Các chất kích thích sinh trưởng ở thực vật full slide

M t s ch t đi u hòa sinh ột số chất điều hòa sinh ố chất điều hòa sinh ất điều hòa sinh ều hòa sinh trưởng thực vật ng th c v t ực vật ật  Auxins Auxins kéo dài tế bào  Gibberellins

Táo, lê đ vài tháng không h ? ể vài tháng không hư? ư? Rau mu ng 5 ngày thu ho ch? ống 5 ngày thu hoạch? ạch?

Giá đ m p, không r ? ỗ mập, không rễ? ập, không rễ? ễ?

Các gi ng hoa ki ng nh ? ống 5 ngày thu hoạch? ể vài tháng không hư? ỏ?

Các hormon th c v tực vật ật

Đ nh nghĩa và phân lo i ịnh nghĩa và phân loại ạch?

Đ nh nghĩa và phân lo i ịnh nghĩa và phân loại ạch?

 Ca 2+, ánh sáng có phải là hormone ko?

 Định nghĩa: hormon thực vật là một chất hữu cơ

do tế bào của một bộ phận cơ thể tạo ra và được chuyển tới một bộ phận khác, ở đó, với nồng độ rất thấp, chất ấy gây ra một phản ứng sinh lý

M t s ch t đi u hòa sinh ột số chất điều hòa sinh ố chất điều hòa sinh ất điều hòa sinh ều hòa sinh

trưởng thực vật ng th c v t ực vật ật

 Auxins Auxins (kéo dài tế bào)

 Gibberellins Gibberellins (kéo dài tế bào + phân chia)

 Cytokinins Cytokinins (phân chia )

 Abscisic acid Abscisic acid (rụng lá và quả, khởi đầu qt tạo chồi và hạt)

 Ethylene Ethylene (kích thích sự già hóa)

- Đẩy mạnh sự phát sinh thể phôi

• Jasmonic acid (Ja)

- Kích thích sự hình thành thân củ và thân hành

- Đẩy nhanh sự hình thành đỉnh sinh trưởng

• Acid Salicylic: tăng sức đề kháng chống sâu bệnh

• Các peptides thực vật: ảnh hưởng sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Tăng sức đề kháng và chống chịu

• Acid Nitric (NO): thể hiện như là tín hiệu trong hệ thống đề kháng và hormone của thực vật

L ch s phát hi n Hormone th c ịch sử phát hiện Hormone thực ử phát hiện Hormone thực ện Hormone thực ực vật

v tật

Cách xác đ nh m t ch t có ph i ịch sử phát hiện Hormone thực ột số chất điều hòa sinh ất điều hòa sinh ải

là hormone hay ko?

Đo lường lượng hormone và mối quan hệ đáp ứng

của nó

Thay đổi lượng hormone áp dụng trên thực vật và

đánh giá sự đáp ứng của cây (cắt mô cây sth

S xu t hi n c a hormoneực vật ất điều hòa sinh ện Hormone thực ủa hormone

• Auxin, Cytokinin xuất hiện ở tất cả loại

mô, suốt đời sống của cây

• GA, ABA, ethylen xuất hiện trong từng giai đoạn nhất định

• Oligosacharide, Jasmonide, BR xuất hiện khi có stress

Thí nghiệm đầu tiên về vai trò của tín hiệu( ánh sáng) đến thực vật

• Darwin, Arpad Paál và Boysen – thí nghiệm về ảnh hưởng của auxin đến tính hướng động của cây

• Frits Went (1926) phát hiện khả năng kéo dài tb của auxin

S thay đ i n ng đ auxin dực vật ổi nồng độ auxin dưới ồng độ auxin dưới ột số chất điều hòa sinh ưới i

đi u ki n chi u sáng khác nhauều hòa sinh ện Hormone thực ếu sáng khác nhau

Tính ch t sinh lý c a auxinất điều hòa sinh ủa hormone

• Kéo dài tế bào

• 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

• Tạo các phản ứng về tăng trưởng và trong sự tương hỗ giữa các

cơ quan với nhau, đặc biệt là hiện tượng về tính ưu thế của chồi non Auxin chẳng những kích thích sự tăng trưởng chồi non, mà còn khởi phát sự tạo mới chồi Ở nồng độ cao, auxin cản sự

phát triển của phát thể vừa được tạo mới hay của mô phân sinh nách (chồi nách)

• Quang hướng động do sự phân phối auxin không đều dẫn tới sự sai biệt tăng trưởng giữa mặt sáng và mặt tối.

