Gibberellinek, funkció, hatásmód, bioszintézis, alkalmazás



az giberelinas ezek növényi hormonok vagy fitohormonok, amelyek a növények növekedésének és fejlődésének különböző folyamataiba lépnek be. Valójában serkentik a szár növekedését és megnyúlását, a gyümölcsök fejlődését és a magok csírázását.

A felfedezést a 30-as évek közepén a japán kutatók végezték, akik a rizsnövények abnormális növekedését tanulmányozták. A gibberellin név a gombából származik Gibberrella funjikuroi, szervezetből, amelyből eredetileg kivonták, a betegség okozati ágensét "Bakanae".

Bár több mint 112 gibberellint azonosítottak, nagyon kevés nyilvánvaló fiziológiai aktivitás. Csak gibberellin A3 vagy gibberellinsav és gibberellinek A1, A4 és A7 kereskedelmi jelentőséggel bírnak.

Ezek a fitohormonok elősegítik a növények méretének meglepő változásait, a levelek és a szárak sejtmegosztását kiváltva. Az exogén alkalmazásának látható hatása a vékony szárak, a kevesebb ágak és a törékeny levelek megnyúlása.

index

  • 1 Típus
    • 1.1 Szabad formák
    • 1.2 Konjugált formák
  • 2 Funkció
  • 3 Működési mód
  • 4 A gibberellinek bioszintézise
  • 5 Természetes gibberellinek beszerzése
  • 6 Fiziológiai hatások
  • 7 Kereskedelmi alkalmazások
  • 8 Hivatkozások

típus

A gibberellinek szerkezete öt szén-izoprenoid egyesülésének eredménye, amelyek együttesen egy négygyűrűs molekulát alkotnak. Osztályozása a biológiai aktivitástól függ.

Ingyenes formák

Megfelel az ent-Kaureno-ból származó anyagoknak, amelyek alapvető szerkezete az ent-giberelano. Az ent-kaurén heterociklusos szénhidrogénből savditerpenoidokként vannak besorolva. A szabad formák két típusa ismert.

  • inaktív: 20 szénatomot tartalmaz.
  • aktív: 19 szénatomot tartalmaznak, mivel elvesztették a specifikus szenet. Az aktivitás 19 szénatomot tartalmaz, és a 3-as helyzetben hidroxilezést mutat.

Konjugált formák

Ezek azok a gibberellinek, amelyek szénhidrátokhoz kapcsolódnak, így nem rendelkeznek biológiai aktivitással.

függvény

A gibberellinek fő funkciója a növényi struktúrák növekedésének és megnyúlásának indukálása. A nyúlást lehetővé tevő fiziológiai mechanizmus az endogén kalciumkoncentráció változásaihoz kapcsolódik a sejtek szintjén.

A gibberellinek alkalmazása elősegíti a különböző fajok virágzásának és virágzatának fejlődését, különösen a hosszú napraforgó növényekben (PDL). A fitokrómokkal összefüggésben szinergikus hatásuk van, amely virágzási struktúrák, mint például a szirmok, porzó vagy carpels differenciálódását stimulálja a virágzás során.

Másrészről, azok a magok csíráztatását okozják, amelyek nyugvóak maradnak. Valójában aktiválják a tartalékok mobilizálódását, ami az amilázok és proteázok szintézisét indukálja a magokban.

Hasonlóképpen, a gyümölcsök fejlődését is elősegítik, serkentik a virágokat a gyümölcsökbe. Emellett népszerűsítik a parthenocarpy-t, és gyümölcsöket termesztenek magvak nélkül.

Működési mód

A gibberellinek elősegítik a sejtek megoszlását és megnyúlását, mivel a szabályozott alkalmazások növelik a sejtek számát és méretét. A gibberellinek hatásmódját a szövetekben lévő kalciumionok tartalmának változása szabályozza.

Ezek a fitohormonok aktiválódnak és fiziológiai és morfológiai reakciókat hoznak létre nagyon alacsony koncentrációban a növényi szövetekben. A sejtek szintjén elengedhetetlen, hogy az összes érintett elem jelen legyen és életképes legyen a változás bekövetkezéséhez..

