Видове гиберелини, функция, начин на действие, биосинтеза, приложение



на giberelinas те са растителни хормони или фитогормони, които се намесват в различни процеси на растеж и развитие на висшите растения. Всъщност те стимулират растежа и удължаването на стъблото, развитието на плодовете и покълването на семената.

Откриването му е направено в средата на 30-те години от японски изследователи, които изучават анормалния растеж на оризовите растения. Името гибберелин идва от гъбичките Gibberrella funjikuroi, организъм, от който първоначално е бил извлечен, причинител на болестта "Bakanae".

Въпреки, че са идентифицирани повече от 112 гибберелини, много малко проявяват физиологична активност. Само гибберелин А3 или гиберелинова киселина и гибберелини A1, А4 и А7 те имат търговско значение.

Тези фитохормони насърчават изненадващи промени в размера на растенията, в допълнение към индуцирането на клетъчно делене в листата и стъблата. Видим ефект от екзогенното му приложение е удължаването на тънките стъбла, по-малко клони и крехки листа.

индекс

  • 1 Видове
    • 1.1 Безплатни формуляри
    • 1.2. Конюгирани форми
  • 2 Функция
  • 3 Начин на действие
  • 4 Биосинтез на гибберелини
  • 5 Получаване на естествени гиберелини
  • 6 Физиологични ефекти
  • 7 Търговски приложения
  • 8 Препратки

тип

Структурата на гибберелини е резултат от обединението на пет въглеродни изопреноиди, които заедно образуват молекула с четири пръстена. Неговата класификация зависи от биологичната активност.

Безплатни форми

Съответства на тези вещества, извлечени от ent-Kaureno, чиято основна структура е ent-giberelano. Те се класифицират като кисели дитерпеноиди от хетероцикличния въглеводород ent-Kaurene. Известни са два вида свободни форми.

  • активна: представя 20 въглерода.
  • активен: Те представят 19 въглерода, тъй като са загубили специфичен въглерод. Активността се кондиционира така, че да има 19 въглеродни атома и да представлява хидроксилиране в позиция 3.

Спрегнати форми

Те са тези гибберелини, които са свързани с въглехидрати, така че те нямат биологична активност.

функция

Основната функция на гиберелините е индуцирането на растежа и удължаването на растителните структури. Физиологичният механизъм, който позволява удължаване, е свързан с промени в ендогенната концентрация на калций на клетъчно ниво.

Прилагането на гибберелини спомага за развитието на цъфтеж и съцветия на различни видове, особено при растения с дълъг ден (PDL). Свързани с фитохромите, те имат синергичен ефект, стимулирайки диференциацията на флорални структури, като например венчелистчета, тичинки или шаранчета, при цъфтеж.

От друга страна, те предизвикват поникване на семената, които остават пасивни. В действителност те активират мобилизацията на резервите, предизвиквайки синтеза на амилази и протеази в семената.

Също така, те благоприятстват развитието на плодовете, стимулирайки пресичането или превръщането на цветята в плодове. Освен това те насърчават партенокарпията и се използват за производство на плодове без семена.

Начин на действие

Гиберелините стимулират клетъчното делене и удължаване, тъй като контролираните приложения увеличават броя и размера на клетките. Начинът на действие на гиберелините се регулира от изменението на съдържанието на калциеви йони в тъканите.

Тези фитохормони се активират и генерират физиологични и морфологични отговори при много ниски концентрации в растителните тъкани. На клетъчно ниво е от съществено значение всички участващи елементи да присъстват и да са жизнеспособни, за да настъпи промяната..

Изследван е механизмът на действие на гиберелините върху процеса на поникване и растеж на ембриона в ечемичните семена (Hordeum vulgare). В действителност, биохимичната и физиологичната функция на гибберелините е била проверена върху промените, които настъпват в този процес.

Ечемичните семена имат слой от богати на протеини клетки под еписперма, наречен алейронов слой. В началото на процеса на поникване ембрионът освобождава гибберелини, които действат върху алейроновия слой, който генерира и двата хидролитични ензима..

В този механизъм, а-амилазата, отговорна за разгъването на нишесте в захари, е основният синтезиран ензим. Проучванията показват, че захарите се образуват само при наличие на алейронов слой.

Следователно, а-амилазата, произхождаща от алейроновия слой, е отговорна за превръщането на резервното нишесте в амилозния ендосперма. По този начин отделените захари и аминокиселини се използват от ембриона според техните физиологични изисквания.

Предполага се, че гибберелини активират определени гени, които действат върху молекулите на иРНК, отговорни за синтезирането на а-амилаза. Въпреки че все още не е потвърдено, че фитохормонът действа върху гена, неговото присъствие е от съществено значение за синтеза на РНК и образуването на ензими..

Биосинтез на гибберелини

Гиберелини са терпеноидни съединения, получени от пръстена на гибано, съставен от тетрациклична структура ent-giberelane. Биосинтезата се осъществява по пътя на мевалоновата киселина, която е основният метален път на еукариотите.

Този път се среща в цитозола и в ендоплазмения ретикулум на растителни клетки, дрожди, гъби, бактерии, водорасли и протозои. Резултатът е пет-въглеродна структура, наречена изопентенил пирофосфат и диметилалил пирофосфат, използвани за получаване на изопреноиди..