• Auxin ở nồng độ cao kích thích tạo sơ khởi rễ nhưng cản sự

tăng trưởng của các sơ khởi này

 Được phát hiện như 1 nhân tố tham gia quang hướng động của thực vật.

 Nồng độ rất thấp.

 ở hạt nảy mầm: (1g/ 20,000 tấn)

 Tác động khác nhau phụ thuộc nồng độ

 IAA tìm thấy nồng độ cao ở các mô đang phân chia như đỉnh

ST, chồi ngon, quả non, phôi

• Auxin liên quan ưu thế ngọn

• Auxin kích thích sự hình thành rễ phụ

• Auxin làm chậm sự rụng lá

• Sự vận chuyển của auxin liên quan sự phát triển của chồi hoa

• Auxin kích thích sự phát triển của quả

• Auxin kích thích sự biệt hóa của không bào

Auxin liên quan đ n hi n tếu sáng khác nhau ện Hormone thực ượng ng

u th ng n

ư ếu sáng khác nhau ọn

Auxin kích thích hình thành r ễ

phụ

Auxin kich thích t o qu không h t ạo quả không hạt ải ạo quả không hạt

Uxin kích thích tái t o xylem v t th ạo quả không hạt ởng thực vật ếu sáng khác nhau ương ng

Các giá tr thịch sử phát hiện Hormone thực ươngng m i c a ạo quả không hạt ủa hormone

auxin t ng h pổi nồng độ auxin dưới ợng

• Ngăn chặn sự rụng lá và trái

• Kích thích ra hoa

• Ra rễ cành giâm

• Tạo quả không hạt

• Sử dụng như thuốc diệt cỏ (2,4D)

Các con đường truyền tín hiệu ng truy n tín hi u ều hòa sinh ện Hormone thực

c a auxinủa hormone

• ABP1 có chức năng như auxin receptor

• Calcium và pH nội bào tác động như trung gian truyền tín hiệu

• 5 nhóm gen tác động bởi auxin đã được xác định: nhóm liên quan sinh trưởng và phát triển và nhóm đáp ứng

stress

- AUX/IAAgene

- SAUR

- GH3 gene

- Genes mã hóa glutathione S-transferases

- Genes mã hóa 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) synthase

N ng đ auxin dồng độ auxin dưới ột số chất điều hòa sinh ưới i các đi u ều hòa sinh

ki n chi u sáng khác nhauện Hormone thực ếu sáng khác nhau

C u trúc m t s auxinất điều hòa sinh ột số chất điều hòa sinh ố chất điều hòa sinh

C u trúc yêu c u cho ho t tính c a auxin ất điều hòa sinh ầu cho hoạt tính của auxin ạo quả không hạt ủa hormone

- Độ âm điện lớn của

N ng đ IAA các b ph n khác nhau ồng độ auxin dưới ột số chất điều hòa sinh ởng thực vật ột số chất điều hòa sinh ật

Tác đ ng sinh lý c a auxin ph ột số chất điều hòa sinh ủa hormone ụ

thu c các hormone khácột số chất điều hòa sinh

C ch tác đ ng c a auxin ơ chế tác động của auxin ế tác động của auxin ộng của auxin ủa auxin

C ch tác đ ng c a auxin ơ chế tác động của auxin ế tác động của auxin ộng của auxin ủa auxin

Kéo dài t bào ế tác động của auxin

Kéo dài t bào ế tác động của auxin

Con đ ường truyền tín hiệu ng sinh t ng h p auxin trong th c v t ổi nồng độ auxin dưới ợng ực vật ật

M i quan h auxin-ethylen ố chất điều hòa sinh ện Hormone thực

Auxin: đáp ng ph n ng ch u l nh ứng phản ứng chịu lạnh ải ứng phản ứng chịu lạnh ịch sử phát hiện Hormone thực ạo quả không hạt

Vai trò auxin trong nuôi c y mô ất điều hòa sinh in vitro

• Auxins thường được thêm vào mt nuôi cấy để kích

thích ra mô sẹo và phát triển tế bào, cảm ứng tạo chồi, phát sinh rễ và để cảm ứng phát sinh phôi

