CITOKININI
Agronomija - UNI
citokineza = delitev celic, diferencirane celice izgubijo
sposobnost delitve difuzibilni faktor, ki kontrolira celinedelitve (citokinini)
1930 zaetki tkivne kulture (korenine in nadzemni deli
paradinika, omejena rast izsekov nadzemnih delov ? )
kako stimulirati delitev celic v kulturi ?
odkritje KINETIN-a , izolacija ZEATIN-a iz koruze
Agronomija - UNI
Celini cikel
G1 - rast celice
S - podvajanje DNA
G2 - priprava na delitev
profaza
metafaza
anafaza
telofaza
interfaza
mitoza
diploidna
celicapoliploidna
celica
Agronomija - UNI
saharoza
avksini
citokinini
citokinini
abscizinska kislina
Rastlinski hormoni in kontrola celinega cikla
giberelini
adenin
KINETIN N6-BENZILADENINZEATIN
Agronomija - UNI
nahajanje: proste baze
nukleozidi (+ riboza ribozid)
nukleotidi (+ riboza + P ribotid)
hormonalno aktivne so proste baze (zeatin,
dihidrozeatin, izopenteniladenin).
Agronomija - UNI
adenin
KINETIN N6-BENZILADENIN
(benzil amino purin)
ZEATIN
ZEATIN RIBOZID
Agronomija - UNI
Citokinini
citokinini derivati adenina (aminopurina)
Biosinteza: iz izoprena + AMP
iz izoprena + tRNA
izopren
Mesto sinteze in transport: koreninski vriki (meristemi),
meristemi nadzemnih delov (?), transport po ksilemu v
obliki zeatin-ribozida
Pretvorbe citokininov: proste baze nukleotidi,
glukozidi
Razgradnja citokininov: oskidacija, citokinin oksidaza
Abies balsamea
arovnike metle
sicer dormantni stranski brsti
se razvijejo zaradi citokinina,
ki ga izloa bakterija
Corynebacterium fascians
Bakterija Agrobacterium tumefaciens povzroi razvoj tumorskega tkiva na
gostiteljski rastlini. Do rasti tumorja pride zaradi citokininov in avksinov,
katerih sintezo inducira bakterija
Agronomija - UNI
tumor se zasnuje, ko
bakterija vstopi skozi
pokodovano tkivo
kromosom
T-DNATi-plazmid jedro
kroomosomska
DNAT-DNA
virulentna bakterija prenese
Ti-plazmid, T-DNA se vgradi
v kromosomsko DNA
gostiteljske celice
transformirana celica
transformirane celice se
delijo, tvori se tumor
tumorske celicelahko oistimo bakterij
z inkubacijo pri 42C, takne celice
lahko gojimo na gojiu brez dodanih
hormonov
T-DNA geni:
- izopentenil transferaza - CITOKININI
- 2 gena za biosintezo avksina - AVKSINI
- opini (vir N za bakterijo)
Fizioloki uinki citokininov
delitev celic ( preko ciklinov in kinaz, ki regulirajo celinicikel)
sinteza DNA, RNA, proteinov ter razgradnje teh snovi
senescenca tvorba prostih radikalov
rast brstov in stranskih poganjkov ( apikalna prevlada)
vplivajo na mobilizacijo hranil na mestih, kjer se nahajajo
sinteza klorofila in razvoj kloroplastov
aktivnost kambija, razvoj kloroplastov, rast kotiledonov,tvorba ranitvenega tkiva (kalusa), razvoj embrija, razvoj plodov
rast stranskih korenin
odpiranje listnih re transpiracija
kalitev semen (pri nekaterih vrstah)
Agronomija - UNI
Citokinin je potreben za normalno aktivnost meristemov
normalna rastlina tobaka; divji tip transgena rastlina tobaka z
moneje izraenim genom za
citokinin oksidazo. Zaradi
intenzivneje razgradnje citokinina
je obseg/aktivnost meristema
manja
Agronomija - UNI
Agronomija - UNI
Agronomija - UNI
koncentracija IAA (mg L-1)
0 1.08 3.00.005 0.03 0.18k
on
ce
ntr
ac
ija
kin
eti
na
(m
g L
-1)
0
0.2
1.0
Agronomija - UNI
Transgeni tobak (Nicotiana
tabacum) z izraenim ipt
genom Agrobacterium
tumefaciens. Rastlina vsebuje
poveane koncentracije
citokininov Z, (9R)Z in (9R-
5P)Z.
Agronomija - UNI
list, tretiran
z vodonetretiran netretirannetretiranlist, tretiran s
KINETINOM
list, tretiran s
KINETINOM
mesto aplikacije 14C aminoizomaslene kisline
Citkonini vplivajo na mobilizacijo hranil, ustvarjajo atrakcijske centre
Agronomija - UNI
Vpliv citokinina na razvoj kotiledonov - uinka svetlobe in
citokininov se setevata (T3 = tridnevna izpostavitev)
T0
T3 kontrola T3 kontrola
T3 + zeatin T3 + zeatin
tema svetloba
Citokinini vplivajo na razvoj kloroplastov v temi.
kontrola + tema citokinin + tema
Agronomija - UNI
Mehanizem delovanja citokininov
Zaznavanje signala citokininski receptor:
membranski receptor
receptor v citosolu (ZBP zeatin binding protein),transportira se v jedro (?)
