Fitormoni della crescita. Abstract: Ormoni vegetali

31.07.2024

I fitoestrogeni sono sostanze vegetali speciali che hanno una struttura chimica simile agli estrogeni. Gli estrogeni sono ormoni sessuali che hanno un forte effetto femminilizzante.

I fitoestrogeni comprendono un intero gruppo di sostanze chimiche come flavoni, isoflavoni, cumestani e lignani. Queste sostanze non sono né ormoni vegetali né estrogeni, ma nel corpo umano può causare effetti simili agli ormoni sessuali.

Isoflavoni- componenti naturali presenti in alcuni alimenti ed erbe aromatiche, come soia, trifoglio. Queste sostanze appartengono ai fitoestrogeni. Gli isoflavoni fanno parte della dieta umana e hanno proprietà metaboliche e anticancerogene.

Meccanismo d'azione

Nella loro struttura, i fitoestrogeni sono simili all'estradiolo. Per questo motivo, possono agire sia come estrogeni che come antiestrogeni. Queste sostanze furono scoperte nel 1926, ma fino agli anni '50 i loro effetti rimasero inesplorati. Per la prima volta si è notato che le pecore che pascolano su pascoli ricchi di trifoglio (una pianta ricca di fitoestrogeni) hanno una fertilità ridotta.

Il principale meccanismo d'azione dei fitoestrogeni è il legame con i recettori degli estrogeni, che esistono in due tipi: alfa e beta. Molti estrogeni vegetali hanno un’affinità molto maggiore per i recettori beta. L'effetto dei fitoestrogeni sul corpo è circa 500-1000 volte più debole dell'effetto degli ormoni umani.

I principali elementi strutturali della molecola dell'ormone vegetale, che spiegano la sua elevata affinità per gli estrogeni, sono:

anello fenolico;
un anello di isoflavoni che imita l'anello degli estrogeni nel sito di contatto con il recettore;
basso peso molecolare del composto, simile agli ormoni sessuali femminili;
la distanza tra i due gruppi idrossilici del nucleo dell'isoflavone, che è simile all'estradiolo.

Oltre all’effetto femminilizzante, i fitormoni possono avere anche un effetto antiestrogenico. In una donna sana con livelli ormonali normali, gli estrogeni di origine vegetale competono con i suoi ormoni. Occupano quei recettori che potrebbero utilizzare gli ormoni naturali.

Prodotti contenenti fitoestrogeni

Secondo uno studio di L.W. Thompson e B.A Booker pubblicato nel 2006, la frutta secca e i semi oleosi sono in cima alla lista degli alimenti che contengono fitoestrogeni. Seguono i prodotti a base di soia, cereali e pane di crusca, legumi, carne e altre colture alimentari. La maggior quantità di isoflavoni si trova nella soia e in altri legumi. I fitoestrogeni lignani presenti negli alimenti si trovano nei semi di lino, nelle noci, nella frutta (agrumi, ciliegie, mele) e nelle verdure (broccoli, spinaci, aglio e prezzemolo).

I fitoestrogeni meglio studiati sono quelli presenti nella soia: le sostanze isoflavoniche daidzeina e genisteina. Queste sostanze sono presenti nella pianta sotto forma di glicosidi. Grazie all'azione dei batteri presenti nell'intestino umano, il composto si scompone in pezzi. Non tutti i prodotti di degradazione provocano una risposta estrogenica cellulare; il contributo principale all'azione ormonale della soia è dato dall'equolo (un prodotto modificato della daidzeina).

Per ingrandire il seno, da tempo si consiglia di mangiare cavoli. Tutti i suoi tipi (cavolfiore, cavolfiore, cavolini di Bruxelles e broccoli) contengono grandi quantità di fitoestrogeni, che possono aumentare i livelli ormonali.

I latticini contengono anche estrogeni naturali. I formaggi erborinati contengono una grande quantità di queste sostanze, dovuta all'azione di un fungo speciale.

Tutti i semi e le noci contengono anche una grande quantità di fitoestrogeni. I fitosteroli, che hanno attività ormonale, si trovano negli oli di germe di grano, oliva e palma, nonché nell'olio di cocco. Anche la frutta secca come albicocche secche, prugne e datteri aumenta gli estrogeni.

Le persone mangiano non solo cibi con fitoestrogeni, ma anche bevande con questi ormoni. Il vino rosso contiene resveratrolo, che presenta un'elevata attività antiossidante. Il picnogerolo si ottiene dalle bucce e dai semi dell'uva. I coni di luppolo da cui viene prodotta la birra contengono 8-prenilnaringenina, che è 10 volte più attiva di altri fitoestrogeni.

Tavolo

Quantità comparative di fitoestrogeni nelle fonti alimentari (μg/g)

1 µg = 0,000001 g

Fonti	Quantità di mcg per 100 g di prodotto
semi di lino	379380 microgrammi
Semi di soia	103920 microgrammi
Yogurt di soia	10275 microgrammi
Semi di sesamo	8008,1 microgrammi
Pane al lino	7540 microgrammi
Latte di soia	2957,2 microgrammi
Hummus	993 microgrammi
Aglio	603,6 microgrammi
Albicocche secche	444,5 microgrammi
Pistacchi	382,5 microgrammi
Date	329,5 microgrammi
Semi di girasole	216 microgrammi
Castagne	210,2 microgrammi
Olio d'oliva	180,7 microgrammi
Mandorla	131,1 microgrammi
Anacardi	121,9 microgrammi
Fagioli verdi	105,8 microgrammi
Arachidi	34,5 microgrammi
Cipolla	32 microgrammi
mirtilli	17,5 microgrammi
Mais	9 microgrammi
Caffè	6,3 microgrammi
Anguria	2,9 microgrammi
Latte di mucca	1,2 microgrammi

Tavolo isoflavoni

Fonti alimentari di isoflavoni (μg/g)

Gruppo alimentare	Isoflavoni totali	Daijouin	Genistein	Glicetina
Semi di soia	1176-4215	365-1355	640-2676	171-184
Fagioli di soia tostati	2661	941	1426	294
Farina di soia	2014	412	1453	149
Isolato proteico	621-987	89-191	373-640	159-156
Tofu	532	238	245	49
Hot-dog di soia	236	55	129	52
Pancetta di soia	144	26	83	35
Formaggio Cheddar	43-197	0-83	4-62	39-52
Mozzarella	123	24	62	52
Yogurt al tofu	282	103	162	17
Bevanda di soia	28	7	21	-

Erbe con estrogeni vegetali

Trifoglio rosso. I fitoestrogeni dei fiori di trifoglio e dell'erba contengono composti di isovlavone e cumestano. Non esistono ancora studi che dimostrino che questa pianta possa essere tranquillamente utilizzata per prevenire i disturbi della menopausa.

