Gibberelių rūšys, funkcija, veikimo būdas, biosintezė, taikymas



The gibberelinai jie yra augalų hormonai arba fitohormonai, kurie įsikiša į skirtingus augimo ir augimo procesus. Tiesą sakant, jie skatina stiebo augimą ir pailgėjimą, vaisių vystymąsi ir sėklų daigumą.

Jo atradimą 30-ojo dešimtmečio viduryje atliko japonų tyrinėtojai, tiriantys nenormalų ryžių augalų augimą. Pavadinimas gibberelis yra kilęs iš grybelio Gibberrella funjikuroi, organizmas, iš kurio jis buvo iš pradžių išgautas, ligos priežastinis agentas "Bakanae".

Nors buvo nustatyta daugiau kaip 112 gibberelių, labai nedaug akivaizdaus fiziologinio aktyvumo. Tik gibberelinas A3 arba gibberelio rūgštis ir gibberelinai A1, A4 ir A7 jie turi komercinę svarbą.

Šie fitohormonai skatina netikėtus augalų dydžio pokyčius, be to, skatina ląstelių pasiskirstymą lapuose ir stiebruose. Matomas jo išorinio panaudojimo poveikis yra plonų stiebų, mažiau šakų ir trapių lapų pailgėjimas.

Indeksas

  • 1 tipai
    • 1.1 Laisvos formos
    • 1.2 Konjuguotos formos
  • 2 Funkcija
  • 3 Veikimo būdas
  • 4 Gibbereliočių biosintezė
  • 5 Natūralaus gibbereliočių gavimas
  • 6 Fiziologinis poveikis
  • 7 Komercinės programos
  • 8 Nuorodos

Tipai

Gibberelių struktūra yra penkių anglies izoprenoidų, kurie kartu sudaro keturių žiedų molekulę, sąjungos rezultatas. Jo klasifikacija priklauso nuo biologinio aktyvumo.

Laisvos formos

Atitinka medžiagas, gautas iš ent-Kaureno, kurios pagrindinė struktūra yra ent-giberelano. Jie yra klasifikuojami kaip rūgštiniai diterpenoidai iš ent-kaureno heterociklinių angliavandenilių. Yra dviejų rūšių laisvos formos.

  • Neaktyvus: pristato 20 anglies.
  • Aktyvus: Jie turi 19 anglies, nes jie prarado tam tikrą anglies kiekį. Aktyvumas yra sąlygojamas 19 angliavandenilių ir yra hidroksilinimas 3 padėtyje.

Konjuguotos formos

Jie yra tie gibberelinai, kurie yra susiję su angliavandeniais, todėl jie neturi biologinio aktyvumo.

Funkcija

Pagrindinė gibberelių funkcija yra augalų struktūrų augimo ir pailgėjimo indukcija. Fiziologinis mechanizmas, leidžiantis pailgėti, yra susijęs su endogeninio kalcio koncentracijos pokyčiais ląstelių lygiu.

Gibberelių naudojimas skatina įvairių rūšių žydėjimo ir žiedynų vystymąsi, ypač ilgų dienų augaluose (PDL). Susiję su fitochromais, jie turi sinerginį poveikį, skatinantis gėlių struktūrų, pvz., Žiedlapių, kuokelių ar dailidžių, diferenciaciją žydėjimo metu.

Kita vertus, jie sukelia sėklų, kurie lieka ramūs, daigumą. Iš tikrųjų jie aktyvina rezervų mobilizavimą, skatindami sėklų amilazių ir proteazių sintezę.

Jie taip pat skatina vaisių vystymąsi, skatina gėlių skilimą arba transformaciją į vaisius. Be to, jie skatina parthenocarpy ir naudojami gaminti vaisius be sėklų.

Veiksmo būdas

Gibberelinai skatina ląstelių pasiskirstymą ir pailgėjimą, nes kontroliuojamos programos padidina ląstelių skaičių ir dydį. Gibberelių veikimo būdą reguliuoja kalcio jonų kiekio pokyčiai audiniuose.

Šie fitohormonai yra aktyvuojami ir sukelia fiziologinius ir morfologinius atsakus labai mažomis koncentracijomis augalų audiniuose. Ląstelių lygiu labai svarbu, kad visi dalyvaujantys elementai būtų ir būtų gyvybingi, kad įvyktų pokyčiai..

