Hormone thực vật trong nuôi cấy mô

HORMONE THỰC VẬT TRONG NUÔI CẤY MÔ TỔNG QUAN: Trong sinh lý học động vật, hormone chỉ những chất được tổng hợp với một lượng thấp ở một bộ phận của cơ thể sống và được vận chuyển đến các mô đích trong các bộ phận khác của cơ thể nơi chúng tác động. Ở thực vật, các phân tử hóa học truyền tin tương tự như vậy cũng đã được tìm thấy. Một ví dụ cổ điển đối với hạt lúa mạch đang nảy mầm: gibberellin được tổng hợp và giải phóng bởi phôi sẽ phân tán đến lớp aleurone và tại đây chúng sẽ gây ra sự tổng hợp và sự tiết ra các enzyme thủy phân. Những enzyme này sẽ phân giải các chất dự trữ cao phân tử thành các phân tử nhỏ để phôi sử dụng cho sự sinh trưởng trong giai đoạn đầu. Một ví dụ đáng chú ý khác là kìm hãm sự tăng trưởng quá nhanh của các chồi nách bởi chất auxin tổng hợp ở đỉnh ngọn và được vận chuyển xuống dưới thân cây. Ngược lại với hormone động vật, hormone thực vật thường không được tổng hợp ở một mô riêng biệt nào, nhưng có thể xảy ra ở nhiều mô khác nhau. Hơn nữa, hormone thực vật có thể được vận chuyển và tác động ở những mô có khoảng cách xa, nhưng thường thì chúng sẽ tác động tại vị trí tổng hợp. Một tính chất khác của hormone thực vật là thiếu tính chuyên biệt: mỗi hormone ảnh hưởng đến các quá trình ở một phạm vi khá rộng. Chẳng hạn như người ta thấy auxin là chất ảnh hưởng đến sự kéo dài tế bào, phân chia tế bào, cảm ứng tạo mô mạch sơ cấp, hình thành rễ bất định, sự lão hóa, tạo quả, phát triển nhanh chồi nách và biểu hiện giới tính. Vì những sự khác biệt giữa hormone động vật và thực vật, nhiều nhà nghiên cứu phủ nhận xem chúng là những hormone thực sự và thích sử dụng những thuật ngữ như “chất sinh trưởng thực vật” hay “ chất điều hòa sinh trưởng thực vật”. Tuy vậy thuật ngữ “ hormone thực vật” vẫn được sử dụng rộng rãi. Những hiểu biết sâu sắc về vai trò của hormone thực vật xuất phát từ những nghiên cứu mà trong đó hormone được đưa vào trong mô thực vật. Thay vì sử dụng hormone của chính chúng, người ta đã thêm vào các hợp chất ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, vận chuyển hay hoạt động. Nhiều nghiên cứu đã xác định các hàm lượng của hormone nội sinh. Thí nghiệm invitro có những lợi ích như: Nuôi cấy mô tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các hormone, tránh sự thoái hóa vi sinh có thể xảy ra của các hormone được sử dụng và cho phép nghiên cứu về sự tác động của các hormone trên các bộ phận của cây được tách ra. Gần đây hơn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các thể đột biến hormone hay các thực vật bị biến đổi mang các gen sinh tổng hợp cytokinin hoặc auxin từ vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens hoặc với rol-genes từ A. rhizogenes ( hormones thực vật ảnh hưởng đến nhiều yếu tố trong đó có đường truyền tín hiệu). Một sự tiếp cận mới đầy triển vọng là việc biến đổi các tế bào trần với việc sử dụng A. tumefaciens chứa vector có nguồn gốc T-DNA