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