Liquirizia. Le radici di questa pianta contengono un isoflavone chiamato glabridina. A piccole dosi stimola la proliferazione delle cellule tumorali e a dosi elevate le sopprime.

Erba medica. Gli estrogeni nelle erbe di erba medica sono rappresentati dal cumestrolo e da una piccola quantità di formononetina. Come le teste del trifoglio rosso, questa erba può causare problemi riproduttivi nelle pecore. Anche l’effetto di questa pianta sulle persone non è ben compreso.

Lino. Questa erba contiene grandi quantità di fitormoni femminili del gruppo dei lignani. Nell'intestino del corpo umano, gli estrogeni vegetali vengono convertiti in enterodiolo ed enterolattone.

Effetto dei fitoestrogeni

I fitoestrogeni a piccole dosi hanno lo stesso effetto biologico degli ormoni endogeni. Il loro effetto sul corpo dipende in gran parte dal sesso e dall'età della persona che consuma prodotti con fitoestrogeni.

Impatto sulle giovani donne

Gli ormoni vegetali possono agire in modo opposto, ciò è dovuto alla concentrazione degli ormoni sessuali femminili nel sangue e alla sensibilità dei loro recettori.

Se una donna ha livelli normali di estrogeni, gli ormoni vegetali agiranno come antiestrogeni. Maggiore è la loro concentrazione, più pronunciato è questo effetto. Pertanto, i fitoestrogeni nelle compresse non hanno sempre un effetto positivo sul corpo femminile. In clinica ci sono alcune indicazioni per questi farmaci, come il trattamento della sindrome premestruale e delle mestruazioni dolorose.

L’effetto dei fitoestrogeni sul cancro al seno rimane controverso. Alcuni studi (D. Ingram et al., 1997) hanno dimostrato che queste sostanze hanno un effetto protettivo, mentre altri esperimenti (M. L. De Lemos, studio 2001) descrivono che i fitoestrogeni stimolano la crescita delle cellule tumorali nelle donne con cancro al seno.

Impatto sugli uomini

Uno studio del 2010 di D. M. Hamilton-Reeves et al ha scoperto che l’aggiunta di isoflavoni o prodotti a base di soia agli alimenti non ha modificato le concentrazioni di testosterone negli uomini. Non sono stati inoltre riscontrati cambiamenti nella morfologia, concentrazione, numero o motilità degli spermatozoi. L’effetto dei fitoestrogeni sullo sviluppo del cancro ai testicoli rimane controverso e non dimostrato.

L'influenza dei bambini e degli adolescenti

Si credeva che gli estrogeni vegetali avessero un effetto femminilizzante molto forte sui ragazzi, soprattutto durante il periodo neonatale e la pubertà. Pertanto, si raccomanda ai ragazzi e alle donne durante la gravidanza di non abusare di prodotti che contengono estrogeni. Ma la ricerca di R.D. Merritt e H.B. Hanks, pubblicato nel 2004, ha dimostrato il contrario. Una revisione della letteratura ha concluso che l’alimentazione dei neonati con latte artificiale a base di soia non ha causato ulteriori problemi. Non sono state riscontrate anomalie nello sviluppo sessuale, nel comportamento o nel funzionamento del sistema immunitario.

Estrogeni vegetali durante la menopausa

Dopo i 50 anni, una donna può manifestare una serie di disturbi, tra cui irritabilità, letargia, stanchezza, umore depresso, vampate di calore, palpitazioni e altri sintomi. Una delle tendenze moderne nel trattamento dei disturbi della menopausa è la terapia ormonale sostitutiva.

Poiché l'assunzione di farmaci ormonali durante la menopausa a volte porta alla comparsa di gravi sintomi collaterali, le donne spesso abbandonano questi farmaci e ricorrono all'aiuto dei fitoestrogeni. Vengono utilizzati principalmente farmaci contenenti fitoestrogeni isoflavoni (ad esempio Menoril, Klimaxan, Remens, Klimadinon).

Poiché durante la menopausa si verifica una marcata diminuzione della concentrazione di ormoni, le sostanze vegetali non agiscono come antiestrogeni, cioè il loro uso è relativamente sicuro per le donne dopo i 40 anni.

I fitormoni possono potenzialmente avere i seguenti effetti benefici:

ridurre la gravità della menopausa e agire come una forma lieve di terapia ormonale sostitutiva;
ridurre il colesterolo nel sangue e la pressione sanguigna;
ridurre il rischio di sviluppare l'osteoporosi;
possono ridurre il rischio di cancro al seno, al colon, alla prostata e alla pelle.

Dati pubblicati da E. Lethaby et al nel 2013, gli estrogeni vegetali per le donne dopo i 40-50 anni di età non alleviano significativamente i sintomi della menopausa. Allo stesso tempo è inoltre necessario condurre uno studio sugli effetti della genicisteina, la cui influenza non è stata completamente chiarita.

I fitoestrogeni negli alimenti e nelle erbe medicinali vengono utilizzati per vari disturbi ormonali in ginecologia. La loro somministrazione incontrollata può portare al fatto che non si comportano come i normali ormoni femminili, ma come gli antiestrogeni. Il potenziale dei fitormoni non è ancora stato esaurito e potrebbe essere rivelato nel prossimo futuro.

Gli ormoni finali svolgono un ruolo significativo nella vita delle piante, regolando i processi più importanti che si verificano in esse: germinazione dei semi, crescita, formazione di tessuti e organi, fioritura, maturazione dei frutti, ecc. Solo nel XX secolo le persone hanno rivelato il segreto di ormoni vegetali e imparare a usarli nei loro interessi.

Tutto è sotto controllo

Un ruolo enorme nella regolazione di tutte le fasi di crescita e sviluppo di un organismo vegetale - dalle prime fasi dell'embriogenesi alla fioritura e all'allegagione dei semi - appartiene ai fitormoni.

Il primo suggerimento sul controllo ormonale (chimico) dei processi di crescita nelle piante fu formulato da Charles Darwin nel libro “Sulla capacità delle piante di muoversi” nel 1880, sulla base dei risultati di esperimenti che studiavano il tropismo nelle piantine di cereali. Il termine stesso “fitormoni” deriva dalla parola greca “hormàō”, che significa “incoraggio l’azione”.

Tipicamente i fitormoni sono piccoli composti organici mobili che presentano un'elevata attività fisiologica anche a concentrazioni molto basse (10 -6 - 10 -12 M). Sono sintetizzati in molti organi e si spostano facilmente non solo tra diverse cellule e organi della pianta, ma anche da una pianta all'altra (ad esempio il gas etilene). I fitormoni possono essere di natura chimica molto diversa: terpenoidi (gibberelline, acido abscissico), derivati di basi azotate di nucleotidi (citochinine) e amminoacidi (auxine), piccole proteine, ecc.

