ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мониторинг продукционного прогресса из "Сельскохозяйственная биотехнология Изд2" Характер процессов роста и развития, соотношение между ними обусловлены, прежде всего, генетическими факторами. Тип развития каждого индивидуума определяется программой, заложенной в его коде. Физиологическая функция генов заключается в передаче информации клетке через матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) и ферменты. Причем никогда не происходит одновременной передачи всей имеющейся информации, т. е. не синтезируются одновременно все потенциально возможные ферменты. В связи с этим, существуют одновременно активные (продуцирующие РНК) и неактивные гены. Благодаря генной регуляции происходит активация генов (индукция) и инактивация (репрессия) (Дубинин, 1986 Льюин, 1987). Таким образом, рост и развитие растений представляет собой процесс, связанный с избирательной экспрессией генов. [c.330] Понятие о фитогормонах. Гормональной регуляции живого организма принадлежит важная роль в реализации наследственной профаммы и адаптации к меняющимся условиям среды (Дерфлинг, 1985). [c.331] Впервые мысль о наличии у растений веществ регуляторной природы высказана Ч. Дарвиным в работе Способность к движению у растений (1880) на основании экспериментов с изгибами проростков по направлению к источнику света. Одновременно с Ч. Дарвиным выдающийся немецкий ботаник и физиолог растений Ю. Сакс постулировал присутствие в растении веществ, ответственных за формирование и развитие стебля, листа и корня. Однако эти предположения не получили признания ученых того времени. [c.331] Интенсивные исследования по изучению и выделению регуляторных веществ растений начались в XX в. В 1909—1910 гг. Г. Фиттингом было обнаружено вещество, вызывающее разрастание завязи и образование бессемянных плодов орхидей, названное им, по аналогии с регуляторными веществами животных, гормоном. За несколько лет до этого была установлена высокая рострегулирующая активность этилена, а в конце 20-х годов — выделен из растений ауксин. В это же время Н.Г. Холодным и Ф. Вентом была разработана теория тропизмов растений, названная по именам ее создателей, а в конце 30-х годов М.Х. Чайлахян выступил с гипотезой флоригена — гипотетического фиторегулятора, обусловливающего переход растения к формированию генеративных органов и цветению. [c.331] Продуктивными в изучении гормонов растений оказались 50—60-е годы, когда были выделены гиббереллины, цитокинины и абсцизовая кислота и описаны их свойства. В наше время выделено еще несколько эндогенных регуляторных веществ — брассиностероиды, фузикокцины, жасминовая и салициловая кислоты, некоторые олигосахариды, а также активно изучаются негормональные регуляторы роста растений — полиамины, ряд фенольных соединений, другие вещества. [c.331] Согласно современным представлениям о регуляторах роста и развития растений фитогормонами называют вещества, которые синтезируются в растениях, транспортируются по ним и в малых концентрациях способны вызывать ростовые или формативные эффекты по месту образования и на расстоянии от него. [c.332] Таким образом, первая особенность фитогормонов — эндогенное происхождение. Большинство фитогормонов образуется из органических кислот, в частности — аминокислот. Изменения в интенсивности синтеза того или иного фитогормона, вызванные внутренними или внешними причинами, приводят и к ответной реакции растения — изменению показателей ростовых или формативных процессов. [c.332] Вторая особенность фитогормонов — передвижение их по растению. Биологический смысл этого условия заключается в том, что фитогормон, образовавшийся в одном органе, например в апикальной меристеме стебля, обладает свойством регуляции ростовых процессов в других органах, например в корне. Именно таким образом достигается взаимовлияние органов и целостность растения. Ряд веществ, обладающих высокой регуляторной способностью, например некоторые фенольные соединения, не могут быть признаны фитогормонами, так как неспособны к передвижению по растению и воздействуют лишь в месте своего синтеза. [c.332] Третья особенность — способность в малых концентрациях вызывать заметные ростовые или формативные эффекты. Фитогормоны действуют на растение в малых концентрациях (10 — 10 М). Примером ростового эффекта может служить ускорение или замедление роста стебля, а формативного — дефолиация. [c.332] Четвертая особенность — действие не только в местах образования, но и на расстоянии от них. [c.332] Не следует смешивать понятия гормона животных и гормона растений (фитогормона). Гормоны животных синтезируются в специальных органах — железах внутренней секреции, в то время как у растений такая специализация тканей и органов отсутствует. Гормоны животных не действуют в месте своего синтеза, а фитогормоны способны влиять на клетки, в которых они образуются. В этом отношении фитогормоны близки к гистогормонам животных. [c.332] Молекулярные механизмы действия фитогормонов. Практическое использование фитогормонов основано на глубоком знании молекулярных механизмов их действия, изучению которых в связи с этим придается большое значение. В настоящее время выявлена общая принципиальная схема образования фитогормонов, реализации их регуляторного действия, включающая биосинтез предшественников, связывание со специфичным к данному гормону белковым рецептором с образованием активированного гормон-рецепторного комплекса, воздействие этого комплекса на геном растения и (или) на активность определенных ферментативных систем. [c.332] Фитогормоны синтезируются в растении из органических кислот, причем у нескольких фитогормонов может быть один и тот же предшественник. Так, мевалоновая кислота является исходным веществом для синтеза четырех классов фитогормонов стимуляторов — гибберелли-нов, цитокининов, брассиностероидов и ингибитора — абсцизовой кислоты (рис. 10.1). [c.333] При изменении условий внешней среды в растении происходят изменения в синтезе того или иного фитогормона. Ключевые ферменты, действующие на развилках путей биосинтеза фитогормонов, проявляют высокую чувствительность к изменению факторов среды (освещенность, температура и др.), что приводит к преимущественному синтезу определенного фитогормона. Примером такого воздействия внешних условий может служить повышенный синтез гиббереллинов при увеличении продолжительности освещения и наоборот, снижение содержания ауксина и увеличение уровня фенольных ингибиторов роста при избыточной инсоляции. [c.333] Образовавшаяся молекула фитогормона транспортируется по растению от места своего синтеза к клеткам-мишеням, т. е. клеткам, чувствительным к данному фитогормону. Транспорт фитогормонов происходит по проводящей системе растения, с током пасоки и ассимилятов, а также по межклеточному пространству. [c.333] Первичная структура белка (определенная последовательность аминокислот) уже содержит необходимую информацию для приобретения белковой молекулой вторичной и третичной структур. [c.334] В клетке молекула фитогормона взаимодействует со своим специфическим белковым рецептором и обратимо связывается с ним, образуя гор-мон-рецепторный комплекс (ГРК), вследствие чего происходит активация белковой молекулы рецептора за счет его взаимодействия с фитогормоном. [c.334] Рецепторы фитогормонов в настоящее время недостаточно изучены. Имеющиеся данные указывают, что, по-видимому, больщая их часть представляет собой глобулярные белки с очень высоким сродством связывающие фитогормоны. В одной клетке может находиться несколько видов рецепторов одного и того же фитогормона, что обусловливает и различные виды реакции растения на один и тот же фитогормон, т. е. полифункциональность действия фитогормона. [c.334] Вернуться к основной статье