Etilen je spoj ugljika i vodika s kemijskom formulom C2H4. To je bezbojni plin slatkog mirisa koji se u velikim količinama proizvodi u petrokemijskoj industriji za korištenje uglavnom u proizvodnji plastike. Etilen također proizvode biljke i djeluje kao hormon koji na brojne načine utječe na ključne procese u biljkama. Neobično je da tako mala molekula djeluje kao hormon. Biosinteza etilena u biljkama odvija se kao odgovor na različite stresove, uključujući napade štetnika i bolesti, sušu i oštećenja tkiva.
Učinci etilena na biljke su brojni i raznoliki. Njegov najpoznatiji učinak je u ubrzavanju sazrijevanja nekih vrsta voća, primjerice jabuka, banana i rajčica, ali ne i citrusa. Još od vremena starih Egipćana bilo je poznato da se neki plodovi mogu brže sazrijeti nagrizanjem; često je potrebno samo nagnječiti ili izrezati jedan plod kako bi se ubrzalo sazrijevanje većeg broja pohranjenog u istoj posudi. Etilen je identificiran kao uzrok ovog odgovora tek 1901. godine, a tek su krajem 20. stoljeća otkriveni detalji procesa biosinteze etilena u biljnom tkivu.
Etilen inhibira proizvodnju cvjetova u većini biljaka, ali potiče klijanje sjemena i može utjecati na razvoj presadnica na zanimljiv način, poznat kao “trostruki odgovor”. Presadnice uzgojene u mračnim uvjetima i izložene etilenu pokazuju karakteristično zadebljanje i skraćivanje stabljike te povećanu zakrivljenost vršne kuke — strukture koja štiti središte rasta na vrhu stabljike. Etilen također potiče uništavanje klorofila, proizvodnju pigmenata zvanih antocijanini – povezanih s jesenskim bojama – te starenje i opadanje lišća. Budući da je spoj plin i – kao i većina hormona – učinkovit je pri vrlo niskim koncentracijama, može se lako difundirati kroz biljno tkivo, pa proizvodnja ovog spoja od strane jedne biljke može utjecati na druge u blizini. Etilen iz industrijskih izvora i automobilskih motora također može utjecati na biljke.
Polazna točka za biosintezu etilena u biljkama je metionin, esencijalna aminokiselina proizvedena u kloroplastima. To reagira s adenozin trifosfatom (ATP) kako bi se proizveo S-adenozil-L-metionin (SAM), također poznat kao S-AdoMet, kataliziran enzimom zvanim SAM sintetaza. Daljnja reakcija pretvara SAM u 1-amino-ciklopropan-1-karboksilnu kiselinu (ACC), kataliziranu enzimom ACC sintazom. Konačno, ACC reagira s kisikom i proizvodi etilen, vodikov cijanid i ugljični dioksid, kataliziran enzimom ACC oksidazom. Cijanovodik se pretvara u bezopasan spoj drugim enzimom, tako da biosinteza etilena ne oslobađa nikakve otrovne kemikalije.
ACC sintazu proizvode biljke kao odgovor na stres, uzrokujući više ACC, a time i više etilena. Stres može imati oblik napada štetnika insekata ili biljnih bolesti, ili može biti posljedica okolišnih čimbenika kao što su suša, hladnoća ili poplava. Štetne kemikalije također mogu uzrokovati stres, što dovodi do proizvodnje etilena.
Biljni hormon auksin, ako je prisutan u velikim količinama, potiče proizvodnju etilena. Auksinski herbicidi, kao što je 2,4-diklorofenoksioctena kiselina (2,4-D), oponašaju djelovanje ovog hormona, uzrokujući proizvodnju etilena u mnogim biljkama. Iako točan način djelovanja ovih herbicida nije jasan, čini se da prekomjerna proizvodnja etilena može igrati ulogu u smrti biljaka kod osjetljivih vrsta.
Svrha biosinteze etilena u biljkama je od 2011. godine područje aktivnog istraživanja. S obzirom na širok raspon učinaka ovog hormona, vjerojatno je da ima više uloga. U slučaju presadnica, čini se da nastaje kao odgovor na otpor tla prema sadnici u razvoju i da pokreće reakcije rasta koje pomažu u zaštiti centra rasta. Također postoje dokazi da može igrati ulogu u otpornosti na bolesti; eksperimentalne studije pokazuju da su biljke koje nemaju odgovor na etilen osjetljivije na neke bolesti.