• Thứ tự ảnh hưởng lên phát sinh mô sẹo, ra rễ của

cành giâm và cảm ứng phát sinh phôi

• IAA tự nhiên thể hiện hoạt tính yếu hơn auxin tổng hợp 2,4D thường có hoạt tính cao gấp 8-12 lần

Dạng auxin Phương pháp

khử trùng Hòa tan

Nồng độ làm việc (mg/L) Ghi chú

IBA Autoclave, lọc ETOH /

IAA Autoclave, lọc ETOH /

1N NaOH 0,01-3,0

Hoạt tính giảm khí hấp

tiệt trùng Phương pháp sử dụng một số dạng auxin

trong môi trường nuôi cấy mô

Cytokinins

C u trúc m t s lo i cytokininất điều hòa sinh ột số chất điều hòa sinh ố chất điều hòa sinh ạo quả không hạt

S phát hi n ra cytokinin ự phát hiện ra cytokinin ện ra cytokinin

S phát hi n ra cytokinin ự phát hiện ra cytokinin ện ra cytokinin

• Gottlieb Haberlandt năm 1913 báo cáo về 1 hợp chất chưa biết kích thích tế bào phân chia

• 1940, Johannes van Overbeek, ghi chú rằng tế bào phân chia nhanh khi được bổ sung nước dừa

• 1950, Folke Skoog and Carlos Miller khám phá ra hợp chất adenin hoặc có cấu trúc gần giống adenin kích thích tế bào phân chia 2 ông phát hiện ra

Kinetin thuộc nhóm cytokinin

• 1964, hợp chất thiên nhiên thuộc nhóm cytokinin được tìm thấy trong nước dừa là zeatin

• Cytokinins di chuyển không có hướng

Tính ch t sinh lý c a cytokinin ất điều hòa sinh ủa hormone

• Các cytokinin kích thích sự phân chia tế bào với điều kiện có

sự hiện diện của auxin Cytokinin tác động trên cả hai bước của sự phân chia tế bào: phân nhân và phân bào.

• Cytokinin kích thích sự kéo dài tế bào, quá trình do auxin cảm ứng, nhưng cũng kích thích sự gia tăng kích thước của các tế bào mà auxin không tác động, ví dụ các tế bào lá trưởng

thành Cytokinin cản sự kéo dài tế bào theo chiều dọc, nhưng kích thích sự tăng chiều rộng.

khúc cắt lõi hay mô sẹo thuốc lá có thể tạo rễ hay chồi tùy

theo tỷ lệ auxin/cytokinin trong môi trường nuôi cấy: tỷ lệ cao giúp sự tạo rễ (thí dụ 2/ 0,02), tỷ lệ thấp giúp sự tạo chồi (thí

dụ 2/ 0,5)

• Cytokinin tìm thấy nồng độ cao ở đỉnh

rễ, phôi đang phát triển và chồi bên

• Tác dụng của cytokinin với sự phát sinh hình thái của mô sẹo phụ thuộc tương tác với auxin

• CK/AU cao  tạp chồi

• CK/AU thấp  tạo rễ

M i quan h gi a Cytokinin và auxin trong s ố chất điều hòa sinh ện Hormone thực ữa Cytokinin và auxin trong sự ực vật

phát tri n c a mô s o ển của mô sẹo ủa hormone ẹo

Cytokinin làm ch m s r ng láật ực vật ụ

• Làm chậm lão suy và kích thích sự huy động chất dinh dưỡng

Vai trò cytokinin trong s phát ực vật

tri n c a th c v tển của mô sẹo ủa hormone ực vật ật

Vai trò cytokin trong nuôi c y ất điều hòa sinh

invitro

• Duy trì sự sống của mô

• Kích thích sự phân chia tế bào và định hướng tế bào trong con đường phân hoá

• Có vai trò quan trọng trong sự tạo chồi

và rễ ở mô nuôi cấy

Cytokinin có vai trò chính trong sự phân cắt tế bào Cytokinin được tạo ra trong ngọn rễ và trong hột đang phát triển và cytokinin được vận chuyển qua mô gỗ từ rễ lên thân Tác động của cytokinin lên sự tăng trưởng của tế bào trong môi trường nuôi cấy mô lệ thuộc vào sự hiện diện đồng thời của auxin Khi trong môi trường nuôi cấy cytokinin nhiều hơn auxin thì thân và lá được tạo ra trong khi auxin nhiều hơn thì sự tăng trưởng của rễ bắt đầu

