Điều hòa sinh trưởng Ethylene
Ethylene (C2H4) là một phytohormone mang cấu trúc hóa học đơn giản nhất trong giới thực vật, tồn tại dưới dạng khí hydrocarbon không no, nhưng lại nắm giữ vai trò trung tâm trong việc điều phối một mạng lưới phức tạp các quá trình sinh lý, sinh trưởng và phát triển.
Vào thế kỷ XIX, tại các đô thị châu Âu và Nga, việc sử dụng khí thắp sáng chiết xuất từ than đá để vận hành hệ thống đèn đường tại các đô thị lớn đã vô tình làm rò rỉ một lượng khí hydrocarbon vào môi trường xung quanh, dẫn đến các hiện tượng sinh lý bất thường ở cây xanh ven đường như rụng lá sớm, thân bị vặn xoắn và sinh trưởng còi cọc. Năm 1896, nhà sinh lý học thực vật người Nga Dimitry Neljubow tại Viện Thực vật học thuộc Đại học Hoàng gia St. Petersburg đã bắt đầu tiến hành các thực nghiệm khoa học nghiêm ngặt để xác định tác nhân kích thích trong khí thắp sáng. Đến năm 1901, Neljubow công bố phát hiện lịch sử rằng Ethylene chính là thành phần hoạt hóa trong khí thắp sáng gây ra phản ứng sinh lý đặc trưng ở cây mầm đậu Hà lan (Pisum sativum), hiện tượng này sau này được giới khoa học đặt tên là đáp ứng bộ ba (triple response). Đáp ứng bộ ba bao gồm sự ức chế kéo dài của thân, làm gia tăng đường kính thân (gây phình to) và thúc đẩy sinh trưởng theo chiều ngang (tạo móc hướng động cuộn tròn).
Sự tiến hóa của lý thuyết sinh lý học ethylene tiếp tục được ghi nhận qua các nghiên cứu về quá trình già hóa và rụng của các cơ quan thực vật. Năm 1908, William Crocker và Lee Knight báo cáo rằng nồng độ vết của Ethylene trong không khí là tác nhân ngăn cản sự mở của hoa cẩm chướng (Dianthus caryophyllus), đồng thời kích thích hoa đã nở nhanh chóng héo úa và đổi màu. Năm 1917, Sarah Doubt và Wehmer độc lập chứng minh rằng Ethylene kích thích mạnh mẽ quá trình rụng lá và già hóa của các mô sinh trưởng. Đến năm 1924, Frank E. Denny tại Mỹ phát hiện ra rằng lượng khí Ethylene phát thải từ các đèn dầu hỏa được sử dụng trong các nhà kho là tác nhân hóa học trực tiếp thúc đẩy sự chín và chuyển màu vàng của quả chanh, thay vì do nhiệt độ của đèn như các giả thuyết trước đó.
Năm 1934, nhà sinh học người Anh Richard Gane đã cung cấp bằng chứng hóa học đầu tiên khẳng định rằng quả chín tự giải phóng ra khí Ethylene sinh học. Khám phá này đã dẫn đến đề xuất mang tính bước ngoặt vào năm 1935 của William Crocker, Alfred Hitchcock và Percy Zimmerman tại Viện Nghiên cứu Thực vật Boyce Thompson, khẳng định Ethylene là một hormone thực vật tự nhiên chịu trách nhiệm điều hòa quá trình chín của quả cũng như sự già hóa của các mô sinh dưỡng.
Bước vào thập niên 1970, sự tiến bộ của công nghệ sắc ký khí (gas chromatography) đã cho phép đo lường Ethylene ở nồng độ siêu vết (phần tỷ - ppb). Trong giai đoạn này, Giáo sư Shang Fa Yang cùng các cộng sự đã có công lao to lớn trong việc làm sáng tỏ toàn bộ con đường sinh tổng hợp Ethylene, từ việc định danh tiền chất 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) cho đến việc khám phá ra chu trình bảo tồn Methionine, nay được vinh danh là chu trình Yang (Yang cycle).
