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Lexikon der Biologie: Auxine

Auxine [von griech. auxanein = wachsen lassen, vermehren], natürliche und synthetische Wuchsstoffe, die das Streckungswachstum von Sprossen fördern und das Längenwachstum der Wurzeln hemmen. Historisch wurden Auxine als erste pflanzliche Hormone (Phytohormone) entdeckt, und zwar im Zusammenhang mit dem Tropismus: Schon C.R. Darwin beobachtete, daß ein wachstumsförderndes Signal von der Spitze einseitig belichteter Coleoptilen zur Basis des Organs wandert. Unabhängig voneinander beschrieben Cholodny für den Gravitropismus (1927) und Went (1928) für den Phototropismus, daß ein Wuchsstoff infolge der Reizung über den Coleoptilquerschnitt verschoben wird. Die sog. Cholodny-Went-Theorie führte dann zur Isolierung dieses Wuchsstoffs ("Auxin") durch Went und Thimann, der Indol-3-essigsäure oder β-Indolylessigsäure (IES; vgl. Abb. ). Als Biotest für die Aktivität des Auxins diente dabei der Hafercoleoptilenkrümmungstest (Avenatest). Dabei werden mit der zu bestimmenden Lösung getränkte Agarblöckchen einseitig auf die Schnittfläche gekappter Hafercoleoptilen aufgesetzt. Das durch Auxin hervorgerufene, kaum sichtbare zusätzliche Wachstum der einen Coleoptilflanke führt dabei zu einer gut meßbaren Krümmung. Hauptbildungsstätten der IES in der Höheren Pflanze sind embryonales Gewebe, sich entwickelnde Samen, photosynthetische Organe, Endknospen und junge Blätter. Auch in Speichergeweben, Coleoptilen und Pollen wird sie gefunden. Die Biosynthese der IES erfolgt im sog. Indol-acetonitril-Weg aus Tryptophan über Indol-3-pyruvat und Indol-3-acetaldehyd ( vgl. Abb. ), wobei IES über eine Nitrilase aus der Vorstufe Indolacetaldoxim entsteht. Abgebaut wird sie durch enzymatische Oxidation. Daneben gibt es jedoch noch einen zweiten, Tryptophan-unabhängigen Weg, da Arabidopsis-Mutanten, die kein Tryptophan bilden können, sowohl die Vorstufe Indolacetaldoxim als auch IES in normalen Mengen aufweisen. Der IES-Transport erfolgt entweder im Phloem (nicht polarisiert) oder im Parenchym (strikt polar von Zelle zu Zelle in basipetaler Richtung). Die Wirkungen der IES sind sehr vielfältig und konzentrationsabhängig, wobei IES als Auslöser fungiert und die Spezifität der Reaktion vom jeweiligen Differenzierungszustand der Zelle abhängt. Beispiele für IES-Wirkung sind apikale Dominanz, Förderung des Streckungswachstums und der Teilungsaktivität von Zellen (Kambium) sowie rasche Wurzelbildung (Wurzel; vgl. Abb. ) und Bildung von Adventivwurzeln (Adventivbildung) und Seitenwurzeln. Praktische Anwendung finden Auxine in der Landwirtschaft und Gärtnerei bevorzugt als synthetische Auxine mit struktureller Ähnlichkeit zur IES und mit ähnlicher Wirkung. Sie werden meist nicht oder nicht so schnell wie die IES durch pflanzeneigene Enzyme abgebaut, so daß eine nachhaltigere Wirkung erzielt wird. Synthetische Auxine werden unter anderem zur Stecklingsbewurzelung, Parthenokarpie (Fruchtbildung ohne vorhergehende Befruchtung) und Beschleunigung der Fruchtreife eingesetzt, aber auch zur Unkrautvernichtung (Herbizide). Ein wichtiges synthetisches Auxin ist die Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D; vgl. Abb. ), ein Herbizid; weitere sind Indolylbuttersäure sowie Naphthylessigsäure. Antiauxine, Auxinantagonisten, Auxin-Binde-Protein, Auxinrezeptor, Auxinvorstufen, Entlaubungsmittel, Fitting (J.), Gibberelline, Glucobrassicin, Haberlandt (G.J.F.), Indolylessigsäure-Oxidase, Knospenruhe, Korrelation, Wachstumsregulatoren.

E.R./P.N.

Lit.: Kutacek, M., Bandurski, R.S., Krekule, R. (eds.): Physiology and biochemistry of auxins in plants. The Hague 1988.




Auxine




Auxine

Biosynthese der Indol-3-essigsäure (IES)




Auxine

Bewurzelung von gleich alten Stecklingen der Stechpalme, a ohne Wuchsstoffbehandlung, b mit β-Indolylessigsäure (früher Heteroauxin genannt)

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