ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ ΤΗΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ Θερινό εξάμηνο 2011
Αύξηση Η μη αντιστρέψιμη μεγέθυνση ή διόγκωση, που συνοδεύεται από βιοσύνθεση νέων πρωτοπλαστικών συστατικών. Κυτταρική διαίρεση (2 θυγατρικά κύτταρα μέχρι το μέγεθος του μητρικού) Κυτταρική επιμήκυνση (1 κύτταρο επιμηκύνεται πέραν του αρχικού μεγέθους)
Διαφοροποίηση - ανάπτυξη Διαφοροποίηση = ο σχηματισμός εξειδικευμένων κυττάρων ως προς τη μορφή το μέγεθος και το περιεχόμενο. Μεγάλη ποικιλότητα ως προς τη λειτουργία των κυττάρων ενός οργανισμού. Ανάπτυξη = ο συνδυασμός της αύξησης και της κυτταρικής διαφοροποίησης.
Εξωτερικοί παράγοντες αύξησης Πρέπει να εξηγήσουμε πως ένα εξωτερικό ερέθισμα γίνεται αντιληπτό από το φυτό και μετατρέπεται σε μεταβολικές διαδικασίες που οδηγούν σε αλλαγή της αύξησης. ΦΩΣ: η μόνη πηγή ενέργειας για τα φυτά = η ακτινοβόλος ενέργεια του ήλιου ενδιαφέρει κυρίως το ορατό φάσμα του φωτός.
Ένταση φωτός Το φως επηρεάζει: βλάστηση σπερμάτων, φωτοσύνθεση, διαπνοή, σύνθεση χλωροφύλλης, σύνθεση και κατανομή αυξινών, δραστηριότητα ενζύμων, θερμοκρασία φύλλων, κλπ. Το φως σχηματίζει (μέσω της φωτοσύνθεσης) υδατάνθρακες (σάκχαρα, άμυλο) το φυτό τα καταναλώνει για την αναπνοή. Το περίσσευμα των υδατανθράκων αποθηκεύεται -σχηματίζει ΑΤΡ ενέργεια. Φωτοπεριοδισμός στα εύκρατα κλίματα. Φωτοτροπισμός ανάλογα με τη διεύθυνση του φωτός
Χλώρωση ή εκχλοίωση
Θερμοκρασία Μέγιστη, ελάχιστη και άριστη θερμοκρασία Μεγάλες διαφορές ανάμεσα στα φυτά Στενόθερμα και ευρύθερμα φυτά Σε θερμοκρασίες παγετού σχηματίζονται κρύσταλλοι στους μεσοκυττάριους χώρους, το νερό φεύγει από τα κύτταρα και το πρωτόπλασμα αφυδατώνεται Υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν μετουσίωση των πρωτεϊνών και διαταραχή φυσιολογικών διεργασιών Εποχιακή αναστολή της αύξησης
Νερό Βασικό συστατικό των φυτικών ιστών 75-85% του νωπού τους βάρους Ρόλος του νερού: Αντιδραστήριο (φωτοσύνθεση) Διαλύτης ουσιών και μέσο διασποράς κολλοειδών του πρωτοπλάσματος Μέσο μεταφοράς Ρυθμιστής θερμοκρασίας Σπαργή κυττάρων και πλήρωση χυμοτοπίων Ισοζύγιο απορρόφησης - διαπνοής
Θρεπτικά συστατικά Αυτότροφοι οργανισμοί: οικοδομούν οργανικές ουσίες από ανόργανα συστατικά. Πρόσληψη από τον αέρα μέσω των στομάτων των φύλλων και από το έδαφος μέσω των ριζών. Θρεπτικά στοιχεία εδάφους είναι δομικές μονάδες ή ενεργοποιητές ενζύμων Έλλειψη θρεπτικών στοιχείων μπορεί να αναστείλει την αύξηση π.χ. έλλειψη Zn μη σχηματισμού IAA μικροφυλλία Έμμεσα τα άλατα αφαιρούν νερό από φυτό, π.χ. λίπανση χωρίς νερό!
Αέρας Περιέχει Ν, Ο2 και CO2. Σημαντικά για τα φυτά είναι τα 2 τελευταία και κάποια οξείδια S και N. Η φωτοσυνθετική ικανότητα του φυτού αυξάνει όσο αυξάνει το CO2 ιδιαίτερα με αύξηση και του φωτός στα θερμοκήπια εμπλουτισμός με CO2.