Gibberelioinų veikimo mechanizmas buvo tiriamas embriono daigumo ir augimo procese miežių sėklose (Hordeum vulgare). Tiesą sakant, biocheminė ir fiziologinė gibberelių funkcija buvo patvirtinta šiame procese vykstančių pokyčių metu..

Miežių sėklos turi baltymų turinčių ląstelių sluoksnį po epispermu, vadinamu aleurono sluoksniu. Pradedant daiginimo procesui, embrionai išskiria gibberelinus, veikiančius aleurono sluoksnį, kuris generuoja abu hidrolizinius fermentus..

Šiame mechanizme pagrindinis sintezuojamas fermentas yra a-amilazė, atsakinga už krakmolo išsiskyrimą į cukrų. Tyrimai parodė, kad cukrus susidaro tik tada, kai yra aleurono sluoksnis.

Todėl aleurono sluoksnio kilmės a-amilazė yra atsakinga už atsarginio krakmolo transformavimą į amilinį endospermą. Tokiu būdu išleidžiami cukrūs ir amino rūgštys embrionui naudojami pagal jų fiziologinius reikalavimus.

Manoma, kad gibberelinai aktyvuoja tam tikrus genus, veikiančius mRNR molekules, atsakingas už a-amilazės sintezę. Nors dar nėra patikrinta, ar fitohormonas veikia geną, jo buvimas yra būtinas RNR sintezei ir fermentų susidarymui..

Gibberelių biosintezė

Gibberelinai yra terpenoidiniai junginiai, gauti iš gibano žiedo, kurį sudaro ent-giberelano tetraciklinė struktūra. Biosintezė atliekama per mevaloninės rūgšties kelią, kuris yra pagrindinis eukariotų metalo kelias.

Šis būdas pasireiškia augalų ląstelių, mielių, grybų, bakterijų, dumblių ir pirmuonių citozolyje ir endoplazminiame tinklelyje. Rezultatas yra penkios anglies struktūros, vadinamos izopentenilpirofosfatu, ir dimetilalilo pirofosfatas, naudojamas izoprenoidams gauti..

Izoprenoidai yra įvairių dalelių, tokių kaip koenzimai, vitaminas K, ir tarp jų fitohormonų promotoriaus molekulės. Augalų lygiu metabolinis kelias paprastai baigiasi GA12-aldehidas.

Gautas šis junginys, kiekviena augalų rūšis seka skirtingus procesus, kol pasieks daug žinomų gibberelių. Tiesą sakant, kiekvienas gibberelis veikia nepriklausomai arba sąveikauja su kitais fitohormonais.

Šis procesas vyksta tik jaunų lapų meristematiniuose audiniuose. Tuomet šios medžiagos perkeliamos į likusį augalo plotą per šlauną.

Kai kuriose rūšyse gibberelinai yra sintezuojami šaknų viršūnės lygyje, perkeliant juos į stiebą per žiedą. Be to, nesubrendusios sėklos turi didelį gibberelių kiekį.

Gamtinių gibberelių gavimas

Azoto, gazuotų ir mineralinių druskų fermentavimas yra natūralus būdas gauti komercinius gibberelinus. Kaip gazuotas šaltinis, naudojamas gliukozė, sacharozė, natūralūs miltai ir riebalai, taip pat naudojamos fosfato ir magnio mineralinės druskos..

Procesui užtikrinti reikia 5–7 dienų. Reikalingos maišymo ir pastovios aeracijos sąlygos, išlaikant vidutiniškai nuo 28 ° C iki 32 ° C, ir pH lygius 3-3,5.

Iš tikrųjų gibberelių išgavimo procesas vyksta dislokuojant biomasę nuo fermentuoto sultinio. Šiuo atveju be beicų supernatantas yra elementai, naudojami kaip augalų augimo reguliatoriai.

Laboratoriniu lygiu gibberelioino dalelės gali būti regeneruojamos skysčio-skysčio ekstrahavimo kolonėlėmis. Šiam metodui etilo acetatas naudojamas kaip organinis tirpiklis.

Savo defektu ant viršutinio sluoksnio dedamos anijonų mainų dervos, gaunančios gibberelinų nusodinimą gradiento eliuavimo būdu. Galiausiai, dalelės džiovinamos ir kristalizuojamos pagal nustatytą grynumo laipsnį.