mang nhiều trình tự quy định sự tăng cường gần biên giới phải. Khi đi vào bên trong, cấu trúc này sẽ kích hoạt sự phiên mã các gene kề bên. Bằng việc nuôi cấy các tế bào trần bị biến đổi ở những hàm lượng hormone hoặc quá cao hoặc quá thấp, các tế bào trần có sự trao đổi hormone hoặc tính nhạy cảm hormone bị thay đổi có thể được tách riêng và các genes bị tác động bởi việc biến đổi có thể được tách riêng và nghiên cứu thêm. Trong nuôi cấy mô thì hai loại hormone thực vật: cytokinin và auxin là hai hormone quan trọng hàng đầu. Những hormone khác, cụ thể như gibberellin, ethylene, abscisic acid, polyamine, hay jasmonate chỉ được sử dụng theo từng thời kì. Các hormone thực vật cần bổ sung vào trong môi trường nuôi cấy mô sẽ được đưa vào và tăng nồng độ ở trong mô. Song phần lớn việc tăng ở trên là rất ngắn ngủi vì hormone thực vật bị bất hoạt nhanh chóng khi vận chuyển ( ethylene là một ngoại lệ nhưng hợp chất khí này thường bị cây thải vào không khí một cách nhanh chóng). Thông thường chỉ có một lượng nhỏ các hormone đang hoạt động tồn tại ở dạng tự do. Người ta chỉ ra rằng đối với auxin có một sự cân bằng giữa dạng tự do và dạng kết hợp, chỉ có một lượng nhỏ hơn 1% tồn tại ở dạng tự do. Tính hiệu quả của hormone không chỉ phụ thuộc vào tỉ lệ vận chuyển ra từ môi trường, hay tính ổn định trong môi trường và trong mô, mà còn phụ thuộc vào tính nhạy cảm của mô đích: Các tế bào ở một mô nhất định nào đó có thể không nhận ra tín hiệu hormone, hoặc không có khả năng thực hiện đáp trả mong muốn. Các hormone hoạt động ảnh hưởng đến việc tổng hợp hoặc sự phân hủy các hormone nội sinh cùng loại hay những loại khác. Một ví dụ đáng chú ý là sự cảm ứng tổng hợp ethylene bởi auxin. Tất cả điều này dẫn đến một tình huống rất phức tạp đó là việc khám phá phương thức tác động sẽ xảy ra như thế nào. AUXINS Các loại auxin Các loại auxin khác nhau được tìm thấy trong tự nhiên là IAA, IBA, 4-Cl-IAA, PAA và các dạng kết hợp của các auxin này. Ngoài ra nhiều đồng đẳng hóa học cũng được tổng hợp. Một số chất trong số đó được sử dụng thường xuyên như NAA, 2,4-D,2,4,5-T, dicamba và 4-CPA. Những auxin được tổng hợp này trong nhiều trường hợp còn hiệu quả hơn cả các auxin tự nhiên. Hiệu quả tác động Auxin đã được khám phá ra cách đây khoảng 70 năm bởi một nhà sinh lý học thực vật người Hà Lan tên là F.W. Went. Ông quan sát thấy auxin được sản xuất ở vùng đỉnh bao lá mầm cây yến mạch Avena sẽ ảnh hưởng đến sự uốn cong của bao lá mầm ngay bên dưới đỉnh. Một thời gian ngắn sau đó, khả năng cảm ứng rễ của IAA được khám phá và NAA và IBA được tổng hợp theo phương thức hóa học. Việc sử dụng bột tan như một chất mang auxin cũng được đưa ra sau việc khám phá ra chất auxin. Điều này đã dẫn đến việc sản xuất thương mại bột tạo rễ cách đây khoảng 60 năm. Vai trò của auxin trong nuôi cấy mô đã được thiết lập bởi Skoog và Miller năm 1957. Họ quan sát thấy các nhu mô lõi được cắt ra từ thân cây thuốc lá hình