ฮอร์โมนพืชและการส่งสัญญาณ
โมเลกุลส่งสัญญาณขนาดเล็กจำนวนหนึ่ง ได้แก่ ออกซิน, ไซโตไคนิน, จิบเบอเรลลิน, กรดแอบซิซิก, เอทิลีน และอื่น ๆ ทำงานร่วมกันเพื่อประสานงานเกือบทุกด้านของการเจริญเติบโตของพืชและการตอบสนองของพืชต่อสภาพแวดล้อม
Definition
ฮอร์โมนพืช (ไฟโตฮอร์โมน) เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งออกฤทธิ์ที่ความเข้มข้นต่ำ และควบคุมการเจริญเติบโตและการพัฒนา ส่วนการส่งสัญญาณคือกลไกของเซลล์ที่รับรู้การมีอยู่ของฮอร์โมนและแปลเป็นปฏิกิริยาตอบสนอง
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมฮอร์โมนพืชกลุ่มหลัก การสังเคราะห์ทางชีวภาพและการขนส่ง ตัวรับและกลไกการส่งสัญญาณ และการทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมการแบ่งเซลล์ การยืดตัว การเปลี่ยนแปลงสภาพ การพักตัว ความชรา และการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม
Core questions
- ฮอร์โมนพืชกลุ่มหลักและผลกระทบที่เป็นลักษณะเฉพาะมีอะไรบ้าง?
- สัญญาณฮอร์โมนถูกรับรู้และส่งผ่านภายในเซลล์พืชได้อย่างไร?
- ฮอร์โมนมีปฏิกิริยาและสื่อสารกันอย่างไรเพื่อควบคุมการพัฒนาและการตอบสนองต่อความเครียด?
Key theories
- การควบคุมการเจริญเติบโตแบบทรอปิกด้วยฮอร์โมน
- การกระจายตัวของออกซินที่แตกต่างกันในอวัยวะหนึ่ง ๆ จะขับเคลื่อนการยืดตัวของเซลล์ที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดการโค้งงอเพื่อตอบสนองต่อแสงและแรงโน้มถ่วง ซึ่งกำหนดทิศทางการเจริญเติบโตของพืช
- การส่งสัญญาณผ่านตัวรับ
- ฮอร์โมนแต่ละชนิดถูกรับรู้โดยตัวรับที่จำเพาะ ซึ่งกระตุ้นกลไกการส่งสัญญาณ ซึ่งมักจะทำงานผ่านการย่อยสลายโปรตีนที่ถูกควบคุมเพื่อเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนและสรีรวิทยา
Mechanisms
ออกซินถูกขนส่งอย่างมีทิศทางโดยตัวพาเข้าและออก ทำให้เกิดการไล่ระดับความเข้มข้นที่กำหนดรูปแบบการเจริญเติบโต การรับรู้โดยตัวรับ TIR1/AFB ส่งเสริมการย่อยสลายของตัวยับยั้ง Aux/IAA ซึ่งปล่อยปัจจัยการถอดรหัส ฮอร์โมนอื่น ๆ ทำงานผ่านตัวรับและกลไกที่แตกต่างกัน เช่น การจับของกรดแอบซิซิกกับตัวรับ PYR/PYL จะยับยั้งโปรตีนฟอสฟาเทสเพื่อกระตุ้นการตอบสนองต่อความเครียด และการรับรู้เอทิลีนโดยตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์จะควบคุมการสุกและการชรา ทรัพยากรทางพันธุกรรมย้อนกลับ เช่น ชุดสะสมของมิวแทนต์จากการแทรกทั่วทั้งจีโนม มีบทบาทสำคัญในการแยกแยะกลไกเหล่านี้
Clinical relevance
สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชสังเคราะห์และการบำบัดด้วยฮอร์โมนมีการใช้อย่างแพร่หลายในการเกษตรและพืชสวนสำหรับการปักชำให้เกิดราก การควบคุมการติดผลและการสุก การจัดการวัชพืช และการประสานการพัฒนาของพืชผล
History
การทดลองของดาร์วินเกี่ยวกับการเคลื่อนที่เข้าหาแสงชี้ให้เห็นถึงอิทธิพลการเจริญเติบโตที่สามารถถ่ายทอดได้ เวนต์ได้แยกสารนี้ออกมาเป็นออกซินในปี 1926 และศตวรรษต่อมาได้ระบุฮอร์โมนทั้งหมด และด้วยพันธุศาสตร์โมเลกุลในพืชต้นแบบ ได้ระบุตัวรับและกลไกการส่งสัญญาณของฮอร์โมนเหล่านั้น
Key figures
- Frits Went
- Charles Darwin
- Kenneth Thimann
Related topics
Seminal works
- taiz2015
- buchanan2015
Frequently asked questions
- ออกซินทำหน้าที่อะไรในพืช?
- ออกซินส่งเสริมการยืดตัวของเซลล์และมีการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอเพื่อขับเคลื่อนการโค้งงอแบบทรอปิกเข้าหาแสงและตามแรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังส่งผลต่อการเริ่มต้นของราก รูปแบบของเนื้อเยื่อท่อลำเลียง และการครองยอด
- ทำไมเอทิลีนจึงสำคัญต่อผลไม้?
- เอทิลีนเป็นฮอร์โมนในรูปก๊าซที่กระตุ้นและเร่งการสุกของผลไม้หลายชนิด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการจัดการในการเก็บรักษาและการขนส่งเพื่อควบคุมเวลาที่ผลผลิตจะสุก