 Phát sinh cơ quan: Cytokinins và auxin ảnh hưởng đến

phát sinh cơ quan

 Tỉ lệ cytokinin/auxin cao: phát sinh chồi

 Tỉ lệ cytokinin/auxin thấp: phát sinh rễ

Sinh t ng h p Cytokinin ổi nồng độ auxin dưới ợng

C ch sinh t ng h p c a Cytokinins đáp ng stress ơng ếu sáng khác nhau ổi nồng độ auxin dưới ợng ủa hormone ứng phản ứng chịu lạnh

C ch tác đ ng c a cytokinin ơng ếu sáng khác nhau ột số chất điều hòa sinh ủa hormone

Gibberellin

S phát hi n ự phát hiện ra cytokinin ện ra cytokinin

S phát hi n ự phát hiện ra cytokinin ện ra cytokinin

• năm 1930's, Ewiti Kurosawa nghiên cứu về bệnh lúa von ở Nhật

• Bệnh gây bởi nấm Gibberella

fujikuroi có tác dụng kích thích tế

bào kéo dài và phân chia

• 1983, Yabuta và Sumili cô lập từ

Gibberella một hỗn hợp của các

chất mà họ gọi là gibberellin

• Năm 1950, các nhà khoa học Anh và Mỹ cô lập và tinh khiết, từ môi trường nuôi cấy nấm, một chất mà họ gọi là acid gibberellic.

• Năm 1958, các chất giống gibberellin được cô lập từ thực vật.

• Có hơn 100 GA được tìm thấy

• Tác dụng của GA khác nhau là khác nhau

C u trúc m t s lo i GAất điều hòa sinh ột số chất điều hòa sinh ố chất điều hòa sinh ạo quả không hạt

C

H3 H

CH3

CH3H

CH2

H

1 2

3 4

7

8

9 10

11

13 14

O H

CO

O OH

COOH

GIBBERELLIN (GA1) KAUREN

Tính ch t sinh lý c a ất điều hòa sinh ủa hormone

sự phân chia tế bào mô vỏ và biểu bì.

• GA liều cao (hay phối hợp với các cytokinin) kích thích sự tăng trưởng lá

• Sự kéo dài cuống hoa ở các cây ngày dài, đặc biệt các cây có dạng hoa hồng (giúp sự ra hoa) là tác dụng đặc sắc của GA GA giúp sự tạo hoa đực (cây lưỡng tính như dưa chuột hay cây phân tính như spinach)

trong khi auxin giúp sự tạo các hoa cái.

• giúp sự đậu trái hay tạo trái trinh quả GA kích thích sự nảy mầm của hạt phấn và sự tăng trưởng của ống phấn GA kích thích sự tăng trưởng của trái, thí dụ như : kích thích trái nho không hạt g GA làm chậm sự lão suy trái cam quít, giúp các trái dính lâu trên cây hơn để chờ được hái bán

nh h ng c a GA lên s sinh

Ảnh hưởng của GA lên sự sinh ưởng thực vật ủa hormone ực vật

trưởng thực vật ng và phát tri nển của mô sẹo

• GA kích thích sự nảy mầm, kéo dài

lóng thân

• GA thúc đẩy quá trình chuyển từ giai đoạn cây con sang cây trưởng thành

• GA cảm ứng ra hoa và hình thành giới tính của hoa

• GA làm chậm sự vào hiện tương ngủ của chồi do ngày ngắn cảm ứng (mùa thu), và gỡ sự ngủ của các chồi cây gỗ (đối kháng với

AAB).

• GA gỡ sự ngủ nhạy sáng ở vài loại hạt Thí dụ : sự ngủ của tế bào

quả sa lách được gỡ bởi GA (ở nồng độ khá cao : 10 -3 gml -1 ), giống như bởi ánh sáng đỏ Tuy nhiên, Ga không đẩy lùi hiệu ứng của đỏ

xa (hoạt động của GA không hoàn toàn giống ánh sáng).