thành chồi khi trong môi trường có nồng độ cytokinin cao và nồng độ auxin thấp, hình thành rễ khi nồng độ cytokinin thấp và auxin cao, hoặc hình thành nên mô sẹo khi nồng độ của hai hormone thực vật này trung bình. Vài năm sau đó, sự hình thành phôi sinh dưỡng bằng việc xử lý mô với auxin 2,4-D cũng được nghiên cứu. Chú ý là chúng chỉ được yêu cầu trong những pha đầu của sự tạo rễ bất định và sự phát sinh phôi sinh dưỡng. Sau đó, chúng lại trở nên ức chế và ngăn cản sự tăng trưởng quá nhanh của phôi và các cơ quan mới hình thành. Sự tạo thành mô sẹo cũng đòi hỏi sự có mặt của auxin và người ta cho rằng auxin kích hoạt một bước đặc biệt trong chu kỳ tế bào. Auxin dù được tổng hợp nội sinh hay tác dụng ngoại sinh đều kìm hãm sự tăng trưởng quá nhanh của các chồi nách. 2,4-D thường được cho là một auxin mạnh nhưng nó chỉ có tác dụng trong việc hình thành mô sẹo và phôi sinh dưỡng: 2,4-D là một auxin yếu đối với sự tạo thành mầm rễ bất định hay ức chế các chồi nách. Ngược lại, IAA hay IBA không hiệu quả lắm trong sự hình thành mô sẹo và phôi sinh dưỡng, song lại thể hiện tác dụng cao đối với sự hình thành rễ bất định và ức chế các chồi nách. Vận chuyển và trao đổi chất 11Lớp biểu bì thực vật tương đối không thấm auxin. Vì vậy hầu như việc vận chuyển tiến hành qua bề mặt cắt của các vết vi cắt. Auxin được vận chuyển rất nhanh chóng. Sự vận chuyển xảy ra bằng sự khuếch tán và bởi sự vận chuyển chủ động qua chất mang. Sự khuếch tán dựa trên sự phân ly của phân tử. Auxin ở bên ngoài màng tế bào sẽ bị tích điện dương nhiều hơn bên trong tế bào( ở thành tế bào pH là ca. 5.5; IAA là một acid yếu với pKa là 4.7 còn tế bào chất có pH của ca. là 7). Auxin ưa béo không phân ly có thể khuếch tán dễ dàng qua màng tế bào vào bên trong tế bào. Tuy nhiên dạng tích điện âm chiếm ưu thế trong tế bào chất không dễ khuếch tán ra ngoài tế bào qua màng. Vì vậy mà auxin bị giữ lại trong tế bào. Auxin được vận chuyển ra ngoài tế bào thông qua kênh chất mang chuyển vận.Vì các kênh chất mang dẫn truyền này phần lớn là ở vùng rìa hướng gốc tế bào, auxin được vận chuyển từ tế bào này sang tế bào nọ theo hướng gốc, ví dụ như từ ngọn xuống gốc. Tỉ lệ vận chuyển auxin là ca. 1cm/h. Sự vận chuyển nhanh chóng của auxin sẽ dẫn đến sự thiếu hụt nó trong môi trường. Khi các mô thực vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng, hầu hết auxin đã biến mất khỏi môi trường trong vòng vài ngày. Sự thiếu hụt auxin trong môi trường đông đặc gần với mẫu mô có thể xảy ra sớm sau khi cấy truyền do sự bổ sung từ các phần khác của môi trường còn chậm. Trong các thành phần môi trường thiết yếu, auxin có vẻ như là một thành phần bị thiếu hụt rất nhanh chóng. Mô thực vật có thể bất hoạt auxin bằng sự kết hợp hay oxi hóa (enzyme). Tất cả các loại auxin đều có thể được liên kết. Người ta nghĩ rằng các auxin kết hợp sẽ bị bất hoạt. Tuy nhiên sự kết hợp này có thể chuyển hóa và dạng chủ động tự do sẽ được giải phóng. Người