Гибберелински типови, функција, начин деловања, биосинтеза, примена



Тхе гиберелине то су биљни хормони или фитохормони који интервенишу у различитим процесима раста и развоја виших биљака. У ствари, они стимулишу раст и продуљење стабљике, развој плодова и клијавост семена.

Његово откриће је направљено средином 30-их година јапанским истраживачима који су проучавали абнормални раст биљака пиринча. Име Гбереллин долази од гљивица Гибберрелла фуњикурои, организам из којег је првобитно извађен, узрочник болести "Баканае".

Иако је идентификовано више од 112 гиберелина, веома мали број манифестује физиолошку активност. Само гиберелин А3 или гибберелну киселину, и гиберелине А1, А4 и А7 имају комерцијални значај.

Ови фитохормони промовишу изненађујуће промене у величини биљака, поред тога што изазивају дељење ћелија у листовима и стаблима. Видљив ефекат његове егзогене примене је издужење танких стабљика, мање грана и крхких листова.

Индек

  • 1 Типови
    • 1.1 Слободни облици
    • 1.2 Коњуговани облици
  • 2 Функција
  • 3 Начин дјеловања
  • 4 Биосинтеза гиберелина
  • 5 Добијање природних гиберелина
  • 6 Физиолошки ефекти
  • 7 Комерцијалне апликације
  • 8 Референце

Типови

Структура гиберелина је резултат спајања пет угљеникових изопреноида који заједно формирају молекул са четири прстена. Његова класификација зависи од биолошке активности.

Слободни облици

Одговара оним супстанцама које потичу из ент-Каурено, чија је основна структура ент-гиберелано. Они су класификовани као киселински дитерпеноиди из ент-Каурене хетероцикличног угљоводоника. Позната су два типа слободних облика.

  • Неактивно: представља 20 угљеника.
  • Активно: Они представљају 19 угљеника, јер су изгубили одређени угљеник. Активност је условљена да има 19 угљеника и представља хидроксилацију у положају 3.

Цоњугатед формс

То су они гиберелинови који су повезани са угљеним хидратима, тако да немају биолошку активност.

Фунцтион

Главна функција гиберелина је индукција раста и издужење биљних структура. Физиолошки механизам који омогућава издужење је повезан са променама у концентрацији ендогеног калцијума на ћелијском нивоу.

Примена гиберелина унапређује развој цветања и цветова различитих врста, посебно у биљкама дугог дана (ПДЛ). У вези са фитохромима, они представљају синергистички ефекат, стимулишући диференцијацију цветних структура, као што су латице, стаменс или царпелс, током цветања.

С друге стране, они проузрокују клијање семена који остају успавани. У ствари, они активирају мобилизацију резерви, изазивајући синтезу амилаза и протеаза у семену.

Исто тако, они фаворизују развој плодова, стимулишући гушење или трансформацију цвећа у плодове. Поред тога, они промовишу партенокарпију и користе се за производњу плодова без семена.

Начин деловања

Гиберелини промовишу дељење ћелија и елонгацију, пошто контролисане апликације повећавају број и величину ћелија. Начин деловања гиберелина регулисан је варијацијом садржаја калцијумових јона у ткивима.

Ови фитохормони се активирају и генеришу физиолошке и морфолошке одговоре при веома ниским концентрацијама у биљним ткивима. На станичном нивоу, од суштинског је значаја да сви укључени елементи буду присутни и одрживи да би се дошло до промене..

Проучаван је механизам деловања гиберелина на процес клијања и раста ембриона у семену јечма (Хордеум вулгаре). У ствари, биохемијска и физиолошка функција гиберелина доказана је промјенама које се дешавају у овом процесу.

Семе јечма имају слој ћелија богатих протеинима испод епизперма, који се назива алеуронски слој. На почетку процеса клијања, ембрион ослобађа гиберелине који делују на алеуронски слој који генерише оба хидролизна ензима..

У овом механизму, α-амилаза, одговорна за откривање скроба у шећере, је главни синтетизовани ензим. Истраживања су показала да се шећери формирају само када је присутан алеуронски слој.

Према томе, а-амилаза која потиче из алеуронског слоја је одговорна за трансформацију резервног скроба у амилацеоус ендосперм. На тај начин, ембриони се ослобађају шећера и аминокиселина у складу са њиховим физиолошким захтевима.

Претпоставља се да гиберелине активирају одређене гене који дјелују на мРНА молекуле одговорне за синтезу а-амилазе. Иако још није потврђено да фитохормон делује на ген, његово присуство је неопходно за синтезу РНК и формирање ензима..

Биосинтеза гиберелина

Гиберелини су терпеноидна једињења изведена из гибано прстена састављеног од тетрацикличке структуре ент-гиберелане. Биосинтеза се одвија кроз пут мевалонске киселине, која је главни метални пут еукариота.

Овај пут се јавља у цитосолу и ендоплазматском ретикулуму биљних ћелија, квасца, гљивица, бактерија, алги и протозоа. Резултат су пет карбонске структуре назване изопентенил пирофосфат и диметилалил пирофосфат који се користи за добијање изопреноида..

Изопреноиди су молекули промотора различитих честица као што су коензими, витамин К, а међу њима и фитохормони. На нивоу биљке, метаболички пут се обично завршава добијањем ГА12-алдехид.

