Gibberelliinityypit, toiminta, toimintatapa, biosynteesi, käyttö



giberelinas ne ovat kasvihormoneja tai kasvihormoneja, jotka vaikuttavat korkeampien kasvien kasvu- ja kehitysprosessiin. Itse asiassa ne stimuloivat varren kasvua ja venymistä, hedelmien kehittymistä ja siementen itämistä.

Sen löytö tehtiin 30-luvun puolivälissä japanilaisilla tutkijoilla, jotka tutkivat riisikasvien epänormaalia kasvua. Nimi gibberellin tulee sienestä Gibberrella funjikuroi, organismi, josta se alun perin uutettiin, taudin aiheuttaja "Bakanae".

Vaikka yli 112 gibberelliinia on tunnistettu, hyvin harvat ilmeiset fysiologiset aktiivisuudet. Vain gibberelliini A3 tai gibberelliinihappo ja gibberelliinit A1, 4 ja A7 niillä on kaupallinen merkitys.

Nämä kasvihormonit edistävät yllättäviä muutoksia kasvien koossa, lisäksi indusoivat solujen jakautumista lehdissä ja varsissa. Sen eksogeenisen käytön näkyvä vaikutus on ohuiden varsien, vähemmän haarojen ja hauraiden lehtien pidentyminen.

indeksi

  • 1 tyypit
    • 1.1 Vapaat lomakkeet
    • 1.2 Konjugoidut muodot
  • 2 Toiminto
  • 3 Toimintatapa
  • 4 Gibberelliinien biosynteesi
  • 5 Luonnollisten gibberelliinien saaminen
  • 6 Fysiologiset vaikutukset
  • 7 Kaupalliset sovellukset
  • 8 Viitteet

tyyppi

Gibberelliinien rakenne on seurausta viiden hiilen isoprenoidin liitoksesta, jotka yhdessä muodostavat neljän renkaan molekyylin. Sen luokittelu riippuu biologisesta aktiivisuudesta.

Ilmaiset lomakkeet

Vastaa ent-Kaurenosta peräisin olevia aineita, joiden perusrakenne on ent-giberelano. Ne luokitellaan happo-diterpenoideiksi ent-kaureenin heterosyklisestä hiilivedystä. Tunnetaan kahdenlaisia ​​vapaita muotoja.

  • Passiivinen: esittelee 20 hiiltä.
  • aktiivinen: Ne esittävät 19 hiiltä, ​​koska ne ovat menettäneet tietyn hiilen. Aktiivisuus on kondensoitu siten, että siinä on 19 hiiltä ja siinä on hydroksylaatio asemassa 3.

Konjugoidut muodot

Ne ovat niitä hiilihydraatteihin liittyviä gibberellinejä, joten niillä ei ole biologista aktiivisuutta.

toiminto

Gibberelliinien päätehtävä on kasvirakenteiden kasvun ja venymän induktio. Fysiologinen mekanismi, joka mahdollistaa venytyksen, liittyy endogeenisen kalsiumpitoisuuden muutoksiin solutasolla.

Gibberelliinien käyttö edistää eri lajien kukinnan ja kukintojen kehittämistä, erityisesti pitkäkestoisissa kasveissa (PDL). Fytokromeihin liittyvillä niillä on synergistinen vaikutus, joka stimuloi kukka-rakenteiden, kuten terälehtien, höysteiden tai karppeiden erilaistumista kukinnan aikana.

Toisaalta ne aiheuttavat siementen itämistä, jotka jäävät leppoisiksi. Itse asiassa ne aktivoivat varantojen mobilisointia, mikä saa aikaan siemenissä amylaasien ja proteaasien synteesin.

Samoin ne suosivat hedelmien kehitystä, stimuloivat kukkien kuristumista tai muuttumista hedelmiksi. Lisäksi ne edistävät parthenocarpiaa ja niitä käytetään hedelmien tuottamiseen ilman siemeniä.

Toimintatapa

Gibberelliinit edistävät solujen jakautumista ja venymistä, koska kontrolloidut sovellukset lisäävät solujen määrää ja kokoa. Gibberelliinien toimintaa säätelee kalsiumionien pitoisuuden vaihtelu kudoksissa.

Nämä fitohormonit aktivoituvat ja tuottavat fysiologisia ja morfologisia vasteita hyvin pieninä pitoisuuksina kasvikudoksissa. Solutasolla on olennaista, että kaikki mukana olevat elementit ovat läsnä ja elinkelpoisia muutoksen tapahtuessa..

