Le rapport entre auxine et cytokinine joue un rôle important dans l’effet de la cytokinine sur la croissance des plantes. La cytokinine seule n’a aucun effet sur les cellules du parenchyme. Lorsqu’elles sont cultivées avec de l’auxine mais sans cytokinine, elles grossissent mais ne se divisent pas. Lorsqu’on ajoute de la cytokinine, les cellules se développent et se différencient. Lorsque la cytokinine et l’auxine sont présentes en quantités égales, les cellules du parenchyme forment un cal indifférencié. Plus de cytokinine induit la croissance des bourgeons de pousses, tandis que plus d’auxine induit la formation de racines.
Les cytokinines sont impliquées dans de nombreux processus végétaux, notamment la division cellulaire et la morphogenèse des pousses et des racines. Elles sont connues pour réguler la croissance des bourgeons axillaires et la dominance apicale. L' »hypothèse de l’inhibition directe » postule que ces effets résultent du rapport cytokinine/auxine. Selon cette théorie, l’auxine provenant des bourgeons apicaux descend le long des pousses pour inhiber la croissance des bourgeons axillaires. Cela favorise la croissance des pousses et limite les ramifications latérales. La cytokinine se déplace des racines vers les pousses, signalant éventuellement la croissance des bourgeons latéraux. Des expériences simples confirment cette théorie. Lorsque le bourgeon apical est supprimé, les bourgeons axillaires ne sont pas inhibés, la croissance latérale augmente et les plantes deviennent plus touffues. L’application d’auxine sur la tige coupée inhibe à nouveau la dominance latérale.
Alors que l’action des cytokinines dans les plantes vasculaires est décrite comme pléiotropique, cette classe d’hormones végétales induit spécifiquement la transition de la croissance apicale à la croissance via une cellule apicale à trois faces dans la mousse protonema. L’induction de ce bourgeon peut être attribuée à la différenciation d’une cellule unique spécifique, et constitue donc un effet très spécifique de la cytokinine.
Il a été démontré que les cytokinines ralentissent le vieillissement des organes végétaux en empêchant la dégradation des protéines, en activant la synthèse des protéines et en rassemblant les nutriments des tissus voisins. Une étude qui a régulé la sénescence des feuilles de tabac a révélé que les feuilles de type sauvage jaunissaient alors que les feuilles transgéniques restaient essentiellement vertes. On a émis l’hypothèse que la cytokinine pouvait affecter les enzymes qui régulent la synthèse et la dégradation des protéines.
La signalisation de la cytokinine dans les plantes est médiée par un phosphorelay à deux composants. Cette voie est initiée par la liaison de la cytokinine à un récepteur histidine kinase dans la membrane du réticulum endoplasmique. Cela entraîne l’autophosphorylation du récepteur, le phosphate étant ensuite transféré à une protéine de phosphotransfert. Les protéines de phosphotransfert peuvent alors phosphoryler les régulateurs de réponse (RR) de type B, qui sont une famille de facteurs de transcription. Les RR de type B phosphorylés, et donc activés, régulent la transcription de nombreux gènes, y compris les RR de type A. Les RR de type A régulent négativement la transcription des gènes de la famille des facteurs de transcription. Les RR de type A régulent négativement la voie.