Gibberelinski tipovi, funkcija, način djelovanja, biosinteza, primjena



giberelinas to su biljni hormoni ili fitohormoni koji interveniraju u različitim procesima rasta i razvoja viših biljaka. Zapravo, oni stimuliraju rast i produljenje stabljike, razvoj plodova i klijavost sjemena.

Njegovo otkriće napravili su sredinom 30-ih godina japanski istraživači koji su proučavali abnormalni rast biljaka riže. Ime giberelin dolazi iz gljivica Gibberrella funjikuroi, organizam iz kojeg je izvorno izlučena, uzročnik bolesti "Bakanae".

Iako je identificirano više od 112 giberelina, vrlo malo se manifestira fiziološka aktivnost. Samo giberelin A3 ili gibbereličnu kiselinu i gibereline A1, 4 i A7 imaju komercijalnu važnost.

Ovi fitohormoni potiču iznenađujuće promjene u veličini biljaka, uz indukciju stanične diobe u lišću i stabljikama. Vidljiv učinak njegove egzogene primjene je produljenje tankih stabljika, manje grana i krhkih listova.

indeks

  • 1 Vrste
    • 1.1 Slobodni oblici
    • 1.2 Konjugirani oblici
  • 2 Funkcija
  • 3 Način djelovanja
  • 4 Biosinteza giberelina
  • 5 Dobivanje prirodnih giberelina
  • 6 Fiziološki učinci
  • 7 Komercijalne aplikacije
  • 8 Reference

vrsta

Struktura giberelina je rezultat spoja pet ugljikovih izoprenoida koji zajedno tvore molekulu s četiri prstena. Njegova klasifikacija ovisi o biološkoj aktivnosti.

Slobodni oblici

Odgovara onim tvarima koje potječu iz ent-Kaureno, čija je temeljna struktura ent-giberelano. Oni su klasificirani kao kiselinski diterpenoidi iz ent-Kaurene heterocikličkog ugljikovodika. Poznate su dvije vrste slobodnih oblika.

  • aktivna: predstavlja 20 ugljika.
  • aktivan: Oni predstavljaju 19 ugljika, jer su izgubili određeni ugljik. Aktivnost je uvjetovana da ima 19 ugljika i predstavlja hidroksilaciju u položaju 3.

Konjugirani oblici

Oni su oni gibereliini koji su povezani s ugljikohidratima, tako da nemaju biološku aktivnost.

funkcija

Glavna funkcija giberelina je indukcija rasta i produljenje biljnih struktura. Fiziološki mehanizam koji omogućuje produljenje povezan je s promjenama koncentracije endogenog kalcija na staničnoj razini.

Primjena giberelina potiče razvoj cvjetanja i cvjetanja raznih vrsta, osobito u dugotrajnim biljkama (PDL). Povezani s fitokromima, imaju sinergistički učinak, stimulirajući diferencijaciju cvjetnih struktura, kao što su latice, stamens ili carpels, tijekom cvatnje.

S druge strane, oni uzrokuju klijanje sjemena koji ostaju uspavani. U stvari, aktiviraju mobilizaciju rezervi, inducirajući sintezu amilaza i proteaza u sjemenu.

Isto tako, pogoduju razvoju plodova, potičući zgrušavanje ili pretvaranje cvijeća u plodove. Osim toga, oni potiču partenokarpiju i koriste se za proizvodnju plodova bez sjemenki.

Način djelovanja

Giberelini potiču staničnu diobu i produljenje, budući da kontrolirane aplikacije povećavaju broj i veličinu stanica. Način djelovanja giberelina reguliran je variranjem sadržaja kalcijevih iona u tkivima.

Ovi se fitohormoni aktiviraju i generiraju fiziološke i morfološke odgovore u vrlo niskim koncentracijama u biljnim tkivima. Na staničnoj razini, bitno je da su svi uključeni elementi prisutni i održivi da bi došlo do promjene..