A gibberellinek hatásmechanizmusát tanulmányozták az embrió árpa magokban történő csírázásának és növekedésének folyamatában (Hordeum vulgare). Valójában a gibberellinek biokémiai és fiziológiai funkcióit igazolták az ebben a folyamatban bekövetkező változásokon..

Az árpa magjai egy fehérje-gazdag sejtréteget tartalmaznak az episperm alatt, az aleuron rétegnek nevezik. A csírázási folyamat kezdetén az embrió gibberellint bocsát ki, amelyek az aleuron rétegre hatnak, amelyek mindkét hidrolitikus enzimet termelik.

Ebben a mechanizmusban az α-amiláz, amely a keményítő cukrokká történő kibontakozásáért felelős, a fő enzim. Tanulmányok kimutatták, hogy a cukrok csak az aleuronréteg jelenlétében keletkeznek.

Ezért az aleuronrétegből származó α-amiláz felelős azért, hogy a tartalék keményítőt keményítő endospermává alakítsa. Ily módon a kibocsátott cukrokat és aminosavakat az embrió fiziológiai követelményeinek megfelelően használja.

Feltételezhető, hogy a gibberellinek aktiválnak bizonyos géneket, amelyek az a-amiláz szintéziséért felelős mRNS molekulákra hatnak. Bár még nem igazolták, hogy a fitohormon a génre hat, annak jelenléte elengedhetetlen az RNS szintéziséhez és az enzimek képződéséhez..

A gibberellinek bioszintézise

A gibberellinek a gibano gyűrűből származó terpenoid vegyületek, amelyek egy ent-giberelán tetraciklusos szerkezetből állnak. A bioszintézist a mevalonsav útján hajtjuk végre, amely az eukarióták fő fémes útja.

Ez az út a növényi sejtek, élesztő, gombák, baktériumok, algák és protozoonok citoszoljában és endoplazmatikus retikulumában fordul elő. Ennek eredményeképpen az izopentenil-pirofoszfát és az izoprenoidok előállításához használt dimetil-allil-pirofoszfát öt-szén-szerkezetű..

Az izoprenoidok különböző részecskék, például koenzimek, K-vitamin, és többek között fitohormonok promótermolekulái. A növényi szinten a metabolikus útvonal általában a GA beszerzésével ér véget12-aldehid.

Ezt a vegyületet kaptuk, mindegyik növényfaj különböző eljárásokat követ, amíg az ismert gibberellinek változatosságát elérik. Valójában minden gibberellin függetlenül működik, vagy kölcsönhatásba lép a többi fitohormonokkal.

Ez a folyamat kizárólag a fiatal levelek merisztematikus szövetében jelentkezik. Ezután ezeket az anyagokat áthelyezik a növény többi részébe a fólián keresztül.

Egyes fajokban a gibberellinek szintetizálódnak a gyökércsúcs szintjén, és áthelyezve a szárra a száron keresztül. Hasonlóképpen az éretlen magok nagy mennyiségű gibberellint tartalmaznak.

Természetes gibberellinek beszerzése

A nitrogén, a szénsavas és az ásványi sók fermentálása természetes módja a kereskedelmi gibberellinek előállításának. Szénsavas forrásként glükózt, szacharózt, természetes lisztet és zsírokat használnak, és foszfát és magnézium ásványi sóit alkalmazzuk..

Az eljárás 5-7 napot igényel a hatékony fermentáláshoz. Keverés és állandó levegőztetési körülmények szükségesek, átlagosan 28 ° C és 32 ° C közötti hőmérsékleten és 3-3,5 pH-értéken.

A gibberellinek visszanyerési folyamata valójában a biomassza erjedt fermentléből való disszociációján keresztül történik. Ebben az esetben a sejtmentes felülúszó tartalmazza a növényi növekedésszabályozóként használt elemeket.

Laboratóriumi szinten a gibberellin részecskék folyadék-folyadék extrakciós oszlopok segítségével nyerhetők ki. Ehhez a technikához szerves oldószerként etil-acetátot alkalmazunk.

Hibájában anioncserélő gyantákat viszünk fel a felülúszóra, így a gibberellinek kicsapása gradiens elúcióval történik. Végül a részecskéket szárítjuk és a tisztasági fok szerint kristályosítjuk.

