Taimehormoonid (fütohormoonid): definitsioon, funktsioonid ja tähtsus

Taimehormoonid (või fütohormoonid) on kemikaalid, mis reguleerivad taimede kasvu. Ühendkuningriigis nimetatakse neid "taimekasvuhormoonideks". Kõige tuntum taimehormoon on auxiin.

Taimehormoonid on taimede sisemised signaalmolekulid. Nad esinevad äärmiselt väikestes kontsentratsioonides. Hormoonid reguleerivad rakuprotsesse sihtrakkudes. Hormoonid reguleerivad ka õite, varte ja lehtede moodustumist, lehtede väljalangemist ning viljade arengut ja valmimist.

Erinevalt loomadest puuduvad taimedel hormoone tootvad ja eraldavad näärmed. Üksikud rakud võivad toota hormoone. Need mõjutavad seda, millised koed kasvavad ülespoole ja millised allapoole, lehtede moodustumist ja varre kasvu, viljade arengut ja valmimist, taimede pikaealisust ja isegi taimede surma. Hormoonid on taimede kasvuks hädavajalikud ja ilma nendeta oleksid taimed enamasti diferentseerimata rakkude mass. Seetõttu nimetatakse neid ka kasvufaktoriteks või kasvuhormoonideks.

Fütohormoone leidub mitte ainult kõrgemates taimedes, vaid ka vetikatel, millel on sarnased funktsioonid. Neid esineb ka seentes ja bakterites, kus neid võib kasutada peremeestaimedes soodsate reaktsioonide esilekutsumiseks.

Peamised fütohormoonid ja nende rollid

• Auxiinid (näiteks indool-3-äädikhape, IAA) – reguleerivad rakupikenemist, juurdumist, fototropismi ja apikaalset dominantsi. Produced mainly in õie-, varda- ja lehe tipudes ja transporditakse polaarselt allapoole.
• Sito-kiinid (tsütokiinid) – soodustavad rakkude jagunemist, lehtede kujunemist ja aeglustavad vananemist. Tihti sünteesitakse juurtes ja transporditakse ülespoole koos veevooluga.
• Gibberelliinid – mõjutavad varre pikkuskasvu, seemnete idanevust ja õitsemist teatud liikidel.
• Abscisshape (ABA) – stressihormoon; soodustab seemnete dormantsust, sulgeb stomaatid vee säästmiseks ja osaleb vastuses põudule.
• Etileeni – gaasiline hormoon, mis reguleerib viljade valmimist, lehtede langemist (abskissiooni) ja rakkude vananemist; mängib rolli ka kahjustusvastuses.
• Brassinosteroidid – soodustavad rakkude kasvu ja arenguprotsesse ning suurendavad stressitaluvust.
• Jasmonaadid – osalevad kaitsemehhanismides (nt putukate ja patogeenide vastu), samuti stressi- ja vigastussignaalides.
• Salitsüülhape – tähtis süsteemse omandatud resistentsuse (SAR) ja kaitsevastuste reguleerimisel.
• Strigolaktioonid – mõjutavad võrsete harunemist (oksastumise vähendamine) ning suhtlevad juurte ja mükoriisat soodustavate organismidega.

Süntees, transport ja toimemehhanismid

Fütohormoone toodavad eri koed: mõningaid (nt auxiine) sünteesitakse peamiselt kasvutippudes, teisi (nt tsütokiine) juurtes. Erinevalt loomadest ei ole taimestel spetsiaalseid nääre — hormoone võivad toota üksikrakud või koerakud. Hormoonid liiguvad taime sees lokaalselt või pikamaas (xüleem- ja floeemitransport), mõned liiguvad polaarselt (nt auxiin), teised levivad gaasiliselt (etüleen).