I fitormoni controllano l'attuazione di vari programmi fisiologici e morfogenetici che richiedono l'azione coordinata di varie cellule e tessuti vegetali, spesso significativamente distanti tra loro (processi di formazione del sesso o invecchiamento, trasporto di sostanze, regolazione della biosintesi, ecc.); controllare la risposta delle piante a vari fattori di stress. Partecipando alla regolazione di questi processi, i fitormoni interagiscono tra loro, lavorando come sinergisti (insieme, potenziano le azioni dell'altro) o antagonisti (indebolendo le azioni dell'altro). Se necessario, sono in grado di formare complessi inattivi e di essere immagazzinati a lungo nei tessuti vegetali.

Rispetto agli ormoni animali, le loro concentrazioni efficaci sono generalmente più elevate e la loro specializzazione è molto meno pronunciata: l'effetto dello stesso ormone su diversi tessuti vegetali può portare a effetti diversi. Inoltre bisogna tenere conto che l'influenza esercitata dai fitormoni dipende dalla loro concentrazione e dalle condizioni ambientali in cui si trova la pianta. Tuttavia, nonostante la loro multifunzionalità, ogni gruppo di fitormoni ha il proprio “campo di applicazione” in cui svolgono un ruolo di primo piano.

Tra i fitormoni “classici” e più studiati figurano le auxine, le citochinine e le gibberelline.

L'effetto dello stesso ormone su diversi tessuti vegetali può portare a effetti diversi. Inoltre, il loro effetto dipende dalla loro concentrazione e dalle condizioni ambientali in cui si trova la pianta.

Auxine

Negli anni '30 del XX secolo, il ricercatore olandese F. Went isolò un estratto dalle punte dei coleottili dell'avena che conteneva un composto sconosciuto che stimola e controlla la crescita e la piegatura delle piantine sotto illuminazione unilaterale. Parallelamente, un lavoro simile è stato svolto dal nostro connazionale N.G. Freddo. Questa sostanza era chiamata auxina (dal greco. UNtuCo- “crescere”, “aumentare”). Successivamente F. Kögl (Germania, 1935–1939) lo ottenne in forma cristallina e lo identificò come acido indolo-3-acetico (IAA).

La sintesi più attiva di questi ormoni avviene negli embrioni in crescita, così come nei meristemi apicali dei germogli e delle foglie giovani, da dove le auxine possono poi essere trasportate direttamente a quasi tutti i tessuti e gli organi del corpo vegetale. Le loro concentrazioni più elevate (fino a 500–900 ng/g di peso umido) si osservano nei germogli e nelle foglie giovani, nel cambio, nel sistema di conduzione e nei frutti in via di sviluppo.

Le auxine sono coinvolte nella regolazione dello sviluppo delle piante in tutte le fasi: controllano il ciclo cellulare, sono necessarie per la differenziazione di specifici tipi di cellule (sviluppo dei peli radicali, sistema di conduzione vascolare), svolgono un ruolo nella regolazione dei movimenti di crescita ( tropismi), hanno un effetto attrattivo: stimolano l'attività dei canali ionici, promuovendo l'“attrazione” dei nutrienti verso i tessuti e gli organi e provocandone una maggiore crescita.

Le acusine aumentano l'intensità dei processi di respirazione e fotosintesi; nei semi germinanti aumentano l'attività degli enzimi che convertono le sostanze di riserva in composti idrosolubili facilmente trasportabili all'embrione. Grazie al trasporto direzionale polare delle auxine nell'organismo vegetale, l'IAA regola la differenziazione dei tessuti e la polarità dello sviluppo degli organi durante la crescita, garantisce l'interazione tra le diverse parti della pianta - determina ad esempio l'effetto inibitorio della gemma apicale del germoglio sulla crescita delle gemme ascellari.

Oggi è stato dimostrato che le auxine naturali sono derivati dell'aminoacido triptofano. L'IAA è l'auxina naturale più comune, presente nella maggior parte delle piante (fino all'85-90% di tutte le auxine nei tessuti vegetali di varie specie). Sono noti anche, ad esempio, gli acidi indolbutirrico e clorindolilacetico, che sono vicini all'IAA per struttura chimica e origine. Inoltre, sono stati ottenuti composti sintetici con attività auxinica: derivati degli acidi naftilalchilcarbossilici (acido 1-naftilacetico - 1-NAA), alcuni derivati fenossilici clorosostituiti (acido 2,4-diclorofenossiacetico - 2,4-D), derivati dell'indolo - acidi indolil-3-propionico (IPA) e indolil-3-butirrico (IBA). La loro caratteristica è una maggiore resistenza alla distruzione nei tessuti vegetali.

Le auxine sono coinvolte nella regolazione dello sviluppo delle piante in tutte le fasi.

Citochinine

Nel 1913-1923, il botanico austriaco G. Haberlandt e i suoi colleghi, mentre studiavano i processi di guarigione delle superfici delle ferite dei tuberi di patate e topinambur, scoprirono sostanze nei tessuti conduttori che causavano la divisione cellulare. Tuttavia, a causa del contenuto molto basso di oggetti biologici, per molto tempo non è stato possibile determinarne la struttura. Per la prima volta nella sua forma pura, una sostanza che provoca la divisione cellulare nella coltura di tessuti vegetali isolati fu isolata dal latte di aringhe nel 1955 nel laboratorio di F. Skoog. Si è scoperto che si trattava di 6-furfurilamminopurina (cinetina), che praticamente non è sintetizzata nelle piante. Tuttavia, successivamente sono stati identificati composti con attività fisiologica simile anche per gli organismi vegetali, ad esempio zeatina e isopenteniladenina. Per la loro capacità di indurre e mantenere i processi di divisione cellulare (citocinesi), vengono chiamate citochinine.

Le citochinine si trovano in vari tessuti e organi vegetali, ma le loro concentrazioni sono particolarmente elevate (fino a 500–1000 ng/g di peso umido) dove avviene la divisione cellulare attiva - nei meristemi delle radici laterali, nel cambio, negli embrioni nelle fasi iniziali dello sviluppo, tessuti tumorali. Inoltre, il contenuto di citochinine in un organismo vegetale può cambiare più volte in breve tempo, sia durante la crescita e lo sviluppo, sia a seguito di cambiamenti nelle condizioni ambientali.

Le funzioni delle citochinine sono diverse, ma l'azione principale è controllare la proliferazione cellulare, regolare la crescita e lo sviluppo in base ai cambiamenti nella disponibilità dei componenti nutrizionali, mantenere il meristema apicale dei germogli, inibire lo sviluppo del sistema radicale e prevenire l'invecchiamento delle foglie. . Quando interagiscono con altri ormoni, le citochinine agiscono come antagonisti delle auxine e delle gibberelline.

