Cytokinin là gì? Tác dụng, vai trò và ứng dụng trong nông nghiệp.

Cytokinin là gì? Cytokinin là một nhóm hoocmon thực vật được phát hiện sau auxin và gibberellin, thuộc nhóm chất kích thích sinh trưởng. Chúng được tách chiết lần đầu tiên vào năm 1963 từ hạt ngô (zeatin) và có hoạt tính mạnh hơn kinetin từ 10 đến 100 lần. Sau đó, các loại cytokinin khác cũng được tìm thấy ở nhiều loài thực vật khác nhau.

Nguồn gốc của cytokinin Cytokinin được tạo ra chủ yếu ở ngọn của rễ và ở các hạt đang phát triển, sau đó được vận chuyển qua mô gỗ từ rễ lên đến thân. Vai trò chính của cytokinin là kích thích sự phân chia tế bào.

1. Cytokinin là gì? Nguồn gốc

Nguồn gốc của cytokinin: Cytokinin được tạo ra chủ yếu ở ngọn của rễ và ở các hạt đang phát triển, sau đó được vận chuyển qua mô gỗ từ rễ lên đến thân. Vai trò chính của cytokinin là kích thích sự phân chia tế bào.

Cytokinin tự nhiên và tổng hợp: Các cytokinin tự nhiên bao gồm: Zeatin (chủ yếu), 2iP. Các cytokinin tổng hợp thường được sử dụng gồm: Kinetin, Benzyl adenin (BA), Benzyl-amino-purine (BAP), Thidiazuron (TDZ).

Ảnh hưởng của cytokinin: Cytokinin tác động lên sự tăng trưởng tế bào phụ thuộc vào sự hiện diện của auxin. Tỷ lệ giữa cytokinin và auxin quyết định sự chuyên hóa tế bào. Khi cytokinin nhiều hơn auxin, sẽ kích thích sự phát sinh chồi, và ngược lại, khi auxin nhiều hơn cytokinin sẽ kích thích sự phát sinh rễ.

2. Công thức cấu tạo

Về cấu tạo hóa học, cytokinin là dẫn xuất của base adenine. Kinetin và zeatin được xem là các loại cytokinin quan trọng nhất.

Cấu trúc cơ bản của cytokinin bao gồm một vòng purin (adenine) và một chuỗi bên (gốc isoprene). Các cytokinin khác nhau ở chỗ có sự khác biệt về chuỗi bên này.

Zeatin có chuỗi bên là một gốc isoprene không no, còn kinetin có chuỗi bên là một gốc isoprene no. Sự khác biệt này làm cho zeatin có hoạt tính sinh lý mạnh hơn kinetin.

3. Đặc tính sinh lý

Kích thích sự phân bào qua đó kích thích sự sinh trưởng của tế bào Vai trò chủ yếu của cytokinin là kích thích sự phân bào, qua đó kích thích sự sinh trưởng và phát triển của tế bào. Cytokinin hoạt hóa quá trình tổng hợp axit nucleic (ADN, ARN) và protein, từ đó thúc đẩy sự phân chia và phát triển tế bào.

Cytokinin làm chậm quá trình hoá già của tế bào, mô Ngoài ra, cytokinin còn có tác dụng làm chậm quá trình lão hóa của tế bào và mô. Ví dụ như cytokinin tổng hợp ở rễ giúp kéo dài tuổi thọ của lá.

Cytokinin ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt và củ Cytokinin cũng ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt và củ, giúp phá vỡ trạng thái ngủ nghỉ của chúng.

Về tác động lên hình thái, cytokinin có khả năng ức chế sự ưu thế ngọn, kích thích sự phát triển nhánh, tăng cường sự phân hóa chồi. Tỷ lệ giữa auxin và cytokinin quyết định sự hình thành hình thái của cây.

4. Các loại Cytokinin thông dụng:

Các loại cytokinin thông dụng bao gồm:

Cytokinin tự nhiên:

• Zeatin: Là loại cytokinin chủ yếu, có hoạt tính sinh lý mạnh nhất.
• 2-iP (IPA): Một cytokinin tự nhiên khác nhưng có hoạt tính thấp hơn zeatin.
• Dihydrozeatin: Là một dẫn xuất của zeatin, có hoạt tính tương tự.

Cytokinin tổng hợp:

• Kinetin: Được tổng hợp nhân tạo, được xem là không phải là chất tự nhiên.
• Benzyl adenin (BA): Một cytokinin tổng hợp có hoạt tính sinh lý mạnh.
• Benzyl-amino-purine (BAP): Tương tự BA, cũng là cytokinin tổng hợp.
• Thidiazuron (TDZ): Một cytokinin tổng hợp khác có hoạt tính sinh lý mạnh.

Các loại cytokinin này có những đặc điểm và ứng dụng khác nhau trong sản xuất nông nghiệp.

5. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

Điều khiển số lượng hoa đực, hoa cái theo ý muốn: Cytokinin có tác dụng điều khiển tỷ lệ hoa đực/hoa cái trong cây trồng. Rễ tạo nhiều hoa cái, lá tạo nhiều hoa đực. Vì vậy, kết hợp sử dụng GA (gibberellin) để tạo hoa đực và cytokinin để tạo hoa cái trong nuôi cấy mô có thể điều khiển được tỷ lệ hoa.

Sự hình thành quả và quả không hạt: Cytokinin kích thích sự phân chia và dãn nở tế bào trong bầu nhụy, từ đó thúc đẩy sự hình thành quả và quả không hạt. Việc sử dụng cytokinin cùng với các hoocmon khác như auxin, GA có thể điều chỉnh quá trình này.

Điều khiển sự già hóa bằng kỹ thuật trồng trọt và sử dụng Cytokinin: Cytokinin còn có tác dụng làm chậm quá trình già hóa của cây. Kết hợp kỹ thuật trồng trọt như tưới nước, bón phân hợp lý cùng với việc sử dụng cytokinin có thể giúp kéo dài tuổi thọ của cây trồng, đặc biệt là ở bộ phận lá.

Kết luận

Cytokinin là một nhóm hoocmon thực vật quan trọng, được phát hiện sau auxin và gibberellin. Chúng được tạo ra chủ yếu ở ngọn rễ và hạt đang phát triển, sau đó vận chuyển lên thân. Vai trò chính của cytokinin là kích thích sự phân chia tế bào, từ đó thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển.

Ngoài ra, cytokinin còn có các tác dụng khác như: làm chậm quá trình lão hóa của tế bào và mô, ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt và củ, ức chế sự ưu thế ngọn, kích thích sự phát triển nhánh và phân hóa chồi.

Các loại cytokinin thông dụng bao gồm: cytokinin tự nhiên (zeatin, 2-iP, dihydrozeatin) và cytokinin tổng hợp (kinetin, BA, BAP, TDZ). Từng loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng trong sản xuất nông nghiệp.

Ứng dụng của cytokinin trong nông nghiệp rất đa dạng, như điều khiển tỷ lệ hoa đực/hoa cái, thúc đẩy sự hình thành quả và quả không hạt, cũng như kéo dài tuổi thọ của cây trồng thông qua việc làm chậm quá trình già hóa.

Với những đặc tính và ứng dụng quan trọng này, cytokinin đóng vai trò rất lớn trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.