Mezőgazdasági területen a gibberellinek 50 és 70% közötti tisztaságúak, kereskedelmi forgalomban inert alkotórészekkel keverve. A mikrotenyésztés és a növények technikáiban in vitro, Ajánlatos 90% -nál nagyobb tisztaságú kereskedelmi termékeket használni..

Fiziológiai hatások

A gibberellinek kis mennyiségben történő alkalmazása elősegíti a különböző fiziológiai hatásokat a növényekben, amelyek között szerepelnek:

  • A szövetek növekedésének és a szárak megnyúlásának indukálása
  • A csírázás stimulálása
  • A virág elrendezése a gyümölcsök számára
  • A gyümölcsök virágzásának és fejlődésének szabályozása
  • A kétéves növények átalakítása egynyári évekre
  • A szexuális kifejezés megváltoztatása
  • A törpék elnyomása

A gibberellinek exogén alkalmazása bizonyos növényi struktúrák fiatalkori állapotára hat. A vegetatív szaporításhoz használt dugványok vagy tétek könnyen elindítják a gyökeresedési folyamatot, amikor fiatalos jellege megnyilvánul.

Ezzel ellentétben, ha a növényi struktúrák kifejezik a felnőtt karakterüket, a gyökérképződés null. A gibberellinek alkalmazása lehetővé teszi a növénynek a fiatalkorú állapotától a felnőttkorba való átjutását, vagy fordítva.

Ez a mechanizmus elengedhetetlen, ha virágozni szeretnénk olyan növényekben, amelyek nem fejezték be a fiatalkori fázist. A fás fajok, mint például a ciprus, a fenyő vagy a közös tiszafa tapasztalatai jelentősen csökkentették a termelési ciklusokat.

Kereskedelmi alkalmazások

Néhány fajnál a könnyű órák vagy a hideg körülmények követelményei kiegészíthetők a gibberellinek speciális alkalmazásával. A gibberellinek emellett stimulálhatják a virágszerkezetek kialakulását, és végül meghatározhatják a növény szexuális tulajdonságait.

A termesztési folyamat során a gibberellinek elősegítik a gyümölcsök növekedését és fejlődését. Hasonlóképpen késleltetik a gyümölcsök öregedését, megakadályozzák a fa rosszabbodását, vagy a betakarítás után hasznos idővel járulnak hozzá..

Ha a vetőmag nélküli gyümölcsöket (Partenocarpia) kívánjuk előállítani, a gibberellinek specifikus alkalmazásai indukálják ezt a jelenséget. Gyakorlati példa a vetőmag nélküli szőlő előállítása, amelyek kereskedelmi szinten nagyobb igényeket támasztanak, mint a vetőmagfajták..

Ebben az összefüggésben a gibberellinek magvában való alkalmazása a nyugvó állapotban lehetővé teszi a fiziológiai folyamatok aktiválását és az ebből az állapotból való kilépést. Valójában a megfelelő dózis aktiválja a cukor keményítőjét lebontó hidrolitikus enzimeket, elősegítve az embrió fejlődését..

A biotechnológiai területen a gibberellinek a növényi szövetek regenerálására használatosak in vitro kórokozómentes explantumok. Hasonlóképpen, a gibberellinek anyai növényekben történő alkalmazása elősegíti azok növekedését, elősegítve az egészséges majmok kitermelését laboratóriumi szinten.

Kereskedelmi szinten a gibberellinek alkalmazása a cukornád termesztésében (Saccharum officinarum) lehetővé teszik a cukortermelés növelését. Ebből a szempontból ezek a fitohormonok a szukróz előállítása és tárolása során az internódák megnyúlását indukálják, ezáltal a nagyobb méretű, nagyobb mennyiségű cukor felhalmozódását..

referenciák

  1. Növényi hormonok alkalmazása (2016) Kertészet. Helyreállítva: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín és Talón Manuel (2008) A növényi élettan alapjai. Mc Graw Hill, 2. kiadás. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) növényi élettan. Téma X. Gibberellinek. Cartagena Egyetem. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. és Domenech López F. (2016) Gibberelin. Műszaki tudományok 4.27. Fejezet, 4 pp.
  5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Lap forrása: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) A növények növekedésének szabályozói a mezőgazdaságban. Kaliforniai Egyetem, Davis. Szerkesztői Trillas. ISBN: 9682404312.