Добијено ово једињење, свака биљна врста прати различите процесе до постизања разноликости познатих гиберелина. У ствари, сваки гиберелин делује независно или у интеракцији са другим фитохормонима.

Овај процес се одвија искључиво у меристематичним ткивима младих листова. Затим се ове супстанце транслоцирају у остатак биљке кроз флоем.

Код неких врста, гиберелине се синтетизују на нивоу апекса корена, а транслоцирају се на стабљику кроз флоем. Исто тако, незрела семена имају висок садржај гиберелина.

Добијање природних гиберелина

Ферментација азота, карбонатних и минералних соли је природан начин за добијање комерцијалних гиберелина. Као карбонизовани извор користе се глукоза, сахароза, природна брашна и масти, а примењују се и минералне соли фосфата и магнезијума..

Процес захтева 5 до 7 дана за ефикасну ферментацију. Потребни су агитација и константни услови аерације, одржавајући у просеку 28 ° до 32 ° Ц, и пХ вредности од 3-3,5.

У ствари, процес опоравка гиберелина се одвија кроз дисоцијацију биомасе из ферментисане бујоне. У овом случају супернатант без ћелија садржи елементе који се користе као регулатори раста биљака.

На лабораторијском нивоу, честице гиберелина могу се повратити процесом екстракционих колона за течност-течност. За ову технику, етил ацетат се користи као органски растварач.

У свом дефекту, анионске измјењивачке смоле се наносе на супернатант, чиме се постиже таложење гиберелина помоћу градијентне елуције. Коначно, честице се осуше и кристализују у складу са утврђеним степеном чистоће.

На пољопривредном пољу, употребљавају се гиберелине са степеном чистоће између 50 и 70%, помешани са комерцијално инертним састојком. У техникама микропропагације и усева ин витро, Препоручљиво је користити комерцијалне производе са степеном чистоће већим од 90%.

Физиолошки ефекти

Примена гиберелина у малим количинама промовише различите физиолошке активности у биљкама, међу којима су:

  • Индукција раста ткива и издужење стабљика
  • Стимулација клијања
  • Промоција постављања цвијећа на воће
  • Регулација цветања и развој плодова
  • Трансформација двогодишњих биљака у биљке
  • Промена сексуалног изражавања
  • Сузбијање дварфизма

Егзогена примјена гиберелина дјелује на стање јувенила појединих биљних структура. Резнице или колци који се користе за вегетативно размножавање, лако покрећу процес укорењивања када се манифестује његов младалачки карактер.

Насупрот томе, ако биљне структуре испољавају свој карактер одраслих особа, формирање корена је нулто. Примена гиберелина омогућава да биљка пређе из свог стања у младалачком стању у одрасло доба или обрнуто.

Овај механизам је од суштинског значаја када желите да почнете цветање у усевима који нису завршили своју јувенилну фазу. Искуства са дрвенастим врстама, као што су чемпрес, бор или тиса, значајно су смањили производне циклусе.

Цоммерциал апплицатионс

Захтеви светлосних сати или хладних услова код неких врста могу се допунити специфичним применама гиберелина. Поред тога, гиберелине могу да стимулишу формирање цветних структура и на крају одреде сексуалне особине биљке.

У процесу плодоносења, гиберелине подстичу раст и развој плодова. Исто тако, они одгађају старење плодова, спречавајући њихово пропадање на дрвету или доприносећи неком корисном веку када се пожање \ т.

Када је пожељно да се добију плодови без семена (Партеноцарпиа), специфична примена гиберелина изазива овај феномен. Практичан примјер је производња грожђа без сјемена, које је на комерцијалном нивоу више тражено од врсте са сјеменкама..

У овом контексту, примена гиберелина у семену у стању мировања дозвољава активирање физиолошких процеса и излазак из овог стања. У ствари, адекватна доза активира хидролизне ензиме који деградирају скроб у шећеру, фаворизујући развој ембриона.

У биотехнолошком пољу, гиберелине се користе за регенерацију ткива у усевима ин витро експлантата без патогена. Исто тако, примена гиберелина у матичним биљкама стимулише њихов раст, олакшавајући екстракцију здравих апица на лабораторијском нивоу..

На комерцијалном нивоу, примена гиберелина у узгоју шећерне трске (Саццхарум оффицинарум) омогућити повећање производње шећера. У том смислу, ови фитохормони изазивају продуљење интернодија где се производи и складишти сахароза, на тај начин до веће величине веће количине акумулације шећера..

Референце

  1. Примена биљних хормона (2016) Хортицултурес. Опорављен у: хортицултивос.цом
  2. Азцон-Бието Јоакуин и Талон Мануел (2008) Фундаменталс оф Плант Пхисиологи. Мц Грав Хилл, 2. издање. ИСБН: 978-84-481-9293-8.
  3. Церезо Мартинез Јорге (2017) Плант Пхисиологи. Топиц Кс. Гиббереллинс. Политехнички универзитет у Картагени. 7 стр.
  4. Делгадо Арриета Г. и Доменецх Лопез Ф. (2016) Гибберелин. Тецхницал Сциенцес Поглавље 4.27, 4 стр.
  5. Пхиторегулаторс (2003) Университат Политецница де Валенциа. Преузето са: еуита.упв.ес
  6. Веавер Роберт Ј. (1976) Регулатори раста биљака у пољопривреди. Калифорнијски универзитет, Давис. Едиториал Триллас. ИСБН: 9682404312.