורבים בתהליכי הצמיחה והתנועה של חומרים מזינים בצמח, היעדרם גורם לתופעות שליליות. הצמח יכול להפסיק את צמיחתו, לא לפתוח ייצור ניצנים, והפרחים והפירות ייפלו בשלים.

ככל שהצמח גדל, הרקמות החדשות מייצרות אוקסינים, המקדמים התפתחות של ניצנים לרוחב, פריחה ופירות. ברגע שהצמח מגיע להתפתחותו הפיזיולוגית המקסימאלית, אוקסין יורד לשורשים, ומעכב התפתחות של יורה רדיקלית.

בסופו של דבר הצמח מפסיק להיווצר שורשים הרפתקניים ותהליך ההפעלה מתחיל. באופן זה, ריכוז האוקסין עולה באזורי הפריחה, מעודד פרי והבשלה לאחר מכן.

ציטוקינינים

ציטוקינינים הם פיטוהורמונים הפועלים בחלוקת התאים ברקמות שאינן מריסטמיות, ומיוצרים במריסטמים השורש. הציטוקינין הטבעי הידוע ביותר הוא זיטין; כמו כן, kinetin ו- 6-benzyladenine פועלים בציטוקינין.

הורמונים אלה פועלים בתהליכי הבחנה סלולרית ובוויסות מנגנונים פיזיולוגיים של צמחים. בנוסף, הם מתערבים בוויסות הצמיחה, בהתחדשות העלים ובהובלת חומרים מזינים ברמת הפלאם.

ציטוקינין (זיטין) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Zeatin.svg

יש אינטראקציה מתמשכת בין ציטוקינינים ואוקסינים בתהליכים הפיזיולוגיים השונים של הצמח. נוכחות ציטוקינינים ממריצה את היווצרותם של ענפים ועלים, המייצרים אוקסינים המועברים מחדש לשורשים.

בהמשך, הצטברות האוקסינים בשורשים מעודדת התפתחות שערות שורש חדשות המייצרות ציטוקינין. קשר זה מתורגם ל:

• ריכוז גבוה יותר של אוקסינים = צמיחת שורשים גבוהה יותר
• ריכוז גבוה יותר של ציטוקינינים = צמיחה גדולה יותר של עלים ועלווה.

ככלל, אחוז גבוה של אוקסין וציטוקינין נמוך מעדיף היווצרות שורשים הרפתקניים. נהפוך הוא, כאשר אחוז האוקסין נמוך ואחוז הציטוקינין גבוה, עדיף להיווצר יורה.

ברמה מסחרית משתמשים בפיטוהורמונים אלה יחד עם אוקסינים, בתפוצה בלתי-מינית של צמחי נוי ופירות. הודות ליכולתם לעורר חלוקת תאים ובידול הם מאפשרים להשיג חומר משובטי באיכות מעולה.

באופן דומה, בשל יכולתו לעכב את הגעת הצמח, הוא נמצא בשימוש נרחב בחקלאות. יישומים בגידולי פרחים, זה מאפשר לגבעולים לשמור על העלים הירוקים שלהם לאורך זמן לאחר הקטיף והמסחור.

גיבברלינס

גיבברלינים הם פיטוהורמוני גידול הפועלים בתהליכים שונים של התארכות תאים והתפתחות צמחים. תגליתו נובעת ממחקרים שנערכו על מטעי אורז שיצרו גבעולים בלתי מוגדרים וייצור דגן נמוך.

פיטוהורמון זה פועל בהשראת גידול גזע והתפתחות תפרחות ופריחה. באופן דומה, היא מקדמת נביטת זרעים, מאפשרת הצטברות עתודות בדגנים ומקדמת את התפתחות הפירות.

Gibberellins (Ac. Gibberellic A3) מאת קלברו. (תוצרת עצמית עם ChemDraw.), באמצעות Wikimedia Commons סינתזה של גיבברלינים מתרחשת בתוך התא, ומקדמת הטמעה ותנועה של חומרים מזינים לתא. חומרים מזינים אלה מספקים אנרגיה ואלמנטים לצמיחת תאים והתארכותם.

הגיבברלין מאוחסן בבלוטות הגזע, מעדיף את גודל התא וממריץ את התפתחותן של ניצנים לרוחב. זה שימושי למדי עבור אותם גידולים הדורשים ייצור גבוה של ענפים ועלווה כדי להגדיל את תפוקתם.

השימוש המעשי בגיברלינים קשור לאוקסינים. למעשה, אוקסינים מעודדים צמיחה אורכית, וגיבברלינים מקדמים צמיחה לרוחב.

מומלץ למנות את שני הפיטוהורמונים על מנת שהיבול יתפתח בצורה אחידה. בדרך זו נמנעת היווצרות גבעולים חלשים וקצרים, העלולים לגרום ל"לינה "עקב השפעת הרוח.

באופן כללי, גיבברלינים משמשים לעצירת תקופת הרדמה של זרעים, כמו פקעות תפוחי אדמה. הם גם מעוררים הגדרת זרעים כמו אפרסקים, אפרסקים או שזיפים.