Αέρας Ο2 μπορεί να λείπει στις ρίζες μείωση πρόσληψης θρεπτικών συστατικών κακή αύξηση Τα υδρόφυτα αποταμιεύουν Ο2 σε ειδικό παρεγχυματικό ιστό. CO και οξείδια του S είναι τοξικά για τα φυτά νέκρωση φύλλων σχηματίζεται θειικό οξύ στους μεσοκυττάριους χώρους
Φυτικές ορμόνες Ειδικές οργανικές ενώσεις σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις συνήθως οργανικά οξέα Ρυθμίζουν τις διάφορες φυσιολογικές διαδικασίες στο φυτό. Παράγονται σε έναν ιστό, αλλά λειτουργούν σε κάποιον άλλον απομακρυσμένο (μεταφέρουν χημικό μήνυμα για αύξηση από κορυφή στη ρίζα) Υπεύθυνες για τη διαίρεση, επιμήκυνση και διαφοροποίηση των κυττάρων σχηματισμό και αύξηση των οργάνων Αυξίνες, γιββεριλίνες, κυτοκινίνες, αψιζινικό οξύ, αιθυλένιο, φαινόλες
Αυξίνη Μεταφέρει «μήνυμα» από την κορυφή προς τη βάση των βλαστών για τη διεύθυνση αύξησης, ανάλογα με το φως (φωτοτροπισμός) Η αύξηση επιταχύνεται ανάλογα με τη συγκέντρωση της αυξίνης Προκαλεί επιμήκυνση των βλαστών Προκαλεί κυριαρχία της κορυφής Ινδολυλο-3-οξικό οξύ (ΙΑΑ) Με την πάροδο του χρόνου, η περιεκτικότητα σε αυξίνη μειώνεται
Κυριαρχία κορυφής
Αύξηση βλαστού & ρίζας - ΙΑΑ
Γιββεριλλίνες Πάνω από 80 διαφορετικές ενώσεις, συμβολίζονται με τα αρχικά GA1, GA2, Ευρέως διαδεδομένες σε όλα τα φυτά. Επηρεάζουν την κατά μήκος αύξηση του βλαστού και το μέγεθος της μεριστωματικής ζώνης στα ανώτερα φυτά (αύξηση κυτταροδοαιρέσεων). Προκαλούν διακοπή λήθαργου στα σπέρματα και στους οφθαλμούς & αυξάνουν το σχηματισμό των αρσενικών ανθέων Βοηθούν στην παραγωγή υδρολυτικών ενζύμων κατά τη βλάστηση των σπερμάτων.
Επίδραση GA3
Κυτοκινίνες Ομάδες ουσιών που προκαλούν κυτταροδιαιρέσεις σχηματίζονται στις ρίζες και ανεβαίνουν μέσω των αγωγών ιστών στην κορυφή, όπου και δρουν. Σημαντική η σχέση συγκέντρωσης με το ΙΑΑ, για την παραγωγή αδιαμόρφωτου ιστού ή την παραγωγή διαμορφωμένου ιστού (ρίζες βλαστοί με φύλλα).
Ιστοκαλλιέργεια καπνού
Αψιζινικό οξύ - ΑΒΑ Προκαλεί επιβράδυνση της αύξησης στο φυτό σε αντίθεση με τις ως τώρα ουσίες Προκαλεί αποκοπή των φύλλων & των καρπών, λήθαργο στους κορυφαίους οφθαλμούς, αναστέλλει τη βλάστηση των σπερμάτων, επηρεάζει την ανθοφορία. Πολύ διαδεδομένο σε όλα τα φυτά Η βιοσύνθεση του ΑΒΑ γίνεται α) από το μεβαλονικό οξύ (πρόδρομος των τερπενίων) και β) από τη διάσπαση των καροτενοειδών
ΑΒΑ και φως! ΑΒΑ έχει παρόμοια βιοσύνθεση με αυτή των γιβερριλλινών. Το ΑΒΑ συντίθεται στους χλωροπλάστες σε μικρή φωτοπερίοδο οι γιβερριλλίνες σε μεγάλη φυτόχρωμα
ΑΒΑ & αποκοπή φύλλων Το ΑΒΑ δρα έμμεσα στην αποκοπή των φύλλων. Προκαλεί πρόωρο γήρας στο φύλλο ή τον καρπό & παράγεται αιθυλένιο, που με τη σειρά του οδηγεί σε αποκοπή Ζώνη αποκοπής: μικρά και συμπαγή κύτταρα χωρίς μεσοκυττάριους χώρους. Πριν την αποκοπή αυξάνει η τύλωση των αγγείων, πυκνώνει το πρωτόπλασμα στα κύτταρα και υδρολύονται τα κυτταρικά τοιχώματα φύλλο χαλαρώνει και πέφτει. Κυττάση και πηκτινάση μετατρέπουν το πηκτινικό ασβέστιο της μεσοκυττάριας πλάκας σε πηκτίνη.