Le citochinine naturali sono derivati della base purinica adenina. Tra gli analoghi sintetici vi sono sia derivati dell'adenina (cinetina) che composti di diversa natura chimica, ad esempio il tidiazuron.

Le citochinine si trovano in vari tessuti vegetali, ma le loro concentrazioni sono particolarmente elevate dove è attiva la divisione cellulare.

Gibberelline

La scoperta delle gibberelline è avvenuta in Giappone durante lo studio del riso affetto dal fungo. Gibberella fujikuroi. Questa malattia era chiamata la “malattia della piantina stupida” perché i germogli infetti sviluppavano piante eccessivamente alte che morivano rapidamente e non producevano semi. Nel 1926, E. Kurosawa e i suoi colleghi isolarono dal fungo una sostanza che provoca una crescita innaturalmente rapida del riso e la chiamarono gibberellina. Successivamente, negli anni '50, gli scienziati europei dimostrarono che sostanze con una struttura simile si trovano anche nelle piante superiori, dove agiscono come fitormoni.

Il luogo principale di sintesi delle gibberelline in una pianta sono le foglie giovani, a crescita intensiva, parti di fiori, semi e frutti in via di sviluppo e l'apice della radice, da dove vengono trasferiti passivamente ad altre parti dell'organismo vegetale (germogli, radici , germogli, ecc.).

L'effetto più caratteristico delle gibberelline è il controllo dello sviluppo vegetativo, compreso l'allungamento degli steli dovuto all'attivazione della divisione cellulare e all'aumento dell'allungamento. Sono anche coinvolti nella regolazione della germinazione dei semi e nella stimolazione della fioritura. Realizzando tutti questi programmi, le gibberelline di solito funzionano nella stessa direzione delle auxine e allo stesso tempo sono antagonisti delle citochinine e dell'acido abscissico.

Le gibberelline, per natura chimica, sono principalmente diterpenoidi tetraciclici con un gruppo acido. Attualmente nelle piante sono conosciute più di cento gibberelline, che sono designate e numerate nell'ordine storico della loro scoperta (GK 1, GK 2 ... ecc.). Solo una piccola percentuale di essi possiede l'attività biologica dei fitormoni. L'acido gibberellico più conosciuto è la gibberellina GK 3.

A causa del costo elevato dei regolatori di crescita naturali, vengono sostituiti con analoghi sintetici.

Domina i tuoi ormoni

L'uso di fitormoni in agricoltura, orticoltura e silvicoltura consente di controllare la crescita e lo sviluppo delle piante, consentendo loro di aumentare la loro resistenza ai fattori di stress biotici e abiotici, aumentare la produttività, migliorare la qualità del materiale vegetale, ecc.

Molto spesso, a causa dell'elevato costo dei regolatori di crescita naturali, vengono sostituiti con analoghi sintetici - "doppi" strutturali dei fitormoni endogeni. Paste e soluzioni possono essere utilizzate per la lavorazione e, per ottenere la massima efficienza in ogni caso specifico, è necessario selezionare attentamente i rapporti e le concentrazioni dei preparati, tenendo conto del tipo di piante, delle fasi della loro crescita, sviluppo e lo stato fisiologico, il livello e la qualità della nutrizione minerale, nonché le condizioni climatiche.

Pertanto, l'uso competente di preparati a base di fitormoni durante la crescita legnosa piante consente di regolare i periodi di fruttificazione e invecchiamento, ridurre il lavoro manuale nella cura delle piantine e nella lotta contro le erbe infestanti; facilitare le condizioni per il trapianto e l'acclimatazione delle piante nei vivai e nelle strutture paesaggistiche. È stato dimostrato che con la giusta combinazione di fitormoni negli alberi, i processi di sintesi delle proteine e degli zuccheri vengono intensificati, migliora la rigenerabilità dei tessuti, aumenta l'attività della fotosintesi e migliora lo sviluppo dell'apparato radicale, in particolare delle radici avventizie.

Ad esempio, il trattamento con gibberelline in determinati stadi di sviluppo può accelerare la crescita delle piantine degli alberi, favorire la formazione della corona e la crescita dei germogli e migliorare la fioritura. L'uso di preparati a base di auxina porta anche all'attivazione dei processi di crescita e ad un aumento del contenuto di clorofilla nelle piantine di tiglio, abete rosso e betulla. Il trattamento pre-semina dei semi di conifere (pino, larice, abete rosso) con regolatori di crescita consente di migliorarne la germinazione e di ridurre il periodo di crescita delle piantine nei vivai.

I regolatori di crescita delle piante sono ampiamente utilizzati anche nel giardinaggio ornamentale, quando si coltivano frutta, cereali e ortaggi. Ad esempio, le auxine vengono utilizzate attivamente per il rapido radicamento delle talee durante la propagazione vegetativa di vari alberi da frutto e ornamentali. Il trattamento dei frutti con acido α-naftilacetico (α-NAA) durante la maturazione del raccolto previene la caduta prematura dei frutti. Nelle aree in cui gli alberi da frutto soffrono di gelate primaverili, l'applicazione tempestiva di soluzioni di acido indolilacetico aiuta a ritardare la crescita delle gemme e l'inizio della fioritura fino a quando non si verificano condizioni di temperatura favorevoli.

Spruzzare i fiori di alcune piante (ad esempio pomodori, peperoni, cetrioli, tabacco, more) con auxine e gibberelline porta alla formazione di frutti partenocarpici che non contengono semi e crescono più velocemente. Inoltre, i preparati a base di analoghi sintetici dell'auxina naturale in alte concentrazioni (>0,1%) sono efficaci nel controllo delle erbe infestanti e funzionano come erbicidi (ad esempio, 2,4-D) e diverse specie vegetali hanno una diversa sensibilità alla loro azione. In particolare, i cereali sono insensibili all'irrorazione con soluzioni di concentrazioni tali da uccidere le piante dicotiledoni.

Il trattamento con gibberelline induce la fioritura di molte piante ornamentali e consente anche di aumentare la resa, ad esempio, delle varietà di uva senza semi. Quando spruzzati con acido gibberellico, gli steli delle colture fibrose (canapa, lino) si allungano notevolmente, il che porta ad una migliore qualità e ad un aumento della quantità di fibra ottenuta. Con l'aiuto delle gibberelline, puoi interrompere la dormienza dei tuberi di patata e sostituire la stratificazione dei semi.

I fitormoni sono anche ampiamente utilizzati in biotecnologia per la coltivazione di colture di cellule o tessuti vegetali. In vitro, per l'ottenimento di piante transgeniche, nonché per la propagazione microclonale e il miglioramento di varietà geneticamente preziose di piante agricole e arboree.