Žemės ūkio srityje gibberelinai yra naudojami nuo 50 iki 70% grynumo laipsnio, sumaišyti su komerciniu požiūriu inertiniu ingredientu. Mikropaskirstymo ir pasėlių technikoje in vitro, Patartina naudoti komercinius produktus, kurių grynumo laipsnis yra didesnis nei 90%..

Fiziologinis poveikis

Gibberelių naudojimas nedideliais kiekiais skatina įvairius fiziologinius poveikius augaluose, tarp jų:

  • Audinių augimo ir stiebų pailgėjimas
  • Dygimo stimuliavimas
  • Gėlių nustatymas vaisiuose
  • Žydėjimo ir vaisių vystymosi reguliavimas
  • Dvejų metų augalų transformavimas į vienmečius
  • Lytinės raiškos pakeitimas
  • Dwarfizmo slopinimas

Išorinis gibberelių naudojimas veikia tam tikrų augalų struktūrų nepilnamečių būklę. Augantys augalai, naudojami vegetatyviniam dauginimui, lengvai pradeda įsišaknijimo procesą, kai pasireiškia jaunatviškas pobūdis.

Priešingai, jei augalų struktūros pasireiškia suaugusiųjų charakteriu, šaknų formavimas yra nulinis. Gibberelių naudojimas leidžia augalui pereiti nuo nepilnamečių būklės iki pilnametystės, arba atvirkščiai.

Šis mechanizmas yra būtinas, kai norite pradėti žydėjimą augaluose, kurie nėra baigę nepilnamečių fazės. Patirtis su sumedėjusiomis rūšimis, pvz., Cypress, pušimis ar paprastais kukmedžiais, žymiai sumažino gamybos ciklą.

Komercinės programos

Šviesos valandų ar šaltų sąlygų reikalavimus kai kurioms rūšims galima papildyti specifiniais gibberelių panaudojimais. Be to, gibberelinai gali skatinti gėlių struktūrų formavimąsi ir galiausiai nustatyti augalo lytinius požymius.

Vaisių auginimo procese gibberelinai skatina vaisių augimą ir vystymąsi. Be to, jie atideda vaisių senėjimą, užkertant kelią jų blogėjimui medyje arba prisidedant prie tam tikro naudingo tarnavimo laiko..

Kai norima gauti vaisių be sėklos (Partenocarpia), šis reiškinys sukelia specifinius gibberelių panaudojimo būdus. Praktinis pavyzdys yra vynuogių be sėklų gamyba, kurios komerciniu lygmeniu yra labiau reikalingos nei rūšys su sėklomis..

Šiame kontekste gibberelių naudojimas sėklose ramybės būsenoje leidžia aktyvuoti fiziologinius procesus ir išeiti iš šios būklės. Iš tiesų, tinkama dozė aktyvina hidrolizinius fermentus, kurie degraduoja cukraus krakmolą, skatindami embriono vystymąsi.

Biotechnologijos srityje gibberelinai naudojami augalų audiniams regeneruoti in vitro patogenų neturinčių explantų. Panašiai gibberelių naudojimas motininiuose augaluose skatina jų augimą, palengvinant sveikų obuolių gavybą laboratorijos lygmeniu.

Komerciniu lygiu gibberelių naudojimas auginant cukranendrių (Saccharum officinarum) leidžia padidinti cukraus gamybą. Atsižvelgiant į tai, šie fitohormonai sukelia tarpinių pailgėjimą, kai gaminama ir saugoma sacharozė, tokiu būdu padidinant didesnį cukraus kaupimąsi.

Nuorodos

  1. Daržovių hormonų taikymas (2016) Sodininkystė. Atkurta: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín ir Talón Manuel (2008) Augalų fiziologijos pagrindai. Mc Graw Hill, 2-asis leidimas. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Augalų fiziologija. X tema. Gibberelinai. Kartagenos universitetas. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. ir Domenech López F. (2016) Gibberelin. Technikos mokslai 4.27 skyrius, 4 pp.
  5. Fitoreguliatoriai (2003) Universitat Politècnica de València. Gauta iš: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Žemės ūkio augalų augimo reguliatoriai. Kalifornijos universitetas, Davis. Redakcijos Trillas. ISBN: 9682404312.