Toime põhineb retseptorite ja signaalülekandel: hormoon seondub sihtretseptoriga, aktiveerides kaskaadi, mis toob kaasa geeniekspressiooni muutuse või rakutasemelise vastuse (nt tugevnev või nõrgenev rakkude jagunemine, pikenemine või diferentseerumine). Kuna kontsentratsioonid on väga väikesed (sageli nanomolaar- mikromolaarvahemik), sõltub efekt oluliselt tundlikkusest ja ajastusest.

Hormoonide omavahelised suhted ja regulatsioon

Fütohormoonid ei tööta isoleeritult — nende vahel on tihedad sünergilised ja antagonistlikud suhted. Mõned näited:

• Auxiini ja tsütokiinide tasakaal määrab koetüüpide diferentseerumist koe kultuurides ja juure/varre suhte arengut.
• Abscisshape (ABA) ja gibberelliinid (GA) vastandlikult reguleerivad seemne dormantsust ja idanevust: ABA soodustab dormantsi, GA idandumist.
• Auxiin võib stimuleerida etüleeni sünteesi, mis omakorda mõjutab lehtede langevust ja viljade valmimist.

Füsioloogilised nähtused, mida hormoonid juhivad

• Fototropism ja gravi­tropism (auxiini roll rakupikenemises).
• Apikaalne dominants ja harunemise kontroll (auxiin ja strigolaktioonid/tsütokiinid).
• Õitsemise ja viljade valmimise reguleerimine (gibberelliinid, etüleen, tsütokiinid).
• Lehtede abskissioon ja vananemine (etüleen, ABA, tsütokiinid mõjutavad protsessi).
• Seemnete dormantsus ja idanevus (ABA ja GA tasakaal).
• Stressivastused (ABA põuastressil; jasmonoatid ja salitsüülhape vastuses patogeenidele).

Rakendused põllumajanduses ja aianduses

• Juurestimulatsioon: auxiine kasutatakse pistikutel juurdumiseks.
• Viljade valmimine ja säilitamine: etüleeni kasutatakse valmimise põhjustamiseks; etüleeni eemaldamine või inhibeerimine pikendab säilivusaega.
• Kasvuregulaatorid: gibberelliine ja brassinosteroide rakendatakse mõnel kultuuril kasvu mõjutamiseks; tsütokiine kasutatakse mõnikord vananemise pidurdamiseks.
• Taimkaitse: mõnede herbitsiidide toime on seotud auxiinide signaalteega (selle häirimine põhjustab ebakorrapärast kasvu ja surma).
• Kudedekultuur ja taimekloonimine: hormoonide (auxiinide ja tsütokiinide) vahekorrad määravad, kas kudedes tekib juur, vars või kalus.

Fütohormoonid muudes organismides ja ökosüsteemi tähendus

Nagu oli märgitud, esinevad sarnased signaalmolekulid ka vetikatel, seentes ja bakterites. Need ühendid võivad mõjutada taime-peremeest — näiteks mikroobid rhizosfääris toodavad hormoone või hormoonitaolisi ühendeid, mis võivad soodustada juurekasvu või muuta taime vastust stressile ja patogeenidele.

Kokkuvõte

Fütohormoonid on väikesed, kuid väga mõjukad signaalmolekulid, mis koordineerivad paljusid taimeeluks vajalikke protsesse: kasv, diferentseerumine, reproduktsioon ja stressivastused. Mõistmine, kuidas need ained sünteesitakse, transporditakse ja üksteisega suhtlevad, on oluline nii põllumajanduse optimeerimiseks kui ka bioloogilise põhimõtte mõistmiseks. Tänu nende mitmekülgsele rollile on fütohormoonid nii teadusuuringute kui praktilise rakenduse keskmes.

Küsimused ja vastused

K: Mis on taimehormoonid?

K: Mis on kõige tuntum taimehormoon?

K: Kuidas taimed toodavad hormoone?

K: Mida reguleerivad taimehormoonid?

K: Kas on ka teisi organisme, millel on sarnased funktsioonid oma fütohormoonidele?

K: Miks on taimehormoonid kasvava organismi jaoks nii olulised?

Otsing