Gibberelliinien toimintamekanismia on tutkittu alkion itämisen ja kasvun prosessissa ohran siemenissä (Hordeum vulgare). Itse asiassa gibberelliinien biokemiallinen ja fysiologinen funktio on todettu tässä prosessissa tapahtuviin muutoksiin.

Ohran siemenillä on proteiinirikkaita soluja epispermin alla, jota kutsutaan aleuron-kerrokseksi. Itämisprosessin alussa alkio vapauttaa gibberelliinit, jotka vaikuttavat aleuronikerrokseen, joka tuottaa molempia hydrolyyttisiä entsyymejä.

Tässä mekanismissa a-amylaasi, joka on vastuussa tärkkelyksen hajottamisesta sokereiksi, on pääasiallinen syntetisoitu entsyymi. Tutkimukset ovat osoittaneet, että sokerit muodostuvat vain, kun aleuronikerros on läsnä.

Siksi aleuronikerroksesta peräisin oleva a-amylaasi on vastuussa vara-tärkkelyksen muuntamisesta karkeaan endospermiin. Tällä tavalla alkio käyttää vapautettuja sokereita ja aminohappoja fysiologisten vaatimustensa mukaisesti.

Oletetaan, että gibberelliinit aktivoivat tiettyjä geenejä, jotka vaikuttavat mRNA-molekyyleihin, jotka ovat vastuussa a-amylaasin syntetisoimisesta. Vaikka ei ole vielä varmistettu, että fytohormi vaikuttaa geeniin, sen läsnäolo on välttämätöntä RNA: n synteesille ja entsyymien muodostumiselle..

Gibberelliinien biosynteesi

Gibberelliinit ovat terpenoidiyhdisteitä, jotka on johdettu gibano-renkaasta, joka koostuu ent-giberelane-tetrasyklisestä rakenteesta. Biosynteesi suoritetaan mevalonihapon reitillä, joka on eukaryoottien päämetallireitti.

Tämä reitti esiintyy sytosolissa ja kasvisolujen, hiivan, sienien, bakteerien, levien ja alkueläinten endoplasmisessa retikulumissa. Tuloksena on viisi-hiilirakenteita, joita kutsutaan isopentenyyli- pyrofosfaatiksi ja dimetyyliallyylipyrofosfaatiksi, jota käytetään isoprenoidien saamiseksi..

Isoprenoidit ovat erilaisten hiukkasten, kuten koentsyymien, K-vitamiinin ja niiden joukossa fytohormonien promoottorimolekyylejä. Kasvitasolla metabolinen reitti päättyy yleensä GA: n saamiseen12-aldehydi.

Saatu tämä yhdiste, jokainen kasvilaji noudattaa erilaisia ​​prosesseja, kunnes saavutetaan tunnetut gibberelliinit. Itse asiassa jokainen gibberelliini toimii itsenäisesti tai vuorovaikutuksessa muiden fytohormonien kanssa.

Tämä prosessi tapahtuu yksinomaan nuorten lehtien meristemaattisissa kudoksissa. Sitten nämä aineet siirretään muualle kasvi- levyn läpi.

Joissakin lajeissa gibberelliinit syntetisoidaan juuren huipun tasolla, ja ne siirretään varrelle pellon läpi. Samoin kypsymättömillä siemenillä on korkea gibberelliinipitoisuus.

Luonnollisten gibberelliinien saaminen

Typen, hiilihapotettujen ja mineraalisuolojen fermentointi on luonnollinen tapa saada kaupallisia gibberelliinejä. Hiilihaponlähteenä käytetään glukoosia, sakkaroosia, luonnonjauhoja ja -rasvoja ja fosfaatin ja magnesiumin mineraalisuoloja..

Prosessi vaatii 5 - 7 päivää tehokkaan käymisen aikaansaamiseksi. Sekoitusta ja jatkuvia ilmastusolosuhteita tarvitaan, pitäen keskimäärin 28 - 32 ºC ja pH-arvot 3-3,5.

Itse asiassa gibberelliinien talteenottoprosessi toteutetaan hajottamalla biomassa fermentoidusta liemestä. Tässä tapauksessa soluvapaa supernatantti sisältää kasvin kasvun säätäjinä käytetyt elementit.

Laboratorion tasolla gibberelliinipartikkelit voidaan ottaa talteen nestemäisen nesteen uutto- pylväiden avulla. Tätä tekniikkaa varten orgaanisena liuottimena käytetään etyyliasetaattia.

Virheessäan supernatanttiin levitetään anionisia vaihtohartseja, jolloin gibberelliinien saostuminen tapahtuu gradienttieluution avulla. Lopuksi hiukkaset kuivataan ja kiteytetään vahvistetun puhtausasteen mukaan.