I meristemi sono tessuti vegetali costituiti da cellule che si dividono rapidamente e mantengono l'attività fisiologica per tutta la loro vita.

La proliferazione è la crescita dei tessuti corporei mediante la moltiplicazione cellulare.

Gli ormoni vegetali, o fitormoni, sono sostanze chimiche prodotte nelle piante che ne regolano la crescita e lo sviluppo.

Hanno le seguenti caratteristiche: origine endogena - formati da acidi organici, in particolare da aminoacidi; agire non solo nei luoghi di formazione, ma anche a distanza da essi, cioè trasportato dalle piante; agire in piccole concentrazioni.

I fitormoni sono meno specifici degli ormoni animali; mostrano lo stesso tipo di effetto sugli stessi processi metabolici: allungamento cellulare o soppressione della loro crescita a causa dell'inibizione del trasporto degli ioni; influenza sulla sintesi degli enzimi e sulla loro attività; cambiamenti nella permeabilità delle membrane cellulari vegetali; attivazione o inibizione dei processi di biosintesi dell'RNA e delle proteine.

Attualmente sono conosciuti sette gruppi di fitormoni: auxine, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, brassinosteroidi, fusicoccine.

Auxine furono scoperti negli anni '20 del XX secolo come fattore del tropismo delle piante. Natura chimica – acido indolil-3-acetico (IAA). Stimolano la formazione del sistema radicale nelle talee, vengono utilizzati quando si coltivano alberi da frutto - per rimuovere le ovaie in eccesso, quando si coltivano raccolti di grano - per uccidere le erbacce.

Gibberelline furono scoperti nel 1926. Nel 1938 in Giappone furono isolati come prodotti di un fungo patogeno Gibberella fujjcuroi, che causano un'eccessiva crescita vegetativa nel riso. Natura chimica - diterpenoidi, costituiti da quattro residui di isoprene. Si conoscono circa 70 rappresentanti, incl. 45 – isolato dalle piante. Utilizzato per aumentare la resa di alcuni vitigni e per proteggere gli acini dai funghi fitopatogeni. Capace di far uscire semi e tuberi dalla dormienza.

Citochinine furono scoperti nel 1955 come fattori che stimolano la divisione cellulare. Ci sono 13 rappresentanti conosciuti. Natura chimica – Derivati delle 6-amminopurine. Ritardano l'invecchiamento delle foglie, regolano la formazione dei cloroplasti, aumentano la resistenza delle cellule vegetali agli effetti avversi (temperature dannose, mancanza d'acqua, elevata salinità, radiazioni dei raggi X, pesticidi). Capace di far uscire semi e tuberi dalla dormienza.

Etilene– gas incolore, solubile in acqua. Nel 1901 il D.N. Nelyubov dell'Università di San Pietroburgo ha riferito che l'etilene, che fa parte del gas illuminante, stimola la caduta delle foglie e interrompe il fototropismo delle piantine di piselli. Nel 1934 fu scoperto l'etile nelle emissioni gassose delle mele immagazzinate. Ciò è servito come base per considerarlo un fitormone. È sintetizzato dai funghi e dalle piante superiori. Con l’invecchiamento dei tessuti, la sintesi di etilene aumenta. Questo ormone stimola i processi di caduta delle foglie e dei frutti. L'etilene e i suoi derivati vengono utilizzati per accelerare la maturazione dei frutti. È stato sviluppato un preparato, est r e l, che rilascia etilene quando entra in una pianta. Estrel viene utilizzato per regolare la maturazione di pomodori, ciliegie e altre verdure e frutta. Stimola la formazione di acido abscissico.

Acido abscissico(ABA) è stato isolato nel 1964 da capsule di cotone giovani. Natura chimica - sequiterpene, sintetizzato dall'acido mevalonico in tutti gli organi vegetali. È un antagonista di altri fitormoni. Ha un potente effetto inibitorio: accelera la disgregazione degli acidi nucleici, delle proteine e della clorofilla. Avvia la sintesi delle proteine dello stress. Sono responsabili della disidratazione dei semi, garantendone la dormienza.

Brassinosteroidi. Natura chimica: steroidi. Regola la crescita dell'ovulo, ne stimola lo sviluppo e la formazione del seme; stimolare la resistenza allo stress e alle malattie fungine.

Fusicoccini. Natura chimica: steroidi. Fa uscire i semi dalla dormienza e ne accelera la germinazione.

I fitormoni influenzano attivamente la sintesi, la scomposizione e il trasporto reciproco. Pertanto, un cambiamento nel livello di un fitormone porta a un cambiamento nell'intero sistema fitormone.

Fitoregolatori

I fitoregolatori sono preparati naturali e sintetici che provocano vari effetti di crescita o formazione e non hanno l'effetto di fertilizzanti ed erbicidi. Si conoscono circa 5mila composti che hanno attività regolatoria, ma nella pratica solo poche dozzine (circa l'1%) vengono utilizzate.

I fitoregolatori regolano: la differenziazione cellulare; divisione cellulare; formazione di nuovi tessuti e organi; tassi di crescita e sviluppo delle piante; produttività delle piante; qualità del raccolto.

I fitoregolatori influenzano il sistema fitormonale delle piante nel modo seguente: aumentando il livello del fitormone quando il suo analogo viene introdotto dall'esterno; stimolazione o soppressione della biosintesi dei fitormoni; bloccando il trasporto dei fitormoni; stimolazione o soppressione del sistema di inattivazione del fitormone; competizione per l'attaccamento al recettore del fitormone; inattivazione del complesso recettoriale del fitormone.

In agricoltura e biotecnologia vegetale vengono utilizzati regolatori sintetici: analoghi e antagonisti di tutti i gruppi di fitormoni. Alcuni regolatori possono causare anomalie cromosomiche. Tali preparati non possono essere utilizzati su scala industriale per preservare il patrimonio genetico delle piante.

Domande per l'autocontrollo

1) Vantaggi dei fertilizzanti batterici rispetto ai mezzi chimici per aumentare la produttività delle piante.

2) Quali gruppi di fertilizzanti batterici conosci?

3) Caratterizzare i fertilizzanti batterici basati su batteri vitali attivi del genere Rizobio(nitragina e risotorfina).

4) Caratterizzare i fertilizzanti batterici contenenti il microrganismo del suolo a vita libera Azotobacter - Azotobacter chroococcum(flavobatterina e rizoenterina).

5) Caratterizzare i fertilizzanti batterici rizobatterino ed extrasolo.

6) Caratterizzare il fertilizzante batterico fosforobatterino contenente spore di bastoncini di cavolo Bacillus megaterium var. phosphaticum.

7) Fornire una descrizione del terreno biologicamente attivo AMB.

8) Qual è il ruolo dei funghi micorrizici nell'aumentare la produttività delle piante?