ta cho rằng ở thực vật tồn tại sự cân bằng giữa dạng kết hợp và dạng tự do. Các dữ liệu thí nghiệm cho thấy rằng 2,4-D kết hợp chậm hơn so với IAA, IBA hay NAA. IAA bị mô thực vật oxi hóa nhanh chóng cụ thể là bị oxi hóa bởi các mô bị thương. IAA cũng bị oxi hóa nhưng với một mức độ chậm hơn. Các loại auxin khác nhau có tính ổn định về mặt hóa học cũng khác nhau. IAA không ổn định trong dung dịch. Môi trường MS-muối làm nhanh thêm tỉ lệ phân hủy IAA. IAA cũng không ổn định trong quá trình hấp khử trùng, nhưng các thí nghiệm sinh học cho thấy chỉ mất khoảng 20-30%. Khi để dưới ánh sáng, IAA bị oxi hóa nhanh chóng. Sự quang oxi hóa IBA thì thấp hơn nhiều so với sự quang oxi hóa IAA, trong khi các auxin khác thì không có hoặc rất ít bị quang oxi hóa. Vitamin B2 có thể được bổ sung vào môi trường để tăng sự quang oxi hóa IBA. Sự quang oxi hóa của IAA và của IBA khi có mặt của vitamin B2 có thể trở nên hữu lợi. Ví dụ như trong sự tạo thành rễ bất định, bình nuôi cấy được để trong bóng tối cho đến khi mô phân sinh rễ được hình thành do tác động kích thích tạo rễ của auxin. Sau đó, khi auxin đã trở nên chất ức chế, mẫu nuôi cấy sẽ được chuyển ra ngoài ánh sáng để phân hủy auxin. Tác nhân điều hòa sự vận chuyển, trao đổi và tác động của auxin Mức độ nội sinh auxin và sự tác động của auxin có thể được điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau. Ở mô thực vật, auxin được vận chuyển chủ động theo cách phân cực như trên. TIPA và NPA ngăn cản sự vận chuyển này do các hợp chất này gắn vào các chất mang chuyển vận. Mức độ nội sinh auxin có thể được tăng lên bằng việc sử dụng thực vật biến nạp gen có chứa gen sinh tổng hợp auxin của vi khuẩn Agrobacterium tumafaciens. Thực vật biến nạp gen cho thấy những sự thay đổi phù hợp trên kiểu hình của chúng. Các hợp chất phenol ( ví dụ như ferulic acid hay phloroglucinol) có thể ức chế sự oxi hóa auxin đang thực hiện chức năng. Đây không phải là sự ức chế oxi hóa ezyme đặc trưng: quang oxi hóa cũng bị ức chế bởi việc bổ sung các hợp chất phenol vào môi trường nuôi cấy. PCIB là một chất kháng auxin mạnh mẽ và cạnh tranh vị trí bám dính của auxin trên thụ thể auxin. CYTOKININS Các loại cytokinin Cytokinin là một loại hormone thực vật phức tạp nhất. Cytokinin tồn tại trong tự nhiên là Z, iP, và DHZ và các riboside của chúng như ZR, iPA và DHZR. Ngoài ra các cytokinin liên kết (không hoạt động) và các cytokinin bị phosphoril hóa (hoạt động) đã được tách ra từ mô thực vật. Trong một khoảng thời gian dài, BAP đã được xem như là một cytokinin tổng hợp, nhưng gần đây nó lại được chứng minh là một loại cytokinin tồn tại trong tự nhiên. Ngoài các loại cytokinin thuộc kiểu purine trên, các cytokinin không phải purine cũng đã được báo cáo như thidiazuron (TDZ) và CPPU (4-PU-30). Các hợp chất này có hoạt tính cytokinin rất cao và cụ thể là đã thành công trên cây lấy gỗ. TDZ được sử dụng thương mại như chất làm rụng lá cây bông. Trong