Proučavan je mehanizam djelovanja giberelina na proces klijanja i rasta zametka u zrnu ječma (Hordeum vulgare). Zapravo, biokemijska i fiziološka funkcija giberelina dokazana je na promjenama koje se događaju u ovom procesu.

Sjeme ječma ima sloj stanica bogatih proteinima ispod epizperma, koji se naziva aleuronski sloj. Na početku procesa klijanja, embrij oslobađa gibereline koji djeluju na aleuronski sloj koji generira oba hidrolitička enzima..

U ovom mehanizmu, a-amilaza, odgovorna za otkrivanje škroba u šećere, glavni je sintetizirani enzim. Istraživanja su pokazala da se šećeri formiraju samo kada je prisutan aleuronski sloj.

Prema tome, a-amilaza koja potječe iz aleuronskog sloja odgovorna je za pretvaranje rezervnog škroba u škrobni endosperm. Na taj način embrij se oslobađa šećera i aminokiselina u skladu s njihovim fiziološkim zahtjevima.

Pretpostavlja se da gibereline aktiviraju određene gene koji djeluju na mRNA molekule odgovorne za sintezu a-amilaze. Iako još nije potvrđeno da fitohormon djeluje na gen, njegova prisutnost je bitna za sintezu RNA i stvaranje enzima..

Biosinteza giberelina

Giberelini su terpenoidni spojevi izvedeni iz gibano prstena sastavljenog od tetracikličke strukture ent-giberelane. Biosinteza se provodi putem mevalonske kiseline, koja je glavni metalni put eukariota.

Taj se put događa u citosolu i endoplazmatskom retikulumu biljnih stanica, kvasca, gljivica, bakterija, algi i protozoa. Rezultat su pet karbonske strukture nazvane izopentenil pirofosfat i dimetilalil pirofosfat koji se koristi za dobivanje izoprenoida..

Izoprenoidi su molekule promotora različitih čestica kao što su koenzimi, vitamin K, a među njima i fitohormoni. Na razini biljke, metabolički put se obično završava dobivanjem GA12-aldehid.

Dobiveni ovaj spoj, svaka biljna vrsta slijedi različite postupke do postizanja raznolikosti poznatih giberelina. U stvari, svaki giberelin djeluje neovisno ili u interakciji s drugim fitohormonima.

Taj se proces odvija isključivo u meristematičnim tkivima mladih listova. Zatim se te supstance translociraju u ostatak biljke kroz floem.

Kod nekih vrsta, gibereline se sintetiziraju na razini vrha korijena, te se translociraju na stabljiku kroz floem. Isto tako, nezrelo sjeme ima visok sadržaj giberelina.

Dobivanje prirodnih giberelina

Fermentacija dušika, gaziranih i mineralnih soli je prirodni način za dobivanje komercijalnih giberelina. Kao gazirani izvor koriste se glukoza, saharoza, prirodna brašna i masti, te se primjenjuju mineralne soli fosfata i magnezija..

Za djelotvornu fermentaciju proces traje 5 do 7 dana. Potrebno je miješanje i konstantni uvjeti prozračivanja, održavajući prosječno 28 ° do 32 ° C, i pH vrijednosti od 3-3,5.

U stvari, proces oporavka giberelina odvija se disocijacijom biomase iz fermentirane smjese. U tom slučaju supernatant bez stanica sadrži elemente koji se koriste kao regulatori rasta biljaka.

Na laboratorijskoj razini, čestice giberelina mogu se povratiti postupkom ekstrakcijskih kolona tekuće-tekuće. Za ovu tehniku, etil acetat se koristi kao organsko otapalo.

U svom defektu, anionske izmjenjivačke smole se nanose na supernatant, čime se postiže taloženje giberelina pomoću gradijentne elucije. Konačno, čestice se osuše i kristaliziraju u skladu s utvrđenim stupnjem čistoće.

