Gibberelīnu veidi, funkcija, darbības veids, biosintēze, pielietojums



The gibberelīni tie ir augu hormoni vai fitohormoni, kas iejaucas dažādos augšanas un augšanas procesos. Faktiski tie stimulē stumbra augšanu un pagarināšanos, augļu attīstību un sēklu dīgtspēju.

Tās atklājums tika veikts 30-to gadu vidū japāņu pētnieku vidū, kuri pētīja nenormālu rīsu stādu augšanu. Nosaukums gibberelīns nāk no sēnītes Gibberrella funjikuroi, organismā, no kura tas sākotnēji tika iegūts, slimības cēlonis "Bakanae".

Lai gan ir konstatēti vairāk nekā 112 gibberelīni, ļoti maz acīmredzamas fizioloģiskās aktivitātes. Tikai gibberelīns A3 vai gibberelīnskābe, un gibberelīni A1, A4 un A7 tiem ir komerciāla nozīme.

Šie fitohormoni veicina pārsteidzošas izmaiņas augu lielumā, kā arī izraisa šūnu dalīšanos lapās un stublājos. Tās eksogēnās lietošanas redzamais efekts ir plāno kātu, mazāk zaru un trauslu lapu pagarināšanās.

Indekss

  • 1 veidi
    • 1.1. Brīvas formas
    • 1.2. Konjugētas formas
  • 2 Funkcija
  • 3 Darbības veids
  • 4 Gibberelīnu biosintēze
  • 5 Dabisko gibberelīnu iegūšana
  • 6 Fizioloģiskā iedarbība
  • 7 Komerciālie lietojumi
  • 8 Atsauces

Veidi

Gibberelīnu struktūra ir piecu oglekļa izoprenoīdu savienojuma rezultāts, kas kopā veido četru gredzenu molekulu. Tās klasifikācija ir atkarīga no bioloģiskās aktivitātes.

Bezmaksas veidlapas

Atbilst tām vielām, kas iegūtas no ent-Kaureno, kuru pamatstruktūra ir ent-giberelano. Tos klasificē kā skābes diterpenoīdus no ent-kaurēna heterocikliskā ogļūdeņraža. Ir zināmi divi brīvo formu veidi.

  • Neaktīvs: ir 20 oglekļi.
  • Aktīvs: Tie ir 19 oglekļa, jo tie ir zaudējuši īpašu oglekli. Aktivitāte ir kondicionēta, lai tajā būtu 19 oglekļi un hidroksilācija 3. pozīcijā.

Konjugētas formas

Tie ir tie gibberelīni, kas ir saistīti ar ogļhidrātiem, tāpēc viņiem nav bioloģiskas aktivitātes.

Funkcija

Gibberelīnu galvenā funkcija ir augu struktūru augšanas un pagarināšanās indukcija. Fizioloģiskais mehānisms, kas pieļauj pagarinājumu, ir saistīts ar endogēnās kalcija koncentrācijas izmaiņām šūnu līmenī.

Gibberelīnu pielietošana veicina dažādu sugu ziedēšanas un ziedkopu attīstību, jo īpaši garo dienu augos (PDL). Saistībā ar fitohromiem tiem ir sinerģiska iedarbība, kas ziedēšanas laikā stimulē ziedu struktūru, piemēram, ziedlapiņu, putekšņu vai karpu diferenciāciju..

No otras puses, tie izraisa sēklu dīgtspēju, kas paliek neaktīvi. Faktiski tie aktivizē rezervju mobilizāciju, veicinot sēklu amilāžu un proteāžu sintēzi.

Tāpat tie veicina augļu attīstību, stimulējot ziedu sarecēšanu vai pārveidošanos par augļiem. Turklāt tie veicina parthenocarpy un tiek izmantoti, lai ražotu augļus bez sēklām.

Darbības veids

Gibberelīni veicina šūnu dalīšanos un pagarināšanos, jo kontrolētās lietojumprogrammas palielina šūnu skaitu un lielumu. Gibberelīnu darbības veidu regulē kalcija jonu satura izmaiņas audos.

Šie fitohormoni tiek aktivizēti un rada fizioloģiskas un morfoloģiskas atbildes auga audos ļoti mazās koncentrācijās. Šūnu līmenī ir svarīgi, lai visi iesaistītie elementi būtu klāt un būtu dzīvotspējīgi, lai notiktu pārmaiņas..

