- typer
- Gratis former
- Konjugatformer
- Fungera
- Åtgärdsläge
- Gibberellin-biosyntes
- Att få naturliga gibberelliner
- Fysiologiska effekter
- Kommersiella applikationer
- referenser
De Gibberelliner är växthormoner eller fytohormoner är involverade i olika processer för tillväxt och utveckling av högre växter. I själva verket stimulerar de tillväxten och förlängningen av stammen, utvecklingen av frukterna och spiringen av frön.
Dess upptäckt gjordes i mitten av 1930-talet av japanska forskare som studerade den onormala tillväxten av risplantor. Namnet gibberellin kommer från Gibberrella funjikuroi-svampen, en organisme från vilken den ursprungligen extraherades, kausalmedlet för "Bakanae" -sjukdomen.
Stamförlängning främjas genom applicering av Gibberellins. Källa: flickr.com
Trots att mer än 112 gibberelliner har identifierats visar mycket få fysiologiska aktiviteter. Endast gibberellin A 3 eller gibberellinsyra, och gibberelliner A 1 , A 4 och A 7 är av kommersiell betydelse.
Dessa fytohormoner främjar överraskande förändringar i växtstorlek, förutom att inducera celldelning i blad och stjälkar. Den synliga effekten av dess exogena applicering är förlängningen av tunna stjälkar, färre grenar och ömtåliga löv.
typer
Strukturen för gibberelliner är resultatet av sammanslagningen av isoprenoider med fem kol som tillsammans bildar en fyra-ringmolekyl. Dess klassificering beror på den biologiska aktiviteten.
Gibberellinsyra. Källa: researchgate.net
Gratis former
Det motsvarar de ämnen som härrör från ent-Kauren, vars grundläggande struktur är ent-giberelano. De klassificeras som sura diterpenoider härrörande från det heterocykliska kolvätet ent-Kaureno. Två typer av fria former är kända.
- Inaktiv: har 20 kol.
- Aktiv: de har 19 kol, eftersom de har tappat ett specifikt kol. Aktiviteten är konditionerad att ha 19 kolatomer och presentera en hydroxylering i position 3.
Konjugatformer
Det är de gibberelliner som är förknippade med kolhydrater, så de har inte biologisk aktivitet.
Fungera
Gibberellins huvudfunktion är induktion av tillväxt och förlängning av växtstrukturer. Den fysiologiska mekanismen som möjliggör förlängning är relaterad till förändringar i endogen kalciumkoncentration på cellnivå.
Tillämpningen av gibberelliner gynnar utvecklingen av blommande och blommande blommor av olika arter, särskilt i långtidsväxter (PDL). I samband med fytokromer uppvisar de en synergistisk effekt som stimulerar differentieringen av blommiga strukturer, såsom kronblad, stamens eller karpell, under blomningen.
Blommar i citrus. Källa: pixabay.com
Å andra sidan orsakar de groddar av frön som förblir vilande. De aktiverar faktiskt mobiliseringen av reserverna, vilket inducerar syntesen av amylaser och proteaser i frön.
På samma sätt föredrar de fruktens utveckling, stimulerar inställningen eller omvandlingen av blommorna till frukt. Dessutom främjar de parthenocarpy och används för att producera frön utan frukt.
Åtgärdsläge
Gibberellins främjar celldelning och förlängning, eftersom kontrollerade applikationer ökar antalet och storleken på celler. Gibberellins verkningssätt regleras av variationen i innehållet av kalciumjoner i vävnaderna.
Dessa fytohormoner aktiveras och genererar fysiologiska och morfologiska svar vid mycket låga koncentrationer i växtvävnader. På cellnivå är det viktigt att alla involverade element är närvarande och hållbara för att förändringen ska ske.
Mekanismen för gibberellins verkan har studerats på groddens och tillväxtprocessen hos embryot i kornfrön (Hordeum vulgare). I själva verket har gibberellins biokemiska och fysiologiska funktion verifierats med förändringar som sker i denna process.
Kornodling. Källa: pixabay.com
Kornfrön har ett lager proteinrika celler under epispermen, kallad aleuron-lagret. I början av groddprocessen släpper embryot gibberelliner som verkar på aleuronskiktet som genererar hydrolytiska enzymer samtidigt.
I denna mekanism är a-amylaset, som ansvarar för nedbrytning av stärkelse till socker, det huvudsakliga syntetiserade enzymet. Studier har visat att socker bildas endast när aleuronskiktet finns.
Därför ansvarar a-amylas med ursprung i aleuronskiktet för att transformera reservstärkelsen till den stärkelsefulla endospermen. På detta sätt används socker och aminosyror som frigörs av embryot enligt dess fysiologiska krav.
Det antas att gibberelliner aktiverar vissa gener som verkar på mRNA-molekylerna som är ansvariga för syntes av a-amylas. Även om det ännu inte har verifierats att fytohormonen verkar på genen är dess närvaro avgörande för syntesen av RNA och bildandet av enzymer.
Gibberellin-biosyntes
Gibberelliner är terpenoidföreningar härrörande från gibbenringen bestående av en tetracyklisk ent-giberelanstruktur. Biosyntes utförs genom mevalonsyravägen, som är den viktigaste metallvägen i eukaryoter.
Denna väg förekommer i cytosol och endoplasmatisk retikulum hos celler i växter, jäst, svamp, bakterier, alger och protoso. Resultatet är femkolstrukturer som kallas isopentenylpyrofosfat och dimetylallylpyrofosfat som används för att erhålla isoprenoider.
Isoprenoider är promotormolekylerna för olika partiklar, såsom koenzym, vitamin K, och bland dem fytohormoner. På växtnivå slutar normalt den metaboliska vägen för att erhålla GA 12- aldehyd.