ΑΒΑ & αποκοπή φύλλων
ΑΒΑ & κλείσιμο στομάτων ΑΒΑ αυξάνει στα φύλλα πολλών φυτών κάτω από ξηρασία, αλατότητα, κλπ. Τα στόματα κλείνουν και ελαττώνεται η διαπνοή οικονομία σε Η2Ο. Το ΑΒΑ κινείται από τα κύτταρα του μεσοφύλλου στα καταφρακτικά κύτταρα. Εικάζεται ότι το ΑΒΑ προκαλεί αποβολή ιόντων Κ στα καταφρακτικά κύτταρα και απώλεια σπαργής.
Λειτουργία του ΑΒΑ Προκαλεί αύξηση της απορρόφησης Η2Ο από τις ρίζες. Προκαλεί αύξηση πλαγίων ριζών σημαντική συμβολή ενάντια στη ξηρασία. Ρυθμίζει τη σύνθεση ενζύμων Μη τοξικός αναστολέας Η ανασταλτική του δράση εύκολα αναστρέφεται με GA ή IAA.
Αιθυλένιο (ΕΤΗ) C2H4 παράγεται απ όλους τους ιστούς. Επηρεάζει την ωρίμανση των καρπών, την αποκοπή φύλλων & καρπών, την έξοδο του αρτίβλαστου από το έδαφος, τη διακοπή λήθαργου και τη μεταβολή της εκδήλωσης του φύλλου. Για την ωρίμανση των καρπών, το ΕΤΗ ενεργοποιεί τα γονίδια των ενζύμων κυττάση και πηκτινάση υδρολύουν το κυτταρικό τοίχωμα ένταση αναπνοής, αποικοδόμηση αμύλου, οργανικών οξέων, λιπών & δομικών συστατικών του κυττάρου καρπός μαλακώνει και γλυκαίνει.
Ρόλος του ΕΤΗ Το ΕΤΗ επηρεάζει τη «δρεπανοειδή» κάμψη του υποκοτυλίου και επικοτυλίου κατά την επίγεια και υπόγεια βλάστηση αντίστοιχα. Στο φως αναστέλλεται η παραγωγή ΕΤΗ και ισιώνει ο βλαστός. Αποκοπή φύλλων, όπως στο ΑΒΑ Ρυθμίζει την εκδήλωση του φύλου, π.χ. ΕΤΗ αυξάνει τα θηλυκά άνθη στα μόνοικα φυτά GA αυξάνει τα αρσενικά Αλληλεπίδραση ΙΑΑ και ΕΤΗ επηρεάζουν το μέγεθος και το σχήμα των κυττάρων. Μεγάλες συγκεντρώσεις ΙΑΑ παράγουν πολύ ΕΤΗ. Το ΕΤΗ ανταγωνίζονται το CO2 και άλατα.
ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ Θερινό εξάμηνο 2011
Απαραίτητες θρεπτικές ουσίες Ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο είναι βασικές ενώσεις του φυτού (95%). Μακροστοιχεία: στοιχεία που χρειάζονται σε μεγάλα σχετικά ποσά: N, K, Ca, P, Mg, S. Μικροστοιχεία: χρειάζονται σε μικρότερες συγκεντρώσεις: Cu, Zn, Mn, Mo, Cl, B. Ο σίδηρος (Fe) βρίσκεται ανάμεσα στις δύο κατηγορίες. Τροφοπενίες: ανωμαλίες στην αύξηση ενός φυτού λόγω έλλειψη κάποιου στοιχείου
Λειτουργίες θρεπτικών ουσιών Μέρη δομικών μονάδων Συμμετέχουν σε σημαντικά οργανικά μόρια για τον μεταβολισμό Ενεργοποιητές ενζύμων ή καταλύτες σε μερικές ενζυμικές αντιδράσεις Υπό τη μορφή ιόντων βοηθούν στη διατήρηση οσμωτικής ισορροπίας
Ζώνη επάρκειας κρίσιμη συγκέντρωση