Gibberelīnu darbības mehānisms tika pētīts attiecībā uz miežu sēklu dīgtspēju un embrija augšanu (Hordeum vulgare). Faktiski gibberelīnu bioķīmiskā un fizioloģiskā funkcija ir pārbaudīta, veicot izmaiņas šajā procesā..

Miežu sēklām ir proteīna bagātu šūnu slānis zem epispermas, ko sauc par aleurona slāni. Dīgtspējas sākumā embrijs izdala gibberelīnus, kas iedarbojas uz aleurona slāni, kas rada abus hidrolītiskos fermentus..

Šajā mehānismā α-amilāze, kas ir atbildīga par cietes izvēršanu cukuros, ir galvenais sintezētais enzīms. Pētījumi liecina, ka cukuri veidojas tikai tad, kad ir klāt aleurona slānis.

Tāpēc aleurona slāņa izcelsmes a-amilāze ir atbildīga par cietes endospermas cietes cietes pārveidošanu. Šādā veidā embrioni atbrīvo atbrīvotos cukurus un aminoskābes atbilstoši to fizioloģiskajām prasībām.

Tiek pieņemts, ka gibberelīni aktivizē dažus gēnus, kas darbojas uz mRNS molekulām, kas atbild par a-amilāzes sintēzi. Lai gan vēl nav pārbaudīts, vai fitohorms iedarbojas uz gēnu, tā klātbūtne ir būtiska RNS sintēzes un fermentu veidošanās procesā..

Gibberelīnu biosintēze

Gibberelīni ir terpenoīdu savienojumi, kas iegūti no gibano gredzena, kas sastāv no tetracikliskas struktūras, kas iegūta no entuziastāna. Biosintēzi veic, izmantojot mevalonskābes ceļu, kas ir galvenais eukariotu metāliskais ceļš.

Šis ceļš notiek augu šūnu, rauga, sēnīšu, baktēriju, aļģu un vienšūņu endoplazmatiskajā tīklenē. Rezultāts ir piecas oglekļa struktūras, ko sauc par izopentenilpirofosfātu un dimetilalilpirofosfātu, ko izmanto izoprenoīdu iegūšanai..

Isoprenoīdi ir dažādu daļiņu, piemēram, koenzīmu, K vitamīna, un to starpā fitohormonu promotora molekulas. Augu līmenī metabolisma ceļš parasti beidzas ar GA iegūšanu12-aldehīds.

Iegūstot šo savienojumu, katra augu suga seko dažādiem procesiem, līdz tiek sasniegts zināms gibberelīnu daudzums. Faktiski katrs gibberelīns darbojas neatkarīgi vai mijiedarbojas ar citiem fitohormoniem.

Šis process notiek tikai jauno lapu meristematiskajos audos. Pēc tam šīs vielas tiek pārnestas uz pārējo auga caur plāksni.

Dažās sugās gibberelīni tiek sintezēti saknes virsotnes līmenī, pārceļoties uz stublāju caur lāpstiņu. Arī nenobriedušām sēklām ir augsts gibberelīnu saturs.

Dabisko gibberelīnu iegūšana

Slāpekļa, gāzēto un minerālo sāļu fermentācija ir dabisks veids, kā iegūt komerciālus gibberelīnus. Kā gāzēts avots tiek izmantots glikoze, saharoze, dabīgie milti un tauki, un tiek izmantoti fosfāta un magnija sāļi..

Efektīvai fermentācijai šis process prasa 5 līdz 7 dienas. Ir nepieciešami sajaukšanās un pastāvīgi aerācijas apstākļi, saglabājot vidēji 28 līdz 32 ° C, un pH līmeni 3-3,5.

Faktiski gibberelīnu reģenerācijas process tiek veikts, sadalot biomasu no fermentēta buljona. Šajā gadījumā šūnu nesaturošs supernatants satur elementus, ko izmanto kā augu augšanas regulatorus.

Laboratorijas līmenī gibberelīna daļiņas var atgūt, izmantojot šķidruma-šķidruma ekstrakcijas kolonnas. Šai metodei kā organiskais šķīdinātājs tiek izmantots etilacetāts.

Tā defektā virspusē tiek uzklāti anjonu apmaiņas sveķi, panākot gibberelīnu nokrišanu, izmantojot gradienta eluāciju. Visbeidzot, daļiņas tiek žāvētas un kristalizētas atbilstoši noteiktajam tīrības līmenim.