אתילן

אתילן הוא חומר גזי הפועל כהורמון צמחי. תנועתו בתוך הצמח מתבצעת על ידי דיפוזיה דרך הרקמות, והיא נדרשת בכמויות מינימליות כדי לקדם שינויים פיזיולוגיים.

תפקידו העיקרי של אתילן הוא לווסת את תנועת ההורמונים. בהקשר זה, הסינתזה שלה תלויה בתנאים הפיזיולוגיים, או במצבי לחץ של הצמח.

מקור אתילן: wikipedia.org

ברמה הפיזיולוגית, אתילן מסונתז כדי לשלוט בתנועת האוקסינים. אחרת, החומרים התזונתיים יופנו רק לרקמות המריסטמיות לרעת השורשים, הפרחים והפירות.

באופן דומה, הוא שולט בבשלות הרבייה של הצמח על ידי קידום תהליכי הפריחה והפרי. בנוסף, ככל שהצמח מתיישן, ייצורו גדל לטובת הבשלת הפירות.

בתנאים מלחיצים זה מקדם את הסינתזה של חלבונים המאפשרים להתגבר על מצבים שליליים. כמויות מופרזות מקדמות הוותק ותמותה.

באופן כללי, אתילן פועל להימנעות של עלים, פרחים ופירות, הבשלת הפירות והעידן של הצמח. בנוסף, הוא מתערב בתגובות שונות של הצמח לתנאים מזיקים, כמו פצעים, לחץ מים או התקפה על ידי פתוגנים.

חוּמצָה

חומצה Abscisic (ABA) היא הורמון צמחי שמשתתף בתהליך ההשמצה של איברים שונים בצמח. בהקשר זה, הוא מעדיף את נפילת העלים והפירות, ומקדם כלורוזה של רקמות פוטוסינתטיות.

מחקרים אחרונים קבעו כי ABA מקדם את סגירת הסטומטה בתנאים בטמפרטורה גבוהה. באופן זה נמנע אובדן מים דרך העלים ובכך מצמצם את הביקוש לנוזל החיוני.

חומצה אבסקיסית. מקור: wikipedia.org

מנגנונים אחרים עליהם ABA שולטת כוללים סינתזת חלבון וליפידים בזרעים. בנוסף, הוא מספק סובלנות לייבוש הזרעים, ומאפשר את תהליך המעבר בין נביטה לגדילה.

ABA מקדם סובלנות לתנאי לחץ סביבתיים שונים, כמו מליחות גבוהה, טמפרטורה נמוכה ומחסור במים. ABA מזרז את כניסתם של יוני K + לתאי השורש, ומעדיף כניסה ושמירה של מים ברקמות.

באותו אופן, הוא פועל בעיכוב צמיחת הצומח, בעיקר של הגבעול, ויוצר צמחים בעלי מראה של "גמדים". מחקרים אחרונים שנערכו על צמחים שטופלו ב- ABA הצליחו לקבוע כי פיטוהורמון זה מקדם את הרדמה של ניצנים צמחיים.

חזרת סטרואידים

Brassinosteroids הם קבוצה של חומרים הפועלים על שינויים מבניים בצמח בריכוזים נמוכים מאוד. השימוש בו ויישוםו עדכני מאוד, ולכן השימוש בו בחקלאות טרם התפשט.

תגליתו נעשתה על ידי סינתזה של תרכובת בשם Brasinólida מאבקת לפת. חומר זה עם מבנה סטרואידי, המשמש בריכוזים נמוכים מאוד, מצליח לחולל שינויים מבניים ברמה של הרקמות המריסטמיות.

התוצאות הטובות ביותר בעת יישום הורמון זה מתקבלות כאשר ברצונך לקבל תגובה יצרנית מהצמח. בעניין זה, Brasinólida מתערב בתהליכים של חלוקת תאים, התארכות ובידול, כאשר יישומה מועיל בפריחה ובפרי.

הפניות

1. Azcon-Bieto, J. (2008) יסודות הפיזיולוגיה של הצומח. מקגרו-היל. האינטר-אמריקני של ספרד. 655 עמ '.
2. פיטוהורמונים: רגולטורי צמיחה וסטימולנטים (2007) מסמנטיקה לאגרונומיה. תְזוּנָה. התאושש ב: redagricola.com
3. Gómez Cadenas Aurelio ו- García Agustín Pilar (2006) פיטוהורמונים: מטבוליזם ואופן פעולה. Castelló de la Plana: פרסומי אוניברסיטת ג'ומה I. DL. ISBN 84-8021-561-5
4. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). הורמונים ומווסתי גדילה: אוקסינים, גיבברלינים וציטוקינינים. סקאו, פ, א, וקרדמיל, ל (עורכים). פיזיולוגיה של הצומח, 1-28.
5. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). הורמונים ומווסתי צמיחה: אתילן, חומצה אבסיסית, brassinosteroids, פולימינים, חומצה סליצילית וחומצה יסמונית. פיזיולוגיה של הצומח, 1-28.