Maatalousalalla gibberelliinien puhtausaste on 50 - 70%, sekoitettuna kaupallisesti inertin ainesosan kanssa. Mikropuhdistustekniikoissa ja viljelykasveissa in vitro, On suositeltavaa käyttää kaupallisia tuotteita, joiden puhtausaste on yli 90%..

Fysiologiset vaikutukset

Gibberelliinien käyttö pieninä määrinä edistää erilaisia ​​fysiologisia vaikutuksia kasveissa, joiden joukossa ovat:

  • Kudoksen kasvun induktio ja varren pidentyminen
  • Itävyyden stimulointi
  • Kukkien asettaminen hedelmiin
  • Kukkien säätäminen ja hedelmien kehittäminen
  • Kaksivuotisten kasvien muuttuminen yksivuotisiin
  • Seksuaalisen ilmaisun muuttaminen
  • Dwarfismin tukahduttaminen

Gibberelliinien eksogeeninen käyttö vaikuttaa tiettyjen kasvirakenteiden nuorten kuntoon. Kasvilliseen lisääntymiseen käytettävät pistokkaat tai panokset käynnistävät helposti juurtumisprosessin, kun sen nuorekas luonne ilmenee.

Päinvastoin, jos kasvirakenteet ilmentävät aikuisten luonnetta, juuren muodostuminen on nolla. Gibberelliinien käyttö mahdollistaa sen, että kasvi siirtyy nuoruudeltaan aikuisuuteen tai päinvastoin.

Tämä mekanismi on välttämätön, kun haluat aloittaa kukinnan kasveissa, jotka eivät ole suorittaneet nuorisovaihetta. Kokemukset puulajeista, kuten sypressistä, männystä tai tavallisesta marjasta, ovat vähentäneet tuotantojaksoja huomattavasti.

Kaupalliset sovellukset

Joidenkin lajien valoaikojen tai kylmien olosuhteiden vaatimuksia voidaan täydentää gibberelliinien erityisillä sovelluksilla. Lisäksi gibberelliinit voivat stimuloida kukka- rakenteiden muodostumista ja lopulta määrittää kasvin seksuaaliset ominaisuudet.

Hedelmäprosessissa gibberelliinit edistävät hedelmien kasvua ja kehitystä. Samoin ne viivästyttävät hedelmien vanhenemista, estävät niiden huononemisen puussa tai tuottavat jonkin aikaa hyötykäyttöön, kun ne on korjattu.

Kun halutaan saada hedelmiä ilman siemeniä (Partenocarpia), gibberelliinien spesifiset sovellukset indusoivat tämän ilmiön. Käytännön esimerkkinä on siemenettömien rypäleiden tuotanto, jotka kaupallisella tasolla ovat vaativampia kuin lajit, joissa on siemeniä..

Tässä yhteydessä gibberelliinien käyttö siemenissä lepotilassa voi aktivoida fysiologiset prosessit ja päästä pois tästä tilasta. Itse asiassa riittävä annos aktivoi hydrolyyttiset entsyymit, jotka hajottavat sokerin tärkkelystä, edistäen alkion kehittymistä.

Bioteknologian alalla gibberelliinejä käytetään kudosten regeneroimiseksi viljelmissä in vitro patogeenivapaita explantteja. Samoin gibberelliinien käyttö emokasveissa stimuloi niiden kasvua, mikä helpottaa terveiden apiceiden uuttamista laboratoriotasolla.

Kaupallisella tasolla gibberelliinien käyttö sokeriruoan viljelyssä (Saccharum officinarum) mahdollistaa sokerin tuotannon lisäämisen. Tältä osin nämä fytohormonit aiheuttavat sisäosien pidentymistä, kun sakkaroosia tuotetaan ja varastoidaan, jolloin sokerin kerääntyminen on suurempi..

viittaukset

  1. Kasviperäisten hormonien käyttö (2016) Puutarhanhoito. Palautettu: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín ja Talón Manuel (2008) Kasvien fysiologian perusteet. Mc Graw Hill, 2. painos. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Kasvien fysiologia. Aihe X. Gibberelliinit. Cartagenan ammattikorkeakoulu. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. ja Domenech López F. (2016) Gibberelin. Tekniset tieteet Luku 4.27, 4 s.
  5. Fytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Haettu osoitteesta: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Kasvien kasvun sääntelyviranomaiset. Kalifornian yliopisto, Davis. Toimituksellinen Trillas. ISBN: 9682404312.