Na poljoprivrednom polju, upotrebljavaju se gibereline sa stupnjem čistoće između 50 i 70%, pomiješani s komercijalno inertnim sastojkom. U tehnikama mikropropagacije i usjeva in vitro, Preporučljivo je koristiti komercijalne proizvode sa stupnjem čistoće većim od 90%.

Fiziološki učinci

Primjena giberelina u malim količinama potiče različite fiziološke aktivnosti u biljkama, među kojima su:

  • Indukcija rasta tkiva i produljenje stabljike
  • Stimulacija klijanja
  • Promocija postavljanja cvijeća na voće
  • Regulacija cvjetanja i razvoj plodova
  • Transformacija dvogodišnjih biljaka u biljke
  • Promjena seksualnog izražavanja
  • Suzbijanje patuljastosti

Egzogena primjena giberelina djeluje na stanje juvenila pojedinih biljnih struktura. Reznice ili kolci koji se koriste za vegetativno razmnožavanje, lako pokreću proces ukorjenjivanja kada se manifestira njegov mladalački karakter.

I obrnuto, ako biljne strukture pokazuju svoj karakter odrasle osobe, formiranje korijena je nulto. Primjena giberelina omogućuje da biljka prijeđe iz stanja juvenila u odraslu dob ili obrnuto.

Taj je mehanizam neophodan kada želite započeti cvjetanje usjeva koji nisu završili svoju juvenilnu fazu. Iskustva s drvenastim vrstama, kao što su čempres, bor ili tisa, znatno su smanjili proizvodne cikluse.

Komercijalne aplikacije

Zahtjevi za svjetlosnim satima ili hladnim uvjetima kod nekih vrsta mogu se dopuniti specifičnom primjenom giberelina. Osim toga, gibereline mogu stimulirati formiranje cvjetnih struktura i na kraju odrediti spolne osobine biljke.

U plodonosnom procesu, gibereline potiču rast i razvoj plodova. Isto tako, oni odgađaju starenje plodova, sprječavajući njihovo propadanje na stablu ili pridonoseći nekom korisnom vijeku života nakon berbe.

Kada se želi dobiti plodove bez sjemena (Partenocarpia), specifična primjena giberelina inducira ovaj fenomen. Praktičan primjer je proizvodnja grožđa bez sjemena, koje je na komercijalnoj razini zahtjevnije od vrste s sjemenkama..

U tom kontekstu, primjena giberelina u sjemenkama u stanju mirovanja omogućuje aktiviranje fizioloških procesa i izlazak iz ovog stanja. Ustvari, odgovarajuća doza aktivira hidrolitičke enzime koji razgrađuju škrob u šećeru, pogodujući razvoju embrija.

U biotehnološkom području, gibereline se koriste za regeneraciju tkiva u usjevima in vitro eksplantata bez patogena. Isto tako, primjena giberelina u majčinim biljkama stimulira njihov rast, olakšavajući ekstrakciju zdravih apica na laboratorijskoj razini.

Na komercijalnoj razini, primjena giberelina u uzgoju šećerne trske (Saccharum officinarum) omogućiti povećanje proizvodnje šećera. S tim u vezi, ti fitohormoni induciraju produljenje internodija gdje se proizvodi i skladišti saharoza, na taj način do veće količine veće količine šećera.

reference

  1. Primjena biljnih hormona (2016) hortikultura. Oporavljen u: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín i Talón Manuel (2008.) Osnove fiziologije biljaka. Mc Graw Hill, drugo izdanje. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Fiziologija biljaka. Tema X. Gibereliini. Politehničko sveučilište u Cartageni. 7 str.
  4. Delgado Arrieta G. i Domenech López F. (2016) Gibberelin. Tehničke znanosti Poglavlje 4.27, 4 str.
  5. Fitoregulatori (2003) Universitat Politècnica de València. Preuzeto s: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Regulatori rasta biljaka u poljoprivredi. Kalifornijsko sveučilište, Davis. Uvodnik Trillas. ISBN: 9682404312.