Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Загальні принципи регуляції росту та морфогенезу рослин
Фітогормональна регуляція процесів росту і розвитку рослин

Рослинні гормони відіграють основну роль в системі регуляції та інтеграції процесів росту і розвитку. Фітогормони — органічні речовини, що синтезуються спеціалізованими тканинами рослин і діють в надзвичайно малих дозах (10^-3-10^-5 моль/л) як регулятори і координатори онтогенезу. Це сполуки, за допомогою яких здійснюється взаємодія клітин, тканин та органів. Вони потрібні для запуску і регуляції різноманітних фізіологічних та морфогенетичних програм. Слід зауважити, що фітогормональна система менш спеціалізована порівняно з ендокринною системою тваринних організмів.

В рослинному організмі для включення-виключення всіх морфогенетичних та фізіологічних програм використовують ті самі гормони, тільки в різних співвідношеннях. Перші здогадки про існування гормонів висловив ще Ч. Дарвін (1881) у праці «The Power of Movement in Plant», присвяченій дослідженню рухів у рослин. Проростки в нормі тягнуться в напрямку до світла (рис. 172, а). Якщо їхню верхівку закрити світлонепроникним ковпачком, вигин не спостерігається (рис. 172, б). Якщо ж ковпачок світлопроникний (рис. 172, в) або розташований нижче верхівки, має місце характерний вигин у цій зоні (рис. 172, г). Ч. Дарвін зробив висновок, що під впливом світла певний хімічний «стимул вигинання» передається від верхівки до даної зони.

Рис. 172. Експеримент Ч. Дарвіна

Та чи не найбільший вклад в розвиток гормонального напрямку в фізіології рослин вніс відомий український фітофі- зіолог М.Г. Холодний, який тривалий час працював у Київському університеті, та ім’я якого тепер присвоєно Інституту ботаніки НАН України. Уже в своїй працях 1918 р. він висловлює думку про те, що верхівка кореня, стебла, клітини молодих листків є органами внутрішньої секреції, які виділяють в зону росту якісь речовини гормонального характеру. Пізніше, використовуючи секреторну активність верхівки кореня, М.Г. Холодний довів можливість впливу за допомогою гормонів росту на Рухи рослин і створив фітогормональну теорію тропізмів. В літературі вона відома як теорія або гіпотеза Холодного — Вента, бо незалежно від М.Г. Холодного аналогічні погляди висловив та експериментальне обгрунтував і голландський фітофізіолог Ф. Вент (Went, 1928).

Дослідження причини рухів, кореляцій, переходу рослин від спокою до активного росту привели його до висновку, що каталізаторами та регуляторами ростових і морфогенетичних процесів виступають гормони, Вітаміни, Ферменти. Монографія М.Г. Холодного «Фітогормони» (1939) надзвичайно глибоко вплинула на подальший розвиток досліджень з фітогормонології, фізіології росту серед науковців України. Продовжуючи традиції М.Г. Холодного, в інституті ботаніки НАН України розгорнуті дослідження з проблем фізіології росту і розвитку рослин, розкриття механізмів, які лежать в основі корелятивних зв’язків між їхніми органами, а також фітогормонології (Ситник, Мусатенко, Богданова, 1978).

Встановлено, що у вищих рослин міститься кілька важливих класів гормонів: Ауксини, Гібереліни, Цитокініни, Абсцизова кислота та Етилен (рис. 173). Останнім часом до них відносять! бра-

Рис. 173. Формули фітогормонів

сини (брасиностероїди) та жасмонову кислоту. Умовно перші три групи (ауксини, гібереліни та цитокініни) та частково брасини можна віднести до речовин стимулюючої дії, тоді як абсцизову кислоту, етилен і жасмонову кислоту — до інгібіторів.

Гібереліни та цитокініни зустрічаються у вигляді споріднених, подібно діючих груп молекул, тоді як кожен з трьох, що залишились, в природі представлений лише однією сполукою. В цілому, РІСТ І РОЗВИТОК тієї або іншої Тканини зумовлений наявністю всіх цих сполук, які синтезуються в різних частинах рослини (рис. 174).

Рис 174. Основні ділянки синтезу фітогормонів і напрямок їх транспортування у рослин

Гормони та їхні синтетичні аналоги широко використовують як регулятори цвітіння, плодоношення, дозрівання, спокою, а також як стимулятори коренеутворення та гербіциди вибіркової дії. Фітогормони надзвичайно чутливі і діють у взаємозв’язку з іншими речовинами.