9) Il ruolo dei fitoregolatori nell'aumento della resa delle colture agricole.

RIFERIMENTI

Principale

1. Blinov, V.A. Biotecnologie generali: Corso di lezioni frontali. In 2 parti. Parte 2. - Saratov: FGOU VPO "Saratov SSAU", 2004. - 144 p. – ISBN 5-7011-0436-2

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3. Klunova, S.M. Biotecnologia: libro di testo / S.M. Klunova, T.A. Egorova, E.A. Zhivukhina. – M.: Accademia, 2010. – 256 p. – ISBN 978-5-7695-6697-4

4. Biotecnologia agricola / Shevelukha V.S. e altri - M.: Scuola superiore, 2003. - 427 p. – ISBN: 5-06-004264-2

5. Tarantola, V.Z. Dizionario biotecnologico esplicativo russo-inglese: pubblicazione di riferimento [risorsa elettronica] / V.Z. Tarantola. – M.: Lingue delle culture slave, 2009. – 936 p. – ISBN: 978-5-95-51-0342-6 – Accesso dal sito della biblioteca scientifica della SSAU – EBS IPRbooks

Ulteriori

1. Farmaci biologici. Agricoltura. Ecologia: pratica applicativa / EM-Cooperazione LLC / comp.: Kostenko T.A., Kostenko V.K.; modificato da PA Vino in pelle. – Saransk: Impresa unitaria statale RM “Tipografia repubblicana “Ottobre Rosso”, 2008. – 296 p. – ISBN 978-5-7493-1236-2

2. Biotecnologie: libro di testo per le università, in 8 libri, ed. Egorova N.S., Samuilova V.D. – M., 1987.

3. Blinov, V.A. Biotecnologie (alcuni problemi di biotecnologie agricole) / V.A. Blinov. – Saratov: OGUP “RIK “Stampa della regione del Volga”, 2003. – 196 p.

4. Blinov, V.A. Tecnologia EM per l'agricoltura / V.A. Blinov. – Saratov, 2003. – 205 pag.

5. Rivista “Biotechnology” (abstract degli articoli) (link di accesso – http://www.genetika.ru/journal)

6. Rivista Internet “Commercial Biotechnology” (link di accesso – http://cbio.ru)

7. Rivista on line “Biotecnologie. Teoria e pratica" (link di accesso - http://www.biotechlink.org)

La teoria di Lysenko

Qualsiasi organismo vegetale, per produrre prole, è costretto a attraversare fasi di sviluppo proprie, che dipendono strettamente dalle condizioni ambientali.

Vernalizzazione - un periodo di esposizione a basse temperature positive per produrre un raccolto.

Fotoperiodismo - adattamento ad una certa durata del giorno e della notte. A seconda di ciò, le piante sono divise in piante a giorno corto (meno di 11 ore): mais, sorgo, zucca, pepe, cotone e piante a giorno lungo (cereali invernali, patate, lino, legumi, più di 12 ore).

ARGOMENTO: "FITORMONI"

Come mediatori nei processi fisiologici, convertono specifici segnali ambientali in informazioni biochimiche. Gli ormoni vegetali sono tradotti dal greco. fito - pianta, ormone - in movimento. Si tratta di composti organici a basso peso molecolare che vengono prodotti in microquantità dalla pianta stessa per controllare l'interazione di cellule, tessuti e organi per innescare e regolare i programmi fisiologici e morfologici durante l'ontogenesi. I fitormoni sono composti attraverso i quali avviene l'interazione nel corpo vegetale tra tutte le reazioni biochimiche che si verificano nel corpo vegetale e i fattori ambientali.

Tutti i fitormoni sono divisi in due gruppi:

Stimolante - citochinine (CK), auxine (IAA), gibberelline (GK 1, GK 3, ecc.), brassinosteroidi (brassinolidi)

Inibitorio - acido abcissico (ABA) ed etilene.

Tutte le classi di fitormoni prendono il nome dal loro rappresentante.

Caratteristiche generali dei fitormoni- sostanze a basso peso molecolare, il loro effetto si manifesta in dosi molto piccole (1 mol/g di sostanza ristretta), sintetizzate in singole parti delle piante. Sono in grado di diffondersi in altre parti del corpo, formando un campo ormonale, regolando i principali processi morfologici e fisiologici; i fitormoni esogeni possono influenzare la pianta se i tessuti e gli organi sono competenti per essi. Ciò si verifica solo quando il contenuto di fitormone endogeno è attualmente basso.

Nella pratica agricola, gli analoghi dei composti naturali sono molto utilizzati. Nell'elenco dei farmaci approvati sono raccolti in una sezione separata - Regolatori della crescita .

Sono utilizzati per:

1. Aumentare la germinazione dei semi

2. Migliore formazione delle radici

3. Maggiore sostenibilità

4. Prevenire la caduta dei frutti

5. Accelerazione della maturazione dei frutti

6. Alleviare lo stress fitotossico derivante dall'uso di prodotti fitosanitari

7. Dall'alloggio dei raccolti

8. Soppressione dei processi di crescita

9. accelerazione dei processi di fioritura

10. aumentare la resistenza delle piante alle condizioni avverse

Alcuni farmaci hanno proprietà fungicide, ma il loro principale effetto biologico sulla pianta è quello di aumentare lo stato immunitario del corpo.

I regolatori di crescita delle piante (PGR) agiscono efficacemente contro i saprofiti, che preferiscono piante e tessuti indeboliti, contro gli insetti ispessendo la lamina fogliare (acido succinico sui meloni) - Le larve del 1° stadio non sono in grado di utilizzare questo substrato alimentare - aumentando o diminuendo la contenuto di zucchero nelle foglie, maggiore è il risultato che diventano un substrato alimentare sfavorevole. Sposta le fasi di sviluppo della pianta ospite.

Auxine- sostanze di natura indolica, che vengono prodotte dagli apici in crescita di fusti e radici. L'auxina è stata scoperta prima di altri ormoni. La formula chimica fu decifrata nel 1934 da Keglem (indolile - tre aceti). I principi dell'attività fisiologica del gruppo auxina sono stati sviluppati nelle opere di Kholodny e Vent, considerati i fondatori della dottrina degli ormoni vegetali.

La fonte per la formazione delle auxine è l'aminoacido essenziale triptofano. A sua volta, è sintetizzato dall'acido schimomico, che si forma durante la respirazione.

Manifestazioni fisiologiche dell'azione delle auxine:

1) Attiva la crescita dei segmenti coleottili 2) Stimola la formazione di radici e talee 3) Provoca partenocarpia nei frutti 4) Provoca tropismo 5) Ritarda l'abscissione di foglie e ovaie 6) Ha la capacità di attrarre acqua e sostanze nutritive 7) Rimuove apicali dominanza 8) Contenuto massimo nelle foglie, nel terreno, nel polline, ecc.

