Gibberellins typer, funksjon, virkemåte, biosyntese, applikasjon



den giberelinas de er plantehormoner eller fytohormoner som griper inn i ulike prosesser for vekst og utvikling av høyere planter. Faktisk stimulerer de veksten og forlengelsen av stammen, utviklingen av fruktene og spiring av frø.

Dens oppdagelse ble gjort i midten av 30-tallet av japanske forskere som studerte den unormale veksten av risplanter. Navnet gibberellin kommer fra soppen Gibberrella funjikuroi, organisme hvorfra den først ble ekstrahert, sykdoms kausal middel "Bakanae".

Selv om mer enn 112 gibberelliner er blitt identifisert, er det svært få manifest fysiologisk aktivitet. Bare gibberellin A3 eller gibberellinsyre og gibberelliner A1, En4 og a7 de har kommersiell betydning.

Disse fytohormonene fremmer overraskende forandringer i plantens størrelse, i tillegg til å indusere celledeling i blader og stilker. Den synlige effekten av dens eksogene applikasjon er forlengelsen av tynne stammer, færre grener og skjøre blader.

index

  • 1 Typer
    • 1.1 Gratis skjemaer
    • 1.2 Konjugerte former
  • 2 funksjon
  • 3 Handlingsmåte
  • 4 Biosyntese av gibberelliner
  • 5 Oppnå naturlige gibberelliner
  • 6 Fysiologiske effekter
  • 7 Kommersielle applikasjoner
  • 8 referanser

typen

Strukturen av gibberelliner er resultatet av foreningen av fem karbonisoprenoider som sammen danner et fire-ring molekyl. Dens klassifisering er avhengig av den biologiske aktiviteten.

Gratis skjemaer

Tilsvarer de stoffene som er avledet fra ent-Kaureno, hvis grunnleggende struktur er ent-giberelano. De er klassifisert som syre diterpenoider fra ent-Kaurene heterocyklisk hydrokarbon. To typer frie former er kjent.

  • inaktiv: presenterer 20 karboner.
  • aktiv: De presenterer 19 karboner, siden de har mistet et bestemt karbon. Aktiviteten er betinget av å ha 19 karboner og presentere en hydroksylering i posisjon 3.

Konjugerte former

De er de gibberelliner som er forbundet med karbohydrater, slik at de ikke har biologisk aktivitet.

funksjon

Hovedfunksjonen til gibberelliner er induksjon av vekst og forlengelse av plantestrukturer. Den fysiologiske mekanismen som tillater forlengelse er relatert til endringer i endogen kalsiumkonsentrasjon på mobilnivå.

Anvendelsen av gibberelliner fremmer utviklingen av blomstrende og blomstrer av forskjellige arter, spesielt i langdagsplanter (PDL). Associert med fytokromer, har de en synergistisk effekt som stimulerer differensiering av blomsterkonstruksjoner, slik som kronblader, stamens eller carpels, under blomstring.

På den annen side forårsaker de spiring av frø som forblir sovende. I virkeligheten aktiverer de mobiliseringen av reserver, induksjon av syntesen av amylaser og proteaser i frøene.

På samme måte favoriserer de utviklingen av fruktene, stimulerer forkrøllingen eller transformasjonen av blomstene til frukt. I tillegg fremmer de parthenocarpy og brukes til å produsere frukt uten frø.

Handlingsmåte

Gibberelliner fremmer celledeling og forlengelse, siden kontrollerte applikasjoner øker antall og størrelse på celler. Virkemåten til gibberelliner reguleres av variasjonen av innholdet av kalsiumioner i vev.

Disse fytohormonene aktiveres og genererer fysiologiske og morfologiske responser ved svært lave konsentrasjoner i plantevev. På mobilnivå er det viktig at alle involverte elementene er til stede og levedyktige for at endringen skal skje..

Virkemekanismen for gibberelliner har blitt studert på spireprosessen og veksten av embryoet i byggfrø (Hordeum vulgare). Faktisk har gibberellins biokjemiske og fysiologiske funksjon blitt verifisert på endringene som forekommer i denne prosessen.

Byg frø har et lag av proteinrike celler under epispermen, kalt aleuron laget. Ved begynnelsen av spireprosessen frigir embryoet gibberelliner som virker på aleuronlaget som genererer begge hydrolytiske enzymer.

I denne mekanismen er a-amylase, som er ansvarlig for utfolding av stivelse i sukkerarter, det viktigste enzymet syntetisert. Studier har vist at sukker bare dannes når aleuronlaget er tilstede.

Derfor er a-amylasen med opprinnelse i aleuronlaget ansvarlig for å transformere reservestivelsen inn i den mystiske endospermen. På denne måten blir det frigjort sukker og aminosyrer brukt av embryoet i henhold til deres fysiologiske krav.

Det antas at gibberelliner aktiverer visse gener som virker på mRNA-molekyler som er ansvarlige for syntetisering av a-amylase. Selv om det ennå ikke er bekreftet at fytohormon virker på genet, er dets tilstedeværelse avgjørende for syntesen av RNA og dannelse av enzymer.

Biosyntese av gibberelliner

Gibberelliner er terpenoidforbindelser avledet fra gibano-ringen, sammensatt av en ent-giberelan-tetracyklisk struktur. Biosyntese utføres gjennom mevalonsyren, som er den viktigste metalliske banen til eukaryoter.

Denne ruten forekommer i cytosol og i endoplasmatisk retikulum av planteceller, gjær, sopp, bakterier, alger og protozoer. Resultatet er fem-karbonstrukturer kalt isopentenylpyrofosfat og dimetylallylpyrofosfat som brukes til å oppnå isoprenoider..

