thường dùng trong nuôi cấy tạo rễ
1.5.1. Auxin
Theo Bùi Trang Việt (2000), auxin là một hợp chất tương đối đơn giản: acid indol–3–acetic (IAA). Các chất có cấu trúc gần giống IAA, có thể là dẫn xuất hoặc tiền chất của IAA và có cùng vai trò với IAA trong vài cơ quan đều được gọi là auxin theo nghĩa rộng. Các chất có bản chất hoá học khác nhau nhưng chúng có hoạt tính sinh lý tương tự IAA và do con người tổng hợp nên gọi là auxin tổng hợp như IBA, α – NAA, 2,4-D. Auxin được tổng hợp trong ngọn thân, mô phân sinh (ngọn, lóng) và lá non, quả non, phôi hạt - nơi có sự phân chia tế bào diễn ra nhanh.
Sau đó, auxin được di chuyển tới rễ và tích tụ trong rễ. Sự vận chuyển phân cực
auxin khá nghiêm ngặt xuống các cơ quan theo hướng gốc (không hoàn nghịch).
Tiền thân tổng hợp nên auxin trong cơ thể thực vật là tryptophan.
Auxin có tác dụng điều chỉnh rất nhiều quá trình sinh trưởng của tế bào, cơ quan và toàn bộ cơ thể thực vật như kích thích mạnh lên sự dãn của tế bào gây nên sự tăng trưởng của cơ quan và toàn cây, điều chỉnh tính hướng quang, hướng địa và hướng nước, hiện tượng ưu thế ngọn cũng như điều chỉnh sự hình thành rễ, sự hình thành, sinh trưởng quả và tạo quả không hạt; điều chỉnh sự rụng của lá, hoa và quả và sự chín của quả. Ngoài ra, auxin còn điều chỉnh nhiều quá trình khác như giúp tổng hợp nhiều enzyme cho quá trình trao đổi chất, hoạt động sinh lý và sự vận động của cây (Bùi Trang Việt, 2000).
IAA là loại hormone thực vật đầu tiên được sử dụng để kích thích tạo rễ (Cooper, 1935). Trong các bước tạo rễ bất định, auxin đóng vai trò chủ đạo. Hai loại auxin thường được nghiên cứu trong sự phát sinh rễ bất định là auxin nội sinh IAA và auxin ngoại sinh (IBA, NAA). Các nồng độ cao của auxin khởi động sự thành lập các rễ bên và rễ phụ. Nói chung, các rễ bên xuất hiện ở bên trên các miền dãn dài và miền lông hút và có nguồn gốc từ các nhóm nhỏ tế bào trong trụ bì. Auxin kích thích các tế bào trụ bì ấy phân chia dần tạo nên đỉnh rễ và rễ bên sinh trưởng xuyên qua vỏ và biểu bì. Nồng độ auxin và cytokinin đóng vai trò cảm ứng sự hoạt hóa tế bào để hình thành mô phân sinh rễ (Hobbie và cs, 2007)
1.5.2. Cytokinin
Theo Bùi Trang Việt (2000), trong cơ thể thực vật, cytokinin được tổng hợp chủ yếu ở mô phân sinh ngọn rễ. Từ rễ, cytokinin được vận chuyển trong mạch gỗ đến đỉnh sinh trưởng của cành và các bộ phận khác trên mặt đất. Trong cơ thể thực vật, cytokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào khi kết hợp với auxin, giúp sự gia tăng kích thước tế bào theo chiều rộng và sinh tổng hợp protein trong tế bào;
tỷ lệ auxin/cytokinin trong tế bào quyết định sự phát sinh chồi hay rễ. Cytokinin hoạt động trong sự lão suy và huy động chất dinh dưỡng hay trong sự trưởng thành của diệp lạp.
BA, kinetin, 2-iP, TDZ và zeatin là các loại cytokinin thường được sử dụng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật, trong đó zeatin và 2-iP là các cytokinin tự nhiên, còn BA, kinetin và TDZ là cytokinin tổng hợp. Cấu trúc của cytokinin được xác định như các dẫn xuất của adenine với các chuỗi bên là furfuryl, isopentenyl và gốc benzyl, các chuỗi bên được gắn vào các nhóm amin N6; TDZ có cấu trúc gồm 2 nhóm cấu trúc chức năng là nhóm phenyl và nhóm thidiazon.
Kinetin Benzyladenine (BA hay BAP) Thidiazuron (TDZ) Hình 1.8. Các loại cytokinin tổng hợp thường dùng
Cytokinin hỗ trợ auxin trong sự tăng trưởng, tuy nhiên tuỳ theo tỷ lệ mà giúp tạo chồi hay tạo rễ bất định. Khi kết hợp với auxin, cytokinin kích thích sự phân chia tế bào trên cả 2 giai đoạn phân nhân và phân bào. Cytokinin còn có tác dụng trong sự gia tăng kích thước tế bào và sinh tổng hợp protein. Ở thân và rễ, cytokinin cản sự kéo dài nhưng kích thích tăng rộng của tế bào. Humphries (1960) đã chứng thực sự tạo rễ ở cuống lá và trụ hạ diệp ở đậu cove (Phaseolus vulgaris) bị ức chế bởi ảnh hưởng của kinetin. Một loại zeatin riboside hiện diện trong mạch gỗ cản trở sự thành lập rễ trên trụ hạ diệp ở dưa chuột (Cucumis sativus) (Kuroha và cs, 2002).
Khi rễ bị cắt đi, lượng zeatin riboside nhanh chóng giảm đồng thời với gia tăng lượng auxin và có sự tổng hợp ethylene phần gốc bị cắt của cuống hoặc trụ hạ diệp, dẫn đến kết quả là rễ bất định được tạo thành.