trường hợp này, chúng thực hiện chức năng của mình bằng việc cảm ứng tổng hợp ethylene. Meta-topolin là một cytokinin vòng thơm hoạt động mạnh lần đầu tiên được tách ra từ cây dương Populus. Trong nuôi cấy mô, BAP và các cytokinin tổng hợp như kinetin và TDZ được sử dụng thường xuyên nhất. Hiệu quả tác động Việc khám phá ra cytokinin liên quan chặt chẽ đến nuôi cấy mô. Trong thời kì đầu của nuôi cấy mô thực vật, người ta khảo sát thấy dịch chiết mạch nha, dịch chiết dừa và dịch chiết nấm men tăng cường sự sinh trưởng và khởi động sự tạo chồi trong nuôi cấy invitro. Vì các dịch chiết được chuẩn bị ở trên đều có chứa purine, do đó việc kiểm tra acid nucleic phải được tiến hành. Người ta khảo sát thấy việc hấp khử trùng các acid nucleic đã làm cho hiệu quả tác động của nó tăng mạnh. Hợp chất hoạt động tạo ra do hấp khử trùng là kinetin, một loại purine cho đến nay vẫn chưa biết. Vào năm 1964, Letham đã phân tách được zeatin từ ngô chua trưởng thành. Cytokinin đẩy mạnh sự phân chia tế bào, song chúng có vẻ ảnh hưởng đến một bước khác trong chu trình tế bào rồi đến auxin. Vì vậy, việc thêm cytokinin được yêu cầu để mô sẹo sinh trưởng. Trong vi nhân giống, cytokinin được sử dụng để kích thích tạo các nhánh bên. Nồng độ cytokinin cao sẽ dẫn đến việc mọc ra quá nhiều so với mong muốn. Những ứng dụng khác của cytokinin trong nuôi cấy mô là sự đẩy mạnh quá trình tạo rễ bất định, ngăn chặn sự già cỗi, gây hồi phục do tác động xấu của auxin trên thân mầm, và đôi khi ức chế sự tạo rễ quá mức (chẳng hạn như trong phôi sinh dưỡng đang nảy mầm). Cytokinin ức chế tạo rễ và vì vậy mà không được bổ sung trong môi trường tạo rễ. Vận chuyển và trao đổi chất Cytokinin được vận chuyển đi nhanh chóng, mặc dù ở một tỉ lệ ít hơn nhiều so với auxin ( chậm hơn 3 đến 10 lần). Z, ZR, iP và iPA được liên hợp và bị oxi hóa bởi các mô thực vật. Sự oxi hóa liên quan đến sự phân cắt mạch bên do oxi hóa. DHZ, DHZR và BAP được liên hợp, nhưng không được oxi hóa. Cytokinin có thể bị N-glucosylated trên vòng purine hoặc bị O-glucosylated trên mạch bên có N6 thay thế. Các N-glucoside về mặt sinh học không hoạt động và ổn định. Các O-glucosides hình thành từ Z và DHZ có thể có chức năng dự trữ. Như là trường hợp cho các hormone thực vật đang hoạt động khác, chỉ có một lượng cytokinin nhỏ trong mô tồn tại ở dạng tự do. TDZ là một ngoại lệ và chỉ được liên kết ở một tỉ lệ thấp: sau những mốc thời gian dài ( 12 đến 33 ngày) của nuôi cấy mô sẹo cây đậu Phaseolus trên môi trường TDZ bị xử lý phóng xạ, 60% TDZ được vận chuyển từ môi trường nuôi cấy là ở dạng tự do không liên kết. BAP là một loại cytokinin ổn định về mặt hóa học trong môi trường nuôi cấy mô, trong khi đó hầu hết các cytokinin kiểu purine khác được cho là không ổn định về mặt hóa học trong phạm vi nhất định. Các cytokinin loại không phải purine như CPPU và TDZ thì ổn định về mặt hóa học. Tác nhân điều hòa sự vận chuyển, trao đổi và tác động của