Jenis Gibberellins, fungsi, cara tindakan, biosintesis, aplikasi



The gibberellins mereka adalah hormon tumbuhan atau phytohormones yang campur tangan dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yang lebih tinggi. Malah, mereka merangsang pertumbuhan dan pemanjangan batang, perkembangan buah-buahan dan percambahan biji benih.

Penemuannya dibuat pada pertengahan 30-an oleh para penyelidik Jepun yang mempelajari perkembangan tanaman padi yang tidak normal. Nama gibberellin berasal dari kulat Gibberrella funjikuroi, organisma yang mula-mula diekstrak, agen penyebab penyakit ini "Bakanae".

Walaupun lebih daripada 112 gibberellin telah dikenalpasti, aktiviti fisiologi yang sangat sedikit. Hanya gibberellin A3 atau asid gibberellic, dan gibberellin A1, A4 dan A7 mereka mempunyai kepentingan komersial.

Phytohormone ini menggalakkan perubahan yang mengejutkan dalam saiz tumbuhan, di samping mendorong pembahagian sel dalam daun dan batang. Kesan yang jelas dari aplikasi eksogennya ialah pemanjangan batang nipis, cawangan yang lebih sedikit dan daun rapuh.

Indeks

  • 1 Jenis
    • 1.1 Borang percuma
    • 1.2 Borang konjugasi
  • 2 Fungsi
  • 3 Cara tindakan
  • 4 Biosintesis gibberellin
  • 5 Memperoleh gibberellin semulajadi
  • 6 Kesan fisiologi
  • 7 Permohonan komersil
  • 8 Rujukan

Jenis

Struktur gibberellin adalah hasil dari kesatuan lima isoprenoid karbon yang bersama-sama membentuk molekul empat cincin. Pengelasannya bergantung pada aktiviti biologi.

Borang percuma

Sesuai dengan bahan-bahan yang diperolehi dari ent-Kaureno, struktur asasnya adalah ent-giberelano. Mereka diklasifikasikan sebagai diterpenoid asid dari hidrokarbon heterosik ent ent Kaurene. Dua jenis bentuk percuma diketahui.

  • Tidak aktif: membentangkan 20 karbon.
  • Aktif: Mereka mempersembahkan 19 karbon, kerana mereka telah kehilangan karbon tertentu. Aktiviti ini dibekalkan untuk mempunyai 19 karbon dan memperlihatkan hidroksilasi dalam kedudukan 3.

Bentuk yang bercampur-campur

Mereka adalah orang-orang gibberellin yang berkaitan dengan karbohidrat, jadi mereka tidak mempunyai aktiviti biologi.

Fungsi

Fungsi utama gibberellin adalah induksi pertumbuhan dan pemanjangan struktur tumbuhan. Mekanisme fisiologi yang membolehkan pemanjangan dikaitkan dengan perubahan kepekatan kalsium endogen di peringkat sel.

Aplikasi gibberellin menggalakkan perkembangan berbunga dan perbungaan pelbagai spesies, terutamanya dalam tumbuhan hari panjang (PDL). Berkaitan dengan phytochromes, mereka mempunyai kesan sinergistik, merangsang pembezaan struktur bunga, seperti kelopak, stamen atau carpels, semasa berbunga.

Sebaliknya, mereka menyebabkan percambahan biji benih yang tidak aktif. Kesannya, mereka mengaktifkan penggerak rizab, mendorong sintesis amilase dan protease dalam benih.

Begitu juga, mereka memihak kepada perkembangan buah-buahan, merangsang pengerasan atau transformasi bunga menjadi buah-buahan. Di samping itu, mereka mempromosikan parthenocarpy dan digunakan untuk menghasilkan buah tanpa benih.

Cara tindakan

Gibberellins mempromosikan pembahagian sel dan pemanjangan, kerana aplikasi terkawal meningkatkan bilangan dan saiz sel. Cara tindakan gibberellin dikawal oleh variasi kandungan ion kalsium dalam tisu.

Phytohormones ini diaktifkan dan menjana tindak balas fisiologi dan morfologi pada kepekatan sangat rendah dalam tisu tumbuhan. Di peringkat selular, adalah penting bahawa semua elemen yang terlibat hadir dan berdaya maju untuk perubahan berlaku..

Mekanisme tindakan gibberellin telah dikaji pada proses percambahan dan pertumbuhan embrio dalam benih barli (Hordeum vulgare). Sebenarnya, fungsi biokimia dan fisiologi gibberellin telah disahkan pada perubahan yang berlaku dalam proses ini.