• GA có thể gỡ sự cản nảy mầm do AAB trong phôi đậu; ngược lại, AAB đẩy lùi hiệu ứng kích thích của GA Tuy nhiên, GA không gỡ sự

cản do AAB ở phôi cây bông (Gossypium).

• Trong quá trình nảy mầm của hạt ngũ cốc, GA được tổng hợp trong phôi (diệp tiêu và thuẫn), và di chuyển (khuếch tán qua phôi nhũ) tới lớp alơron để cảm ứng sự tổng hợp các -amylase.Các enzym này được tiết ra phôi nhũ để thủy giải tinh bột và phóng thích các đường cần cho phôi đang tăng trưởng trong sự nảy mầm

Gibberellins nh h ải ưởng thực vật ng kích th ưới c

quải

Năm 1 năm1

Kích thích ra hoa

Năm 1

Năm 2

Kích thích n y m m ảy mầm ầm

Kích thích n y m m ảy mầm ầm

S tực vật ươngng tác c a GA v i auxinủa hormone ới

• - Auxin kích thích mô phân sinh, GA kích thích mô phân sinh lóng.

• - Auxin kích thích sự kéo dài tế bào của các tế bào dẫn xuất từ mô phân sinh ngọn (vùng dưới ngọn, vùng kéo dài); GA kích thích sự kéo dài của các tế bào có nguồn gốc từ mô phân sinh lóng.

• - Auxin cản chồi nách; GA kích thích sự tăng

trưởng chồi và gỡ vài sự ngủ của chồi và phôi.

• - Auxin kích thích sự tạo rễ; GA không có hiệu ứng này

Sự tổng hợp GA

M i quan h gi a ánh sáng và ố chất điều hòa sinh ện Hormone thực ữa Cytokinin và auxin trong sự

tác đ ng c a GAột số chất điều hòa sinh ủa hormone

Giá tr thịch sử phát hiện Hormone thực ươngng m i c a GAạo quả không hạt ủa hormone

• Tạo quả không hạt và tăng kích thước quả (nho)

• Sử dụng GA kết hợp benzyneadenine làm táo có

hình dạng và kích thước đẹp GA làm cam chậm chín

• GA kích thích nảy mầm malt bia

• Làm tăng sản lượng mía đường (mía cao 6m, ns 20 tấn/ha)

• Thúc đẩy quá trình ra hoa của xu hào

• Rút ngắn thời gian tạo giống một số loại cây lâu năm

• Sử dụng chất ức chế GA tạo các giống cây,hoa kiểng nhỏ (cúc, hoa lily, tulip), các giống lúa, kê nhỏ dễ thu hoạch

• Mức GA1 nội bào liên quan đến chiều cao của cây

• GA sinh tổng hợp chủ yếu ở chồi đỉnh và lá non

• Ánh sáng kích thích sự chuyển hóa của GA1

• Bất hoạt gen STH GA1 gây nên hiện tượng cây thấp

GA gây s thoái bi n c a ực vật ếu sáng khác nhau ủa hormone

repressor GAI và RGA

C ch phân t c a GA đ n s ơng ếu sáng khác nhau ử phát hiện Hormone thực ủa hormone ếu sáng khác nhau ực vật

kéo dài ch i ồng độ auxin dưới

C ch kích thích n y m m c a ơng ếu sáng khác nhau ải ầu cho hoạt tính của auxin ủa hormone

GA

Abscisic acid

Ch c năng c a abscisic acid ức năng của abscisic acid ủa auxin

Ch c năng c a abscisic acid ức năng của abscisic acid ủa auxin

 Thông thường là một nhân tố kìm hãm tăng trưởng, Kìm hãm sự phát triển của chồi, kích thích rụng lá, gây ra sự ngủ nghỉ của chồi, làm chậm sự nảy

mầm của hạt và sự ra hoa

 Là nguyên nhân gây đóng khí khổng.

 Abscisic acid được sản xuất nhiều trong điều kiện cây gặp strees, tăng cường khả năng chống chịu của tế bào thực vật đối với điều kiện ngoại cảnh bất lợi, sản xuất ở lá già và quả

M i quan h ABA và Ca ố chất điều hòa sinh ện Hormone thực 2+ và kích th ưới c

khí kh ng ổi nồng độ auxin dưới

ABA ki m soát s đóng m khí kh ng ển của mô sẹo ực vật ởng thực vật ổi nồng độ auxin dưới