Prenos signala: Ca2+ kot sekundarni prenaalec signala vcelici
Delovanje:
prepisovanje genov (npr. nitrat reduktaza)
post-transkripcijska regulacija
Agronomija - UNI
ABSCIZINSKA KISLINA
Agronomija - UNI
Agronomija - UNI
Abscizinska kislina
najdemo jo v vseh rastlinskih tkivih
analiza: biotest inhibicija rasti koleoptile ovsa
biosinteza: v kloroplastih in drugih plastidih
IPP violaksantin ksantoksin ABA-aldehid ABA
Agronomija - UNI
razgradnja (oksidacija),
inaktivacija (kovalentna vezava na druge molekule npr.
monosaharide), kompartmentizacija (prosta ABA v
citosolu, njen glukozilni ester v vakuoli),
transport (po floemu in ksilemu)
Koncentracije abscizinske kisline se v rastlini hitro mono
spreminjajo:
- v semenih, preden dozorijo 100x poveanje
- vodni stres 50x ve ABA v listih
Koncentracija proste ABA je kontrolirana z naslednjimi procesi (poleg sinteze):
Fizioloki uinki abscizinske kisline
razvoj semena (najveja konc. ABA v sredini embriogeneze)
inducira sintezo proteinov, ki so udeleeni v toleranci embrija na
izsuitev
kontrola kopienja rezervnih proteinov v semenih
dormanca (poitek) semen, dormanca popkov (ABA:GA),
ivorodnost (viviparija) (ob pomanjkanju ABA)
encimov, ki se pri kalitvi sinetizirajo pod vplivom GA
zapiranje listnih re ob vodnem stresu
hidravline prevodnosti in transporta ionov v koreninah
ob majhnem vodnem potencialu rast korenin in rast
nadzemnega dela korenine : nadzemni del
staranje (senescenca)
...
Viviparija - kalitev
nedozorelih semen pri na
ABA neobutljivi mutanti
koruze vp1
Agronomija - UNI
Rhizophora mangle L.
ivorodnost kot strategija preivetja pri mangrovah
cvetenje
razvoj rastlin na materinski
rastlini
mlade rastline
Agronomija - UNI
Prevodnost listnih re uravnava hormon abscizinska kislina
Abscizinska kislina (ABA)
je pomemben regulator
prevodnosti listnih re
as (dnevi)
vsebnost
ABA
upornost
listnih re
vodni
potencial
AB
A (n
g c
m-2)
kontrola
as (min)
Polo
vi
na
od
prt
ina
ree
(m
)
as po presaditvi (ure)
Razm
erje k
ore
nin
e :
nadzem
ni del
divji tip
(+ABA)
Mutante, ki jim
primanjkuje
ABA
Suni stres
(majhen )
Abscizinska kislina in razmerje korenine : nadzemni del
korenina
skutelum
apikalni meristem
poganjka
koleoptila
prvi list
testa / perikarp
aleuronska plast
krobni endosperm
aleuronske celice
hidrolitini
encimi
produkti
hidrolize
ABA
-
Mikroskopski posnetek
alevronske plasti celic
jemenovega semena
Protoplasti alevronskih celic v
zgodnji (levo) in pozni fazi
tvorbe encima amilaza.
PSV = vezikli ki vsebujejo
protein (encim)
PSV
PSV
Spremembe znotrajceline koncentracije Ca v celicah alevronske
plasti semena jemena - giberelini in abscizinska kislina imajo
nasproten uinek
koncentracija Ca v citoplazmi (nM)
Agronomija - UNI
Fizioloki uinki abscizinske kisline
razvoj semena (najveja konc. ABA v sredini embriogeneze)
inducira sintezo proteinov, ki so udeleeni v toleranci embrija na
izsuitev
kontrola kopienja rezervnih proteinov v semenih
dormanca (poitek) semen, dormanca popkov (ABA:GA),
ivorodnost (viviparija) (ob pomanjkanju ABA)
encimov, ki se pri kalitvi sinetizirajo pod vplivom GA
zapiranje listnih re ob vodnem stresu
hidravline prevodnosti in transporta ionov v koreninah
ob majhnem vodnem potencialu rast korenin in rast
nadzemnega dela korenine : nadzemni del
staranje (senescenca)
...
ETILEN
Agronomija - UNI
Uinek etilena: trojni odgovor
(A) zmanjana rast v dolino
(B) poveana lateralna rast (otekanje)
(C) nenormalna horizontalna rast
Etilen - biosinteza
H2C = CH2
Biosinteza: skoraj v vseh delih rastline, najbolj aktivne so
meristematske cone in nodiji. Produkcija odvi