Isoprenoider er promotormolekylene av forskjellige partikler som koenzymer, vitamin K og blant dem fytohormoner. På anleggsnivå slutter metabolske bane vanligvis ved å skaffe GA12-aldehyd.

Oppnådd denne forbindelsen følger hver planteart forskjellige prosesser til å oppnå rekkevidden av kjente gibberelliner. Faktisk fungerer hver gibberellin uavhengig eller interagerer med de andre fytohormonene.

Denne prosessen skjer utelukkende i det meristematiske vev av unge blader. Da blir disse stoffene translokert til resten av planten gjennom phloem.

I enkelte arter syntetiseres gibberelliner på nivået av rotepunktet, som blir translokert til stammen gjennom phloem. På samme måte har umodne frø et høyt innhold av gibberelliner.

Innhenting av naturlige gibberelliner

Fermentering av nitrogen, karbonat- og mineralsalter er den naturlige måten å oppnå kommersielle gibberelliner. Som kullsyreholdig kilde brukes glukose, sukrose, naturlig mel og fett, og mineralsalter av fosfat og magnesium påføres..

Prosessen krever 5 til 7 dager for en effektiv gjæring. Forurensning og konstant luftningsbetingelser kreves, og opprettholder et gjennomsnitt på 28º til 32ºC og pH-nivåer på 3-3,5.

I virkeligheten utføres gjenopprettingsprosessen av gibberelliner gjennom dissociering av biomassen fra den fermenterte kjøttkraft. I dette tilfellet inneholder den cellefri supernatanten elementene som brukes som plantevekstregulatorer.

På laboratorienivå kan gibberellinpartikler gjenvinnes gjennom en prosess med væske-væske-ekstraksjonskolonner. For denne teknikken blir etylacetat anvendt som et organisk løsningsmiddel.

I sin mangel påføres anionbytterharpikser på supernatanten, idet utfellingen av gibberelliner ved hjelp av gradienteluering oppnås. Til slutt tørkes partiklene og krystalliseres i henhold til den opprettede grad av renhet.

I landbruksfeltet brukes gibberelliner med en renhetsgrad mellom 50 og 70%, blandet med en kommersielt inert ingrediens. I teknikker for mikropropagasjon og avlinger in vitro, Det anbefales å bruke kommersielle produkter med en renhetsgrad på over 90%.

Fysiologiske effekter

Anvendelsen av gibberelliner i små mengder fremmer ulike fysiologiske tiltak i planter, blant annet:

  • Induksjon av vevsvekst og forlengelse av stilker
  • Stimulering av spiring
  • Fremme av blomsterstilling til frukt
  • Regulering av blomstring og utvikling av frukt
  • Transformasjon av toårige planter til årlige
  • Endring av seksuelt uttrykk
  • Undertrykkelse av dvergisme

Den eksogene påføringen av gibberelliner virker på juvenil tilstand av bestemte plantestrukturer. Stiklinger eller staver brukt til vegetativ multiplikasjon, kan lett starte roddingsprosessen når den ungdommelige karakteren er manifestert.

Omvendt, hvis plantestrukturer manifesterer sin voksen karakter, er rotdannelse null. Anvendelsen av gibberelliner gjør at planten kan passere fra ungdomstilstand til voksen alder, eller omvendt.

Denne mekanismen er viktig når du vil begynne å blomstre i avlinger som ikke har fullført sin juvenile fase. Erfaringer med treaktige arter, som cypress, furu eller vanlig nytte, har redusert produksjonssyklusene betydelig.

Kommersielle applikasjoner

Kravene til lette timer eller kuldeforhold hos enkelte arter kan suppleres med spesifikke anvendelser av gibberelliner. I tillegg kan gibberelliner stimulere dannelsen av blomsterstrukturer, og til slutt bestemme de seksuelle egenskapene til planten.

I fruktprosessen fremmer gibberelliner veksten og utviklingen av fruktene. På samme måte forsinker de senescensen av fruktene, forhindrer deres forverring i treet eller bidrar litt tid til nytt liv når de er høstet.

Når det er ønskelig å skaffe frukt uten frø (Partenocarpia), induserer bestemte anvendelser av gibberelliner dette fenomenet. Et praktisk eksempel er produksjon av frøfrie druer, som på kommersielt nivå er mer krevende enn arten med frø..

I denne sammenheng tillater bruk av gibberelliner i frø i sovende tilstand å aktivere de fysiologiske prosessene og komme ut av denne tilstanden. Faktisk aktiverer en tilstrekkelig dose de hydrolytiske enzymer som nedbryter stivelsen i sukker, favoriserer utviklingen av embryoet.

På bioteknologien brukes gibberelliner til å regenerere vev i avlinger in vitro av patogenfrie eksplanteringsstoffer. På samme måte stimulerer bruksområder av gibberelliner i moderplanter veksten, forenkler utvinningen av sunne apices på laboratorienivå.

På kommersielt nivå, bruk av gibberelliner i dyrking av sukkerrør (Saccharum officinarum) tillate å øke produksjonen av sukker. I denne forbindelse induserer disse fytohormonene forlengelsen av internodene hvor sukrose produseres og lagres, på denne måten til større størrelse større akkumulering av sukker.

referanser

  1. Anvendelse av vegetabilske hormoner (2016) Horticultures. Gjenopprettet i: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín og Talón Manuel (2008) Grunnleggende om plantefysiologi. Mc Graw Hill, 2. utgave. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Plantfysiologi. Emne X. Gibberellins. Polytechnic University of Cartagena. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. og Domenech López F. (2016) Gibberelin. Tekniske fag Kapittel 4.27, 4 s.
  5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Hentet fra: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Regulatorer av veksten av planter i landbruket. University of California, Davis. Redaksjonelle trillas. ISBN: 9682404312.