Le auxine inducono il lavoro della pompa dell'idrogeno e attivano il lavoro del tRNA. Le auxine aumentano il tasso di respirazione, aumentando così il tasso di crescita. Si muove rigorosamente in modo polare dalle cime alle radici. La formazione di auxine dipende dall'apporto di azoto. In alcuni casi, gli analoghi sintetici delle auxine hanno agito sulle piante in modo ancora più attivo rispetto allo stesso IAA. non hanno trovato applicazione pratica nel campo dei regolatori di crescita e degli erbicidi. Le auxine si formano prevalentemente nei meristemi dello stelo; sono sintetizzate più attivamente nell'apice del germoglio principale e della radice, nonché nelle foglie giovani.

Gibberelline- furono scoperte molto più tardi delle auxine, durante lo studio delle malattie del riso. Sono acidi carbossilici tetraciclici. Sono state identificate più di 70 specie di gibberelline. Il più comune e studiato è GA 3 (acido gibberellico). Questo acido si forma principalmente nelle foglie (nei plastidi). Sono formati da acido mevalonico, sintetizzato dall'acetil coasina A. È stata stabilita la loro partecipazione alla regolazione di molti processi fisiologici nelle piante: accelerazione della divisione cellulare, aumento dell'allungamento, aumento dell'attività metotica, cambiamento della dimensione e della forma delle foglie e talvolta della loro numero. Nei cereali, le gibberelline provocano la transizione delle piante alla fioritura, influenzano la formazione dei frutti, il contenuto di clorofilla nelle foglie, l'intensità della traspirazione delle piante, il metabolismo degli acidi nucleici e altri processi fisiologici.

I semi in via di sviluppo sono una fonte di gibberelline endogene necessarie per la crescita e la formazione dei frutti.

Le gibberelline vengono sintetizzate in modo particolarmente intenso nella crescita dei germogli apicali delle piante, nei cloroplasti delle foglie e nei semi in via di sviluppo.

Citochinine- furono scoperti nel 1955 da Miller e Skoog, poiché la loro presenza nel mezzo nutritivo provocava l'inizio della divisione delle cellule del nucleo isolato del tabacco, chiamato cinetina (dalla parola kinesis - divisione); Il principio attivo è stato isolato in forma cristallina ed è stato determinato che si trattava di furfurolo aminopurina. Sono stati sintetizzati altri farmaci esogeni che avevano un'attività biologica più elevata della cinetina stessa. Tutte le sostanze sono state combinate in un gruppo sotto il nome generale: citochinine.

Sebbene le citochinine siano state scoperte come sostanze che stimolano la divisione cellulare, il loro effetto fisiologico non si limita a questo. È ormai accertato che le citochinine sono coinvolte nella regolazione della divisione, crescita e differenziazione cellulare, nonché nella formazione e regolazione dei processi metabolici. È stato anche scoperto che le citochinine ritardano l'invecchiamento delle foglie, aumentano la resistenza delle piante, influenzano il movimento delle sostanze in tutta la pianta, stimolano la germinazione dei semi, ecc. Il sito principale della sintesi delle citochinine è il meristema apicale delle radici. Si formano anche nelle foglie e nei germogli giovani, sviluppando frutti e semi.

ABK- secondo la sua struttura chimica è un terpenoide. Esistono due modi di sintesi dell'ABA nel corpo vegetale: come risultato della degradazione dei carotenoidi o attraverso il ciclo di Krebs, ovvero attraverso l'acetil coasina A e l'acido mevalonico. Uno degli inibitori endogeni più attivi, svolge quindi un ruolo importante nel garantire lo stato di dormienza, nella regolazione dei processi di invecchiamento e perdita di organi, nelle reazioni agli effetti dannosi, all'inizio della dormienza in germogli, tuberi, semi, accompagnato da una notevole diminuzione del contenuto ABA. L'ABA è responsabile della chiusura degli stomi, che consente la conservazione dell'acqua in condizioni sfavorevoli. Lavorazione delle foglie di grano, orzo, ecc. L'ABA sintetico porta alla chiusura degli stomi. L'ABA è anche responsabile della soppressione della crescita delle radici e della loro risposta geotropica; l'inibitore si trova nella cappa radicale, che mostra una maggiore sensibilità sia alla luce che alla gravità. L'ABA può essere sintetizzato in tutti gli organi vegetali, soprattutto in quelli vecchi.

Etilene. Fu scoperto per la prima volta dallo scienziato russo D.N. Neljubov nel 1901. L'etilene è un idrocarburo insaturo. Le funzioni dell'etilene sono diverse. È stato notato che l'etilene è coinvolto nell'invecchiamento cellulare e ha la capacità di inibire la crescita dello stelo. La partecipazione dell'etilene al processo di maturazione del frutto viene utilizzata nelle camere etiliche. L'etilene si forma in qualsiasi organo vegetale. Il più alto tasso di biosintesi di questo fitormone si registra nei frutti invecchiati.

Brassinolidi- furono isolati nel 1949 dal polline di colza. Hanno un forte effetto regolatore della crescita. È stato dimostrato che i brassinolidi regolano la divisione e l'allungamento cellulare. Il trattamento con brassinolidi aumenta la resistenza della pianta alle condizioni sfavorevoli.

Applicazione pratica dei PGR (regolatori di crescita delle piante):

1. RRR viene utilizzato quando vi è carenza di fitormoni endogeni, soprattutto durante i momenti transitori dell'ontogenesi.

2. Il PRR viene utilizzato quando i tessuti vegetali sono sensibili solo in presenza di proteine recettoriali in grado di riconoscere i fitormoni;

3. L'effetto del PPP può fornire risultati tangibili quando si forniscono alle piante elementi nutritivi minerali.

4. L'azione di tutti gli ormoni dipende strettamente dalla concentrazione.

I fitormoni non hanno ricevuto una distribuzione pratica economicamente significativa. Tuttavia, l’idea del loro utilizzo come regolatori endogeni della crescita e dello sviluppo delle piante ha portato alla fine alla creazione di farmaci sintetici con un effetto simile. Attualmente sono stati scoperti più di 5mila composti che hanno un effetto regolatore della crescita.

I regolatori di crescita sintetici sono ampiamente utilizzati nella produzione agricola. Con il loro aiuto è possibile controllare i processi vitali e ottenere la realizzazione di capacità inerenti all'organismo vegetale, ma non manifestate in condizioni specifiche. L'azione di queste sostanze è strettamente limitata dalle capacità del genotipo vegetale. I regolatori della crescita esogeni aiutano solo la pianta a rivelare meglio il suo potenziale vitale ereditato, che in queste condizioni, per una serie di ragioni, rimane non realizzato. Sono ottenuti con metodi chimici e microbiologici.

