オーキシンの役割

オーキシンとは何か知っていますか？その機能のいくつかをご存知ですか？オーキシンの最も重要な機能は細胞の成長、特に細胞の伸長を促進することであり、これは植物の成長に大きな役割を果たします。オーキシンは植物内のいくつかの栄養素の分布を変えることができるため、植物はいくつかの栄養素をよりよく吸収し、植物がよりよく成長することができます。オーキシンの役割を見てみましょう。

オーキシンには多くの機能があります。オーキシンには2つの機能があることを皆さんはご存知ですか。植物の成長を促進することができますが、植物の成長を阻害することもできます。植物の発芽をよくすることもできますが、植物の発芽を阻害することもできます。果実や花の落下を防ぐこともできますし、花や果実を間引くこともできます。

生理学的影響

オーキシンの最も明らかな効果は成長を促進することですが、茎、芽、根の成長に対する効果は濃度によって異なります。 3 つの最適濃度は、茎 > 芽 > 根の順で、それぞれ 1 リットルあたり約 10E-5 モル、10E-8 モル、10E-10 モルです。植物におけるインドール酢酸の移動方向は、主に上から下への明らかな極性を示します。植物の成長において腋芽の成長を阻害する頂芽優勢は、インドール酢酸の極性輸送と分布に密接に関係しています。オーキシンにはカルス形成を促進し、発根を誘導する働きもあります。

オーキシンは複数の場所で作用し、主に細胞壁の形成と核酸の代謝に関与しています。放射性アミノ酸を単離組織に供給する実験により、オーキシンが成長を促進しながらタンパク質の生合成を促進することが実証されました。オーキシンは特に RNA の生合成を促進し、RNA/DNA 比と RNA/タンパク質比を増加させます。すべての RNA の中で、rRNA の合成が最も促進されます。細胞壁に対する効果としては、オーキシンは水素イオンポンプを活性化し、細胞膜外の pH 値を下げ、細胞壁の弾力性と可塑性を大幅に高め、細胞壁を緩めて吸水能力を高めます。オーキシンが原形質の流れに影響を与える時間閾値は 2 分であり、子葉鞘の伸長を引き起こす時間閾値は 15 分と非常に短いことを考慮すると、その効果は遺伝子調節に影響を与えるのではなく、タンパク質合成 (特に細胞壁または細胞膜内のタンパク質) の翻訳プロセスに影響を与えることによって発生すると考えられます。

オーキシンは体内の代謝によって容易に破壊されるため、外部から適用した場合の効果は短命です。その類似体は同様の生理学的効果を持ち、容易に破壊されないため、農業生産で広く使用されています（植物成長調整剤を参照）。 オーキシンは、成長中の若い葉と頂端分裂組織で合成され、師管を通って長距離輸送され、基部に向かって上から下へ蓄積されます。根はオーキシンを生成し、それを下から上へ輸送することもできます。植物中のオーキシンは、一連の中間体を経てトリプトファンから形成されます。主な経路はインドールアセトアルデヒドを経由します。インドールアセトアルデヒドは、トリプトファンの酸化的脱アミノ化によるインドールピルビン酸へのその後の脱炭酸、またはトリプトファンの脱炭酸によるトリプタミンへのその後の酸化的脱アミノ化によって形成されます。その後、インドールアセトアルデヒドはインドール酢酸に酸化されます。もう一つの可能​​性のある合成経路は、アブラナ科の植物に含まれるインドールアセトニトリルを介したトリプトファンからインドール酢酸への変換です。

植物では、インドール酢酸は他の物質と結合してその活性を失うことがあります。例えば、アスパラギン酸と結合してインドールアセチルアスパラギン酸を形成したり、イノシトールと結合してインドール酢酸イノシトールを形成したり、グルコースと結合してグルコシドを形成したり、タンパク質と結合してインドール酢酸タンパク質複合体を形成したりします。結合型インドール酢酸は、植物中のインドール酢酸の 50 ～ 90% を占めることが多く、植物組織におけるオーキシンの貯蔵形態である可能性があります。加水分解後には遊離インドール酢酸が生成されます。

植物組織に遍在するインドール酢酸オキシダーゼは、インドール酢酸を酸化的に分解することができます。

オーキシンには多くの生理学的効果があり、その濃度と関係があります。低濃度では成長を促進しますが、高濃度では成長を阻害したり、植物を死滅させたりします。この阻害効果はエチレンの生成を誘発できるかどうかに関係しています。オーキシンの生理学的効果は 2 つのレベルで現れます。

細胞レベルでは、オーキシンは形成層細胞の分裂を刺激し、枝細胞の伸長を刺激して根細胞の成長を抑制し、道管細胞と師管細胞の分化を促進し、挿し木の発根を促進し、カルス組織の形態学的構築を調節することができます。

オーキシンは、苗から果実の成熟まで、器官レベルと植物全体のレベルの両方で作用します。オーキシンは、実生における中胚軸伸長の可逆的な赤色光阻害を制御します。インドール酢酸が枝の下側に移動すると、枝の屈地性が生じます。インドール酢酸が枝の逆光側に移動すると、枝の光屈性が生じます。インドール酢酸は頂芽優勢を引き起こします。葉の老化が遅れます。葉に施用されたオーキシンは落葉を阻害しますが、落葉層の向軸端に施用されたオーキシンは落葉を促進します。オーキシンは開花を促進し、単為結果果実の発達を誘発し、果実の成熟を遅らせます。

これで、誰もがオーキシンの役割をよりよく理解し、オーキシンが何であるかを知るようになりました。オーキシン は植物の成長過程に不可欠です。そのため、オーキシンは現在、農業の発展に十分に活用されており、細胞の成長を促進する上で大きな役割を果たしています。