группа Б — негормональные вещества, стимулирующие или угнетающие рост, поглощаемые извне или синтезируемые в клетках, но не транспортируемые.
биохимические реакции, моделируемые вне живого организма в специальной: литературе обозначаются термином «in vitro»., что в переводес .латинского можно перевести как в стекле, в пробирке.
В настоящее время изучено восемь групп фитогормонов, стимулирующих ростовые процессы (ауксины, кинетины, гиббереллины, фузикокцин и брассеостероиды) и тормозящих их (абсцизовая кислота, этилен и фенольные ингибиторы)*.
В 1928 году в биологических тестах из верхушек проростков злаков Ф.В.Вент извлек вещество, стимулирующее рост клеток. Задолго до этого на вероятность его существования указывали наблюдения Ч.Дарвина и других авторов, в особенности Н.Г.Холодного. Несколько позже Кегль выделил из нескольких сот литров мочи 250 мг чистого кристаллического стимулятора роста и назвал его ауксином. Затем из солода и кукурузного масла была выделена ауксиновая кислота, а из культуры плесневых грибов и других микроорганизмов — гетероауксин, обладающий лишь половинной активностью ауксина. Таким образом, была открыта и постоянно пополняется линия гормонов ауксинового действия.
Ауксины синтезируются в апикальной меристематической ткани — в верхушке стебля и корня — и оттуда разносятся по всему растению. Движение этих гормонов всегда протекает по теневой стороне стебля, поэтому концентрация ауксинов там выше, чем на освещенной стороне, а т.к. ауксины стимулируют растяжение и деление клеток, ткани на теневой части стебля растягиваются и нарастают быстрее. В природе или при содержании кактусов в уличных теплицах и парниках стебель кактуса облучается практически со всех сторон благодаря дневной траектории передвижения солнца по небосклону. В условиях комнатного содержания кактусы, обращенные постоянно одной стороной к солнцу, изгибаются, теряют свою симметричную форму — именно током ауксинов по теневой стороне стебля объясняется его положительный фототропизм.
Начинающий кактусовод порой, наслушавшись «дельных» советов, превращает своих питомцев в кривобоких уродцев. Нет ничего страшного и вредного для кактусов, если их периодически поворачивать теневой стороной к источнику естественного освещения. Однако следует помнить, что, во-первых, на теневой стороне стебля из-за более быстрого роста тканей не успевает надлежащим образом сформироваться кутикула, ввиду чего повернутые растения вначале нуждаются в притенении. И во-вторых, кактусы не следует поворачивать при росте бутонов** и в момент цветения, т.к. цветочный побег ориентирован как раз по Солнцу и при нарушении его ориентации могут произойти срывы в физиологических процессах, что, в свою очередь, приведет либо к перерождению цветочного побега в вегетативный (детку), либо к быстрому завяданию цветка, либо к худшему опылению и плодоношению.
В настоящее время выделена из растительного материала и химически синтезирована целая плеяда ауксинов, таких как: нафтилуксусная кислота (НУК), 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), 4-хпорфеноксиуксусная кислота (4-Х), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (3,4,5-Т). 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота (2-М-4-Х) и некоторые другие производные уксусной кислоты***. Ауксино-подобным действием на растения обладает ванилин и кофейная кислота.
Наиболее же доступным гормоном ауксинового ряда является уже упомянутый гетероауксин или индолилуксусная кислота (ИУК). В чистом виде ИУК представляет собой белое кристаллическое вещество, розовеющее на свету. ИУК менее эффективна чем ауксин, но количество се в клетках гораздо больше. Исходным веществом для синтеза ИУК является аминокислота триптофан, освобожденная в результате разложения некоторых белков. Для успешного синтеза ИУК растительная клетка должна получить необходимое количество кислорода, света и благоприятную температуру. Однако избыточное количество ультрафиолетовых лучей снижает концентрацию ИУК.
Функции ИУК разнообразны и основаны на способности этого гормона стимулирован, деление клеток и активизировать процессы поглощения воды как извне корневыми волосками и некоторыми клетками эпидермиса, так и растущими клетками внутри растения.
Так как у растительных организмов нет такого разнообразия и специализации гормонов, как у животных, лимитирующим и регулирующим фактором их влияния на физиологические процессы является, прежде всего, их концентрация в клетках. На рисунке приведен график интенсивности роста отдельных органов растения в зависимости от концентрации гетероауксина.
Корни более чувствительны к содержанию ИУК, хотя дают меньший прирост, чем стебель. Сравнительно большие концентрации ауксина в верхушках побегов и корней обуславливают подавление роста меристемы боковых почек-ареол и тормозят ветвление корня. Такой эффект именуется «апикальное доминирование».
Рис. 64. Некоторые гормоны ауксинового ряда.
Рис. 65. Ускорение и замедление роста различных органов растений в зависимости от концентрации гетероауксина (по Н.А.Максимовой).
Апикальное доминирование носит приспособительный характер как ответная реакция растительного организма на условия внешней среды и закрепляется в генах. В большинстве случаев кактусы, обильно образующие боковые побеги и таким образом легко размножающиеся вегетативно, т.е. путем черенкования, не являются ценными коллекционными растениями. Как это ни покажется странным, но сложные для культивирования виды, не образующие или слабо образующие побеги-детки, наиболее ценятся коллекционерами. Хотя и из этого правила есть исключения. Одним из способов снятия эффекта апикального доминирования у трудно деткующихся кактусов, применяемым при вегетативном размножении, является удаление апикальной меристемы стебля. В основном, ауксины, выделенные в чистом виде или в виде солей, используют для стимуляции образования придаточных корней у черенков. В продаже имеется химически чистый гетероауксин и его калиевая соль, которая имеет более низкую активность по сравнению с ИУК.
хлорсодержащие феноксиуксусные кислоты применяются в сельском хозяйстве как гербициды, способствующие более быстрому росту сорных растений в предпосевной период, которые затем уничтожаются путем дискования и боронования почвы. ** одномолярная концентрация ИУКравна 175,2мг в 1 литре воды.
образование придаточных корней на стебле Trichocereus neolamprochlorus как ответная реакция на инъекцию НУК в смеси с ДМСО (238).
Фото 236 - 237. Влияние ауксиновых гормонов на стимуляцию корнеобразования у кактусов: клонирование Pediocactus bradyi на среде, содержащей 5,5 мг/л гетероауксина (236);
клоны Pediocactus bradyi (237), выращиваемые в течение девяти месяцев на средах с гетероауксином (слева) и без гетероауксина (по P.Clayton);
Применяя гетероауксинкалиевую соль, следует учитывать степень лигнификации древесной ткани центрального цилиндра черенков в месте среза: черенки с одревесневшим камбиальным кольцом замачивают в растворе гетероауксинкалиевой соли (200 — 250 мг/л) в течение 16 — 24-х часов; полуодревесневшие — при концентрации 150 — 200 мг/л в течение 12 часов; мягкие, травянистые замачивают 6 — 8 часов в растворе при концентрации 50 — 70 мг/л. Замачивание производят при температуре около +20 °С при рассеянном неярком свете, полумраке, что стимулирует открытие устьиц и повышает проницаемость раствора в проводящие ткани центрального цилиндра черенков за счет увеличения транспирации воды.
Для замачивания семян используют раствор гетероауксинкалиевой соли из расчета 70 мг на 1 л воды в течение 6 — 8 часов при +20 — +22 °С.