cytokinin Các hợp chất ảnh hưởng đến sự oxi hóa cytokinin ( các hợp chất phenol), sự liên kết và sự tác động đã được nghiên cứu theo từng thời kì. Chúng hiếm khi được sử dụng trong nuôi cấy mô. Sự tổng hợp cytokinin bị ức chế bởi chất lovastatin. Việc biến đổi tiến hành trên thực vật với việc sử dụng gen sinh tổng hợp cytokinin của A. tumefaciens có thể dẫn đến sự giảm tính trội ngọn. GIBBERELLIN Trong nuôi cấy mô, gibberellin chỉ được sử dụng một cách ngẫu nhiên. Chúng kích thích ra hoa, phá vỡ sự ngủ của hạt, chồi, thân hành và hành, đẩy mạnh sự phân hủy các chất dự trữ trong hạt, và gây ra sự kéo dài tế bào. Có khoảng 90 gibberellin được biết đến. GA3 ( acid gibberellic), GA1, GA4 và GA7 được sử dụng nhiều nhất. Một khi được vận chuyển, gibberellin sẽ được liên kết hóa. Sự tổng hợp gibberellin bị ức chế bởi các hợp chất như paclobutrazol, tetcyclasis và ancymidol. Trong nuôi cấy mô, những chất ức chế này được sử dụng thường xuyên hơn cả gibberellin: chúng có thể đẩy mạnh sự hình thành hành và thân hành và đẩy mạnh sự trưởng thành của phôi, đẩy mạnh khả năng tạo rễ của chồi cây, ngăn chặn sự kéo dài chồi cây và có thể làm giảm quá trình thuần hóa. Chú ý rằng một số chất ức chế tổng hợp GA cũng ngăn cản sự tổng hợp ABA. ABSCISIC ACID ABA được tách riêng từ thực vật cách đây khoảng 30 năm. Chúng đóng vai trò phát triển sự ngủ trong phôi, chồi và hành, và trong sự rụng của lá. Khi có mặt trong môi trường nuôi cấy mô, ABA ức chế sự sinh trưởng của chồi cây và sự nảy mầm của phôi. Tác dụng chính khác của ABA là sự đóng khí khổng. Về phần này, người ta thấy ABA tích lũy khi ở trong điều kiện khô hạn. Khi được vận chuyển, ABA giống như các hormone liên kết khác. Ngoài ra, trong quá trình trao đổi chất nó sẽ chuyển thành phaseic acid một cách không thuận nghịch. Sự tổng hợp ABA có thể bị ức chế bởi fluridone. Vì chất ức chế này hoạt động bằng việc ngăn cản một trong các bước của quá trình tổng hợp carotenoid, nên sự tổng hợp chlorofyl I cũng bị ngăn chặn. Vì vậy khi có sự hiện diện của fluridone thì các mô tạo thành có mức ABA thấp và có màu trắng. Fluridone có thể được sử dụng trong nuôi cấy mô để ngăn chặn thực vật khỏi sự ngủ. ETHYLENE Ngược lại với các hormone khác, ethylene là một chất khí. Sự tổng hợp ethylene tăng lên suốt quá trình lão hóa và quá trình chín. Trong các hệ thống nuôi cấy mô, vết thương và auxin sẽ làm tăng sự tổng hợp ethylene. Ethylene thúc đẩy sự lão hóa của hoa và lá, và sự chín của quả. Do tính thúc đẩy sự lão hóa mà ethylene thường không được sử dụng trong nuôi cấy mô. Ethylene có thể tích lũy trong bình nuôi cấy mô nếu các bình này bị đóng quá kín và sự tích lũy này sẽ có hại cho các mô thực vật. Ngoài ethylene thì một số chất khí (độc hại) cũng được tích lũy. Trong tái sinh bất định, ethylene có thể làm tăng sự nhạy cảm đối với các chất kích thích tạo cơ quan. Có nhiều cách khác nhau để loại trừ ethylene. Ethylene có thể được hấp thụ từ không khí bởi dung dịch KMnO4 . Sự tổng hợp ethylene có thể bị ức chế bởi AVG. Hợp chất này ngăn cản sự tổng hợp ACC. STS ngăn cản ethylene hoạt động. Thường thì người ta sử dụng AgNO3 nhưng hợp chất này không được vận chuyển tốt ở thực vật cho đến khi có mặt STS. Vì ethylene là một khí nên không thuận tiện và vì vậy ethephon ( ethrel, 2-chloroethylphophonic acid) thường được sử dụng. Hợp chất này ổn định ở pH 4 hoặc thấp hơn nhưng phân hủy ở pH cao hơn để sản xuất ethylene. Vì vậy, khi ethrel hòa tan vào trong tế bào, nó sẽ giải phóng ethylene trong tế bào chất ( pH của tế bào chất là ca. 7). Ở thực vật, ethylene không được vận chuyển ở khoảng cách dài, nhưng tiền chất của nó ACC thì có thể. Sự chuyển hóa từ ACC sang ethylene dưới sự xúc tác của ACC-oxidase là bước không giới hạn trong quá trình tổng hợp ethylene và thường thì ACC hoạt động chức năng bị chuyển hóa nhanh chóng thành ethylene. Vì vậy thêm ACC vào môi trường nuôi cấy mô là phương pháp tiện lợi để tăng mức ethylene trong mô thực vật. Ethylene có sự trao đổi chuyển hóa trong thực vật nhưng người ta không chắc nó sẽ đóng một vai trò chính đối với việc điều hòa hoạt động của ethylene. POLYAMINE Polyamine là các hợp chất căn bản tìm thấy với hàm lượng cao trong thực vật và phải được bổ sung vào trong môi trường nuôi cấy với nồng độ cao (10-1000 µM). Chính vì điều này mà nhiều nhà nghiên cứu không xem polyamine là các hormone thực sự. Những polyamine phổ biến nhất là putrescine, spermidine và spermine. Chúng có thể giúp tăng cường tái sinh rễ, chồi và phôi, trì hoãn hoặc ngăn cản lão hóa và điều hòa sự ra hoa. Chúng hoạt động bằng việc ổn định màng tế bào, nucleic acid hoặc protein hoặc có thể gắn vào các protein điều hòa. Polyamine được tổng hợp từ arginine ( putrescine) hay methionine ( spermine và spermidine). Putrescine qua quá trình trao đổi chất có thể hình thành nên spermidine, và từ spermidine tạo thành spermine. Lợi ích của các chất ức chế khác nhau lên sự tổng hợp polyamine làm giảm việc nghiên cứu về vai trò của chúng trong quá trình phát triển thực vật. JASMONATE Khi cây bị thương, lipid màng sẽ bị phân giải để tổng hợp nên jasmonate. Jasmonate sẽ kích hoạt sự tổng hợp các protein ức chế. Về thương mại, chúng ta có thể mua jasmonic acid và hợp chất methylester dễ bay hơi của nó (MaJa). Jasmonate đẩy mạnh lão hóa lá, sự chín của quả, đẩy mạnh sự tạo củ và tạo hành. Chúng đóng vai trò vào sự phát triển trong trạng thái ngủ và sự phá vỡ trạng thái ngủ. Ngiên cứu cho thấy jasmonate tăng cường tái sinh chồi và rễ. CÁC HỢP CHẤT KHÁC Một số lượng lớn các hợp chất đã được tìm thấy ảnh hưởng các quá trình phát triển thực vật. Các hợp chất này bao gồm peptide, brassinosteroid, fusicoccin, các hợp chất phenol ( như salicylic acid), uridine, elicitors và lipochitooligosaccharides ( LCOs). Ví dụ như các hợp chất này có thể biến thành những công cụ chính yếu để đạt được sự tái sinh chồi và rễ bất định, hay tái sinh phôi.