Cơ chế tác dụng Auxin

Auxin ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của sự lớn mạnh và phát triển của thực vật, bao gồm sự mở rộng của tế bào, ức chế sự phát triển của các chồi phụ và sự đâm rễ. Các auxin tổng hợp được dùng trong loại bột làm cho bén rễ để chiết cành, và được dùng trong một số thuốc diệt cỏ, nơi mà nồng độ auxin cao sẽ tạo ra sự phát triển hết sức nhanh chóng làm cây cỏ tàn lụi đi. Chúng còn dùng để ngăn cản sự rụng trái. [1]

Auxin có vai trò quan trọng trong sự kiểm soát sự tăng dài của tế bào.  Vì tế bào thực vật có vách bao bọc, nên tế bào chỉ có thể tăng trưởng được khi vách có thể được kéo dài ra.  Vách được cấu tạo bởi phần lớn là đường đa mà thành phần chính là cellulose. Ở vách sơ cấp, cellulose hiện diện dưới dạng những sợi dài liên kết với các đường đa khác để tạo ra một mạng lưới.  Khi tăng trưởng các liên kết có thể bị đứt tạm thời, do đó vách tế bào trở  nên đàn hồi (nới rộng) hơn và những vật liệu mới được chen vào.  Auxin có vai trò chính trong cả hai quá trình trên.

Ảnh hưởng của auxin trên sự đàn hồi hóa của vách xảy ra nhanh chóng (khoảng 10 phút). Theo giả thuyết về sự tăng trưởng acid, auxin có ảnh hưởng gián tiếp bằng cách acid hóa vách tế bào. Auxin điều tiết pH của vách tế bào bằng cảm ứng sự vận chuyển tích cực ion H+ từ tế bào chất vào vách tế bào.  pH acid hoạt hóa enzyme trong vách, bẻ gãy các liên kết chéo giữa các sợi cellulose. Các sợi lỏng lẻo làm tế bào trở nên đàn hồi hơn.

Môi trường trong tế bào ưu trương hơn so với dịch lỏng bên ngoài tế bào, và nước đi vào trong tế bào bởi sự thẩm thấu, tạo ra một áp suất trương bên trong tế bào.  Khi vách trở nên đàn hồi hơn chúng dễ dàng được kéo căng ra. Nước tiếp tục đi vào tế bào bằng sự thẩm thấu, làm gia tăng thể tích tế bào (Hình 9), nhưng sự gia tăng kích thước này không có sự tổng hợp ra tế bào chất mới.

Ảnh hưởng của auxin trên sự căng vách, thêm vào các vật liệu mới vào thì chậm hơn vì vách này tùy thuộc vào sự kích động của một số gen, sự tổng hợp những mARN chuyên biệt, để tổng hợp các enzim xúc tác tạo thêm những đơn vị đường đa vào vách tế bào.  Khi tế bào được cung cấp auxin, nó hoạt hóa bơm ion H+ trên màng sinh chất. Ion H+ được vận chuyển tích cực từ tế bào chất vào trong vách.  Sự gia tăng ion H+ hoạt hóa enzim bẻ gãy một số liên kết chéo giữa các đường đa cấu tạo vách và vách trở nên mềm dẻo hơn (Hình 9B).  Vì nước vào không bào càng lúc càng nhiều vách sẽ bị căng ra, nhưng chỉ theo một hướng.  Hầu như không có sự tổng hợp tế bào chất mới trong suốt thời gian tăng trưởng theo kiểu này. Sự gia tăng thể tích tế bào là do sự phát triển của không bào (Hình 9C).  Các không bào nhỏ hòa vào nhau thành một không bào to duy nhất; ở tế bào trưởng  thành dãy tế bào chất ở ngoại biên chỉ chiếm 10% thể tích tế bào