ARGOMENTO: "RESISTENZA DELLE PIANTE AI FATTORI AMBIENTALI ABIOTICI"

I sistemi biologici sono caratterizzati dalla capacità di combinare resistenza al cambiamento delle condizioni ambientali (stabilità relativa) - omeostasi - e fluidità (capacità di adattamento). Condizioni ambientali sfavorevoli causano stress nelle piante.

Stress - lo stato del corpo quando si discosta dalla norma.

Tipi di stress:

1. fisico (danni meccanici, siccità, eccesso di umidità, mancanza di umidità); 2. Prodotto chimico; 3. Biotico;

Tutto ciò provoca effetti non specifici:

Processi primari di stress aspecifici:

1. Aumenta la permeabilità della membrana;

2. Aumenta il flusso di ioni calcio nel citoplasma;

3. Spostare il pH dell'ambiente verso il lato acido;

4. Aumento della viscosità citoplasmatica;

5. Maggiore assorbimento di ossigeno;

6. Aumento del consumo di ATP;

7. Sintesi di proteine da stress;

8. Aumento della sintesi di fitormoni;

Resistenza invernale - In inverno le piante muoiono, il sistema radicale si rompe e si forma una crosta di ghiaccio.

Bagnarsi - mancanza di ossigeno

Bassa temperatura -...

Resistenza al freddo - sintomi: avvizzimento delle foglie, macchie necrotiche, danni alla membrana, aumento della permeabilità, proprietà dei cloroplasti e dei mitocondri cambiano bruscamente, la sintesi dell'ATP è interrotta, il ciclo di Krebs è interrotto, la tolleranza al sale è interrotta

Resistenza al sale- i meccanismi che innescano le reazioni metaboliche sono in grado di neutralizzare l'effetto dei sali. Uno di questi meccanismi è la sintesi dell'aminoacido prolina, che è in grado di normalizzare la pressione osmotica nella cellula. Questo amminoacido stabilizza la struttura degli acidi nucleici.

Il trasporto degli ioni dall'ambiente alla cellula è regolato aumentando le funzioni protettive delle membrane.

Per trasferire l'acqua negli spazi intercellulari: 1) la pianta aumenta la concentrazione della linfa cellulare; 2) riduce il volume cellulare; 3) sposta il pH del mezzo in una direzione o nell'altra;

Indurimento - adattamento fisiologico del corpo a temperature sfavorevoli basse prodotte sotto l'influenza dell'ambiente esterno. Non tutte le piante sono in grado di indurirsi: dipende dalla specie e dall'origine.

Se le piante legnose entro l'inverno non hanno prodotto un deflusso di assimilati nell'apparato radicale e non hanno completato la crescita, muoiono a basse temperature in inverno e non possono vegetare in primavera.

L'indurimento avviene in due fasi:

1) alla luce a basse temperature positive: durante il giorno circa +10, di notte +2 0 C. La crescita si arresta, si consumano saccarosio e polisaccaridi, la temperatura riduce la degradazione di queste sostanze durante la respirazione, il saccarosio si accumula nel citoplasma, nelle cellule linfa, cloroplasti, La concentrazione della linfa cellulare aumenta e il punto di congelamento diminuisce.

2) Senza luce ad una temperatura di circa 0 0 C. Per le piante erbacee questa fase può avvenire anche sotto la neve. Durante questo periodo si formano proteine specifiche, fosfolipidi, acidi grassi insaturi e si accumula ATP. Come risultato dell'indurimento, i lipidi non si formano nelle cellule, ma negli spazi intercellulari.

Resistenza al calore - la maggior parte delle piante inizia a soffrire a temperature di +35 0 C +45 0 C. I cactus iniziano a soffrire a +60 0 C. Funghi, alghe, batteri a +70 0 C.

L'alta temperatura provoca danni alle membrane e alle proteine, il lavoro degli enzimi viene inibito, si accumulano N 2 e veleni e quindi si verifica la morte dell'organismo vegetale.

Il processo di fotosintesi è particolarmente sensibile. A +35 0 C il processo rallenta, il lavoro dei fitormoni viene inibito e la crescita viene inibita.

Resistenza al gelo - il tratto di resistenza al gelo è geneticamente fissato, ma si manifesta in determinate condizioni ambientali. L'effetto distruttivo del gelo dipende dal contenuto di acqua del tessuto. A differenza delle alte temperature, la morte non è causata dalla coagulazione delle proteine, ma dalla formazione di ghiaccio.

Resistenza alla siccità - la siccità è un lungo periodo senza pioggia, accompagnato da un calo dell'umidità relativa e da temperature elevate.

Distinguere tra siccità atmosferico (bassa umidità relativa - inferiore al 30%) e suolo (mancanza di acqua disponibile nel terreno). Con mancanza d'acqua: avvizzimento temporaneo e avvizzimento profondo. Temporaneo: facilmente tollerato dalla pianta, molto spesso la causa è la siccità atmosferica. A lungo termine: tutti i processi fisiologici vengono interrotti. Con un avvizzimento prolungato, la concentrazione delle cellule aumenta. succo, aumenta la permeabilità della membrana, aumenta la viscosità del citoplasma, il lavoro degli enzimi e delle proteine rallenta, la sintesi del DNA si interrompe, l'intensità dei processi di respirazione e fotosintesi diminuisce e l'ABA si accumula. In relazione all'acqua, le piante si dividono in quattro gruppi: idrofite, igrofite, mesofite e xerofite. In relazione alla siccità, le piante xerofite si dividono in gruppi: effimere (evitano la siccità), le false xerofite immagazzinano umidità (piante grasse, Crassula), traspirano l'acqua in misura limitata e hanno un apparato radicale poco profondo ma diffuso. Emoxerofite - piante adattate per ottenere acqua. Alta concentrazione di linfa cellulare e apparato radicale profondo. Poichiloxerofite: durante i periodi di siccità cadono in animazione sospesa.

La principale caratteristica specifica delle singole specie e varietà è la capacità di tollerare la mancanza d'acqua senza una brusca diminuzione dei processi di crescita e della resa. Ciò è determinato dalla stabilità del citoplasma e soprattutto delle membrane, dei mitocondri e dei cloroplasti; stabilità dei sistemi enzimatici;

L'organismo vegetale ha 3 punti deboli: ETC della respirazione, fotosintesi, metabolismo dell'azoto.

Nel 1904 il fisiologo russo Zelenskyj stabilì: quanto più alta è la foglia, tanto più attiva è la traspirazione e la fotosintesi, e che la struttura anatomica della foglia dipende dalla stratificazione. Quanto più piccole sono le cellule, tanto minore è la dimensione degli stomi. Tutto ciò ha seguito il modello di Zelenskyj.