När denna förening har erhållits följer varje växtart olika processer tills variationen av kända gibberelliner uppnås. I själva verket verkar varje gibberellin oberoende eller interagerar med de andra fytohormonerna.
Denna process sker exklusivt i meristematiska vävnader på unga blad. Dessa ämnen omplaceras sedan till resten av växten genom floemet.
I vissa arter syntetiseras gibberelliner vid rotens topp, och de omplaceras till stam genom floem. På samma sätt har omogna frön ett högt innehåll av gibberelliner.
Att få naturliga gibberelliner
Jäsning av kvävehaltiga och kolsyrade källor och mineralsalter är det naturliga sättet att få kommersiella gibberelliner. Som kolkälla används glukos, sackaros, naturliga mjöl och fetter, och mineralsalter av fosfat och magnesium appliceras.
Processen kräver 5 till 7 dagar för effektiv jäsning. Konstant omrörnings- och luftningsförhållanden krävs, med ett genomsnitt på 28 till 32 ° C och pH-nivåer på 3-3,5.
Gibberellinåtervinningsprocessen genomförs faktiskt genom dissociation av biomassan från den jäsade buljongen. I detta fall innehåller den cellfria supernatanten de element som används som växttillväxtregulatorer.
På laboratorienivå kan gibberellinpartiklar utvinnas genom en process med vätskevätske-extraktionskolonner. För denna teknik används etylacetat som ett organiskt lösningsmedel.
Om detta inte lyckas appliceras anjonbytarhartser på supernatanten, vilket uppnår utfällning av gibberelliner genom gradienteluering. Slutligen torkas och kristalliseras partiklarna enligt den fastställda renhetsgraden.
Inom jordbruksfältet används gibberelliner med en renhetsgrad mellan 50 och 70%, blandat med en kommersiellt inert ingrediens. Vid mikropropageringstekniker och in vitro-kulturer rekommenderas användning av kommersiella produkter med en renhetsgrad större än 90%.
Fysiologiska effekter
Applicering av gibberelliner i små mängder främjar olika fysiologiska åtgärder i växter, bland vilka är:
- Induktion av vävnadstillväxt och stamförlängning
- Stimulering av grodd
- Främjande av fruktuppsättning från blommor
- Reglering av blomning och fruktutveckling
- Omvandling av tvååriga växter till ettåriga
- Förändring av det sexuella uttrycket
- Undertryckande av dvärg
Planttillväxt. Källa: flickr.com
Den exogena appliceringen av gibberelliner verkar på ungdomars skick hos vissa växtstrukturer. Stickar eller sticklingar som används för vegetativ multiplikation börjar lätt rotprocessen när dess ungdomliga karaktär manifesteras.
Tvärtom, om växtstrukturerna visar sin vuxna karaktär, är bildandet av rötter noll. Applicering av gibberelliner gör att växten kan passera från sitt ungdomliga till vuxna tillstånd, eller vice versa.
Denna mekanism är avgörande när du vill börja blomma i grödor som inte har avslutat sin ungfas. Experiment med träartade arter som cypresser, tallar eller den vanliga barlinden har lyckats minska produktionscyklerna avsevärt.
Kommersiella applikationer
Kraven på dagsljus eller kalla förhållanden i vissa arter kan uppfyllas genom specifika tillämpningar av gibberelliner. Dessutom kan gibberelliner stimulera bildandet av blommiga strukturer och så småningom bestämma de sexuella egenskaperna hos växten.
I fruktkroppsprocessen främjar gibberelliner tillväxt och utveckling av frukter. På samma sätt försenar de frukternas senescen, förhindrar deras försämring i trädet eller ger en viss nyttjandeperiod när den skördats.
När det är önskvärt att erhålla frönfria frukter (Parthenocarpy) inducerar specifika tillämpningar av gibberelliner detta fenomen. Ett praktiskt exempel är produktion av utsädes druvor, som är mer efterfrågade på kommersiell nivå än arter med frön.
Fröfritt druvfrukter. Källa: moyca.org
I detta sammanhang tillåter applikationer av gibberelliner i vilande frön aktivering av fysiologiska processer och kommer från detta tillstånd. I själva verket aktiverar en adekvat dos hydrolytiska enzymer som bryter ned stärkelse till socker, vilket gynnar utvecklingen av embryot.
På bioteknologisk nivå används gibberelliner för att regenerera vävnader i in vitro-kulturer av patogena fria explanter. På samma sätt stimulerar applikationer av gibberelliner i moderplantor deras tillväxt, vilket underlättar extraktionen av friska apys på laboratorienivå.
På kommersiell nivå tillåter applikationer av gibberelliner i odlingen av sockerrör (Saccharum officinarum) att öka sockerproduktionen. I detta avseende inducerar dessa fytohormoner förlängningen av internoderna där sackaros produceras och lagras, så ju större storlek, desto större ackumulering av socker.
referenser
- Vegetabiliska hormoner Application (2016) Horticulturals. Återställs på: horticultivos.com
- Azcón-Bieto Joaquín och Talón Manuel (2008) Fundamentals of Plant Physiology. Mc Graw Hill, 2: a upplagan. ISBN: 978-84-481-9293-8.
- Cerezo Martínez Jorge (2017) Växtfysiologi. Ämne X. Gibberellins. Polytechnic University of Cartagena. 7 sid.
- Delgado Arrieta G. och Domenech López F. (2016) Giberelinas. Tekniska vetenskaper. Kapitel 4.27, 4 sid.
- Phytoregulators (2003) Polytechnic University of Valencia. Återställd på: euita.upv.es
- Weaver Robert J. (1976) Regulatorer för växttillväxt inom jordbruk. University of California, Davis. Redaktionella trillor. ISBN: 9682404312.