Benih barli mempunyai lapisan sel kaya dengan protein di bawah episperm, yang dipanggil lapisan aleuron. Pada permulaan proses percambahan, embrio melepaskan gibberellin yang bertindak pada lapisan aleuron yang menjana kedua-dua enzim hidrolitik.

Dalam mekanisme ini, α-amylase, yang bertanggungjawab untuk memasuki kanji menjadi gula, adalah enzim utama yang disintesis. Kajian telah menunjukkan bahawa gula dibentuk hanya apabila lapisan aleurone hadir.

Oleh itu, α-amylase yang berasal dari lapisan aleurone bertanggungjawab untuk mengubah kanji rizab ke dalam endosperm amilase. Dengan cara ini, gula dan asid amino yang dikeluarkan digunakan oleh embrio mengikut keperluan fisiologi mereka.

Adalah dianggap bahawa gibberellin mengaktifkan gen tertentu yang bertindak pada molekul mRNA yang bertanggungjawab untuk mensintesis α-amilase. Walaupun ia belum lagi disahkan bahawa phytohormone bertindak pada gen, kehadirannya adalah penting untuk sintesis RNA dan pembentukan enzim.

Biosintesis daripada gibberellin

Gibberellins adalah sebatian terpenoid yang diperolehi daripada cincin gibano yang terdiri daripada struktur tetracyclic ent-giberelane. Biosintesis dilakukan melalui laluan asid mevalonik, yang merupakan jalur metalik utama eukariota.

Laluan ini berlaku di sitosol dan di reticulum endoplasma sel tumbuhan, yis, kulat, bakteria, alga dan protozoa. Hasilnya adalah struktur lima-karbon yang dipanggil isopentenyl pirofosfat dan dimetililil pyrophosphate yang digunakan untuk mendapatkan isoprenoid..

Isoprenoid adalah molekul promoter pelbagai zarah seperti koenzim, vitamin K, dan di antaranya phytohormone. Di peringkat tumbuhan, laluan metabolik biasanya berakhir dengan mendapatkan GA12-aldehid.

Mendapatkan sebatian ini, setiap spesies tumbuhan mengikuti proses yang berlainan sehingga mencapai pelbagai jenis gibberellin. Malah, setiap gibberellin bertindak secara bebas atau berinteraksi dengan phytohormone lain.

Proses ini berlaku secara eksklusif dalam tisu meristematik daun muda. Kemudian, bahan-bahan ini ditransloasikan ke seluruh loji melalui phloem.

Dalam sesetengah spesies, gibberellin disintesis pada tahap puncak akar, yang ditranslocated ke batang melalui phloem. Begitu juga, benih belum matang mempunyai kandungan gibberellin yang tinggi.

Mendapatkan gibberellin semulajadi

Penapaian garam nitrogen, berkarbonat dan mineral adalah cara semulajadi untuk mendapatkan gibberellin komersial. Sebagai sumber berkarbonat, glukosa, sukrosa, tepung semulajadi dan lemak digunakan, dan garam mineral fosfat dan magnesium digunakan..

Proses ini memerlukan 5 hingga 7 hari untuk penapaian berkesan. Keadaan pengudaraan dan pengudaraan yang berterusan diperlukan, mengekalkan purata 28 º hingga 32 º C, dan tahap pH 3-3.5.

Sebenarnya, proses pemulihan gibberellin dilakukan melalui pemisahan biomas daripada sup fermentasi. Dalam kes ini, supernatan sel bebas mengandungi unsur-unsur yang digunakan sebagai pengawal selia pertumbuhan tumbuhan.

Di peringkat makmal, zarah gibberellin dapat dipulihkan melalui proses lajur pengekstrakan cecair-cecair. Untuk teknik ini, etil asetat digunakan sebagai pelarut organik.

Dalam kecacatannya, resin pertukaran anionik digunakan untuk supernatan, mencapai pemendakan bulberellin dengan cara elusi kecerunan. Akhirnya, zarah-zarah tersebut dikeringkan dan direkristalisasi mengikut tahap kesucian yang ditetapkan.

Dalam bidang pertanian, gibberellin digunakan dengan tahap kesucian antara 50 dan 70%, bercampur dengan bahan inert komersial. Dalam teknik-teknik micropropagation dan tanaman dalam vitro, Adalah dinasihatkan untuk menggunakan produk komersial dengan tahap kesucian yang lebih besar daripada 90%.

Kesan fisiologi

Penggunaan gibberellin dalam kuantiti yang kecil mempromosikan pelbagai tindakan fisiologi dalam tumbuhan, antaranya:

  • Induksi pertumbuhan tisu dan pemanjangan batang
  