Lauksaimniecības jomā gibberelīni tiek izmantoti ar tīrības pakāpi no 50 līdz 70%, sajaucot ar komerciāli inertu sastāvdaļu. Mikropalielošanas un kultūraugu tehnikā in vitro, Ieteicams izmantot komerciālus produktus, kuru tīrības pakāpe ir lielāka par 90%..

Fizioloģiskā iedarbība

Gibberelīnu lietošana nelielos daudzumos veicina dažādas fizioloģiskas iedarbības augos, tostarp:

  • Audu augšanas un stublāju pagarināšanās indukcija
  • Dīgtspējas stimulēšana
  • Ziedu augšanas veicināšana augļiem
  • Augļu ziedēšanas un attīstības regulēšana
  • Divgadu augu pārveidošana par viengadīgajiem
  • Seksuālās izpausmes maiņa
  • Dwarfism apspiešana

Gibberelīnu eksogēno iedarbību ietekmē dažu augu struktūru nepilngadīgo stāvoklis. Veģetatīvai pavairošanai izmantotie spraudeņi vai likmes viegli iesakņojas, kad izpaužas jaunības raksturs.

Turpretī, ja augu struktūras izpaužas kā pieaugušo raksturs, sakņu veidošanās ir nulle. Gibberelīnu pielietošana ļauj augam pāriet no nepilngadīgo stāvokļa līdz pieauguša cilvēka vecumam vai otrādi.

Šis mehānisms ir būtisks, ja vēlaties sākt ziedēšanu kultūrās, kas nav pabeigušas nepilngadīgo fāzi. Pieredze ar koku sugām, tādām kā ciprese, priežu vai parastā rauga, ir ievērojami samazinājusi ražošanas ciklus.

Komerciālie lietojumi

Dažu sugu gaismas stundu vai aukstuma apstākļu prasības var papildināt ar specifiskiem gibberelīnu pielietojumiem. Turklāt gibberelīni var stimulēt ziedu struktūru veidošanos un galu galā noteikt auga seksuālās īpašības.

Augļu audzēšanas procesā gibberelīni veicina augļu augšanu un attīstību. Tāpat tie aizkavē augļu novecošanu, novēršot to pasliktināšanos kokā vai veicot kādu lietderīgās lietošanas laiku, kad novākti..

Ja vēlams iegūt augļus bez sēklām (Partenocarpia), šis fenomens izraisa specifiskus gibberelīnu lietojumus. Praktisks piemērs ir sēklu bez vīnogu ražošana, kas komerciālā līmenī ir vairāk pieprasītas nekā sugas ar sēklām..

Šajā kontekstā gibberelīnu izmantošana sēklās neaktīvā stāvoklī ļauj aktivizēt fizioloģiskos procesus un izkļūt no šī stāvokļa. Faktiski adekvāta deva aktivizē hidrolītiskos fermentus, kas noārda cukura cieti, veicinot embrija attīstību..

Biotehnoloģijas jomā gibberelīni tiek izmantoti audu reģenerācijai kultūrās in vitro patogēnu nesaturošu explants. Tāpat gibberelīnu pielietojums mātes augos stimulē to augšanu, veicinot veselīgu ābolu ieguvi laboratorijas līmenī..

Komerciālā līmenī gibberelīnu pieteikumi cukurniedru audzēšanā (Saccharum officinarum) ļauj palielināt cukura ražošanu. Šajā sakarā šie fitohormoni izraisa starpsavienojumu pagarinājumu, ja tiek ražota un uzglabāta saharoze, tādējādi palielinot cukura uzkrāšanos lielākos izmēros..

Atsauces

  1. Dārzeņu hormonu izmantošana (2016) Dārzkopība. Atgūts: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín un Talón Manuel (2008) Augu fizioloģijas pamati. Mc Graw Hill, 2. izdevums. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Augu fizioloģija. Tēma X. Gibberelīni. Kartahenas Politehniskā universitāte. 7 lpp.
  4. Delgado Arrieta G. un Domenech López F. (2016) Gibberelīns. Tehniskās zinātnes 4.27. Nodaļa, 4 lpp.
  5. Fitoregulatori (2003) Universitat Politècnica de València. Saturs iegūts no: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Augu augšanas regulatori lauksaimniecībā. Kalifornijas Universitāte, Dāvis. Redakcija Trillas. ISBN: 9682404312.