Изопреноидите са промоторни молекули на различни частици като коензими, витамин К и сред тях фитохормони. На ниво растение, метаболитният път обикновено завършва с получаване на GA12-алдехид.

Получено това съединение, всеки растителен вид следва различни процеси, докато се постигне разнообразието от известни гибберелини. Всъщност, всяко гиберелин действа независимо или взаимодейства с другите фитохормони.

Този процес се случва изключително в меристематичните тъкани на младите листа. След това тези вещества се преместват в останалата част на растението чрез флоем.

При някои видове гиберелините се синтезират на нивото на върха на корена, като се преместват в стъблото чрез флоем. По същия начин, незрелите семена имат високо съдържание на гибберелини.

Получаване на естествени гиберелини

Ферментацията на азотни, карбонизирани и минерални соли е естественият начин за получаване на търговски гиберелини. Като карбонизиран източник се използват глюкоза, захароза, естествени брашна и мазнини и се прилагат минерални соли на фосфат и магнезий..

Процесът изисква 5 до 7 дни за ефективна ферментация. Изискват се разбъркване и постоянни условия на аерация, като се поддържа средно от 28 ° до 32 ° С и нива на рН от 3-3,5.

В действителност, процесът на възстановяване на гибберелини се осъществява чрез дисоциация на биомасата от ферментирания бульон. В този случай свободният от клетки супернатант съдържа елементите, използвани като регулатори на растежа на растенията.

На лабораторно ниво частиците на гиберелин могат да бъдат възстановени чрез процес на колони за екстракция с течност-течност. За тази техника като етилов ацетат се използва като органичен разтворител.

В своя дефект анионни обменни смоли се прилагат към супернатантата, като се постига утаяване на гибберелини чрез градиентно елуиране. Накрая, частиците се изсушават и кристализират според установената степен на чистота.

В областта на селското стопанство се използват гибберелини със степен на чистота между 50 и 70%, смесени с търговско инертна съставка. В техники на микроразмножаване и култури in vitro, Препоръчително е да се използват търговски продукти със степен на чистота по-голяма от 90%.

Физиологични ефекти

Прилагането на гибберелини в малки количества насърчава различни физиологични действия в растенията, сред които са:

  • Индукция на растежа на тъканите и удължаване на стъблата
  • Стимулиране на кълняемостта
  • Популяризиране на цветя за плодове
  • Регулиране на цъфтежа и развитие на плодовете
  • Преобразуване на двугодишни растения в едногодишни растения
  • Промяна на сексуалното изразяване
  • Потискане на джуджетостта

Екзогенното приложение на гибберелини действа върху младото състояние на определени растителни структури. Издънки или колове, използвани за вегетативно размножаване, лесно инициират процеса на вкореняване, когато се проявява младостта му.

Обратно, ако растителните структури проявяват своя характер за възрастни, образуването на корен е нищожно. Прилагането на гибберелини позволява на растението да премине от младото си състояние към зряла възраст или обратно.

Този механизъм е от съществено значение, когато искате да започнете цъфтеж в култури, които не са завършили своята младежка фаза. Опитът с дървесни видове като кипарис, бор или тис значително намалява производствените цикли.

Търговски приложения

Изискванията за светлинни часове или студени условия при някои видове могат да бъдат допълнени със специфични приложения на гибберелини. Освен това, гиберелините могат да стимулират образуването на флорални структури и евентуално да определят сексуалните качества на растението.

В процеса на плодност гъбирелините насърчават растежа и развитието на плодовете. По същия начин те забавят стареенето на плодовете, предотвратявайки тяхното влошаване в дървото или допринасящи за известно време на полезен живот след прибиране на реколтата..

Когато е желателно да се получат плодове без семена (Partenocarpia), специфичното приложение на гибберелини индуцира това явление. Практически пример е производството на грозде без семена, което на търговско ниво е по-търсено от вида със семена..

В този контекст, прилагането на гибберелини в семената в латентно състояние позволява да се активират физиологичните процеси и да се излезе от това състояние. Всъщност, адекватна доза активира хидролитичните ензими, които разграждат нишестето в захарта, благоприятствайки развитието на ембриона..

В областта на биотехнологиите, гиберелините се използват за регенериране на тъканите в културите in vitro от експланти, свободни от патогени. По същия начин, приложението на гибберелини в майчините растения стимулира техния растеж, улеснявайки извличането на здравословни храни на лабораторно ниво..

На търговско ниво, прилагането на гибберелини в отглеждането на захарна тръстика (Saccharum officinarum) позволяват да се увеличи производството на захар. В тази връзка, тези фитохормони индуцират удължаването на междувъзлия, където се произвежда и съхранява захароза, по този начин до по-голямо количество по-голямо натрупване на захар..

препратки

  1. Приложение на растителните хормони (2016). Възстановен в: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín и Talón Manuel (2008) Основи на физиологията на растенията. Mc Graw Hill, 2-ро издание. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Физиология на растенията. Тема X. Гиберелини. Политехнически университет в Картахена. 7 стр.
  4. Delgado Arrieta G. и Domenech López F. (2016) Гиберелин. Технически науки Глава 4.27, 4 стр.
  5. Фиторегулатори (2003) Universitat Politècnica de València. Изтеглено от: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Регулатори на растежа на растенията в земеделието. Калифорнийски университет, Дейвис. Редакционна Трила. ISBN: 9682404312.