Lo sviluppo delle piante in tutte le sue fasi (crescita, fioritura, fruttificazione, formazione e caduta delle foglie) e la risposta delle piante agli stress abiotici e biotici sono processi regolati sia da stimoli esogeni (come luce, temperatura, disponibilità idrica, ecc.) che endogeni. Tra questi ultimi, rivestono particolare importanza gli ormoni vegetali.
Il termine “ormone” deriva dal greco “horman”, che significa “stimolare”. Gli ormoni vegetali, o fitormoni, sono composti organici naturali, sintetizzati dalle piante, capaci di influenzare, in genere a basse concentrazioni, i processi di crescita, differenziamento e sviluppo.
Nelle piante, non esistendo un sistema nervoso, la coordinazione tra cellule, tessuti ed organi è interamente affidata agli ormoni. Diversamente dagli animali, le piante non hanno ghiandole per produrre ormoni, ma vari tessuti, lungo tutta la pianta, possono produrre ormoni. Inoltre, la variabilità degli effetti degli ormoni vegetali è più ampia, poiché una data molecola può:
operare negli stessi tessuti in cui è prodotto oppure essere trasportata in organi diversi.
suscitare diverse reazioni in diversi tessuti: ad esempio, le gibberelline fungono da agenti alleganti e contemporaneamente inibiscono la transizione di fase da vegetativa a riproduttiva.
suscitare risposte diverse in funzione della concentrazione in un dato tessuto
influenzare l'attività o la produzione di altri ormoni: ad esempio, gibberelline e citochinine incrementano il livello di auxine, mentre l’etilene lo diminuisce; l’auxina, dal canto suo, stimola la produzione di etilene.
- suscitare reazioni diverse in diversi momenti di sviluppo nello stesso tessuto: ad esempio, le auxine promuovono l’abscissione durante la fase precoce di sviluppo del frutto, mentre la inibiscono in fase di pre-raccolta.
Essendo considerati a tutti gli effetti degli agrofarmaci, i fitoregolatori sottostanno alla normativa CEE 91/414.
Come per gli animali, anche nelle piante gli ormoni esplicano i loro effetti attraverso un meccanismo di segnalazione a livello cellulare:
l’ormone si lega ad un recettore proteico specifico, che può essere o incorporato nella membrana plasmatica oppure libero nel citoplasma (a seconda dell’ormone considerato).
Il legame dell'ormone al recettore provoca un cambiamento conformazionale nel recettore.
Tale cambiamento avvia una cascata di trasduzione intracellulare del segnale, che consiste nell’aumento (o più raramente nella diminuzione) dei livelli citoplasmatici di secondi messaggeri.
La cascata culmina in un effetto cellulare, come ad esempio la regolazione dell'espressione genica.
Per ragioni storiche, i principali ormoni vegetali sono considerati i seguenti cinque: auxine, citochinine, gibberelline, acido abscissico, etilene. Volendo semplificare al massimo, potremmo dire che auxine, citochinine e gibberelline sono ormoni promotori della crescita, mentre acido abscissico ed etilene sono ormoni promotori della dormienza.
Oltre alle cinque classi di ormoni di cui sopra, sono state più recentemente scoperte altre sostanze chimiche dotate di attività ormonale: brassinosteroidi, salicilati, jasmonati, ossido nitrico, poliammidi, sistemina, oligosaccaridi, turgorine, diterpeni tetra ciclici, triacontanolo. Si dicono fitoregolatori quelle sostanze di sintesi che stimolano le piante a svolgere determinate funzioni, riproducendo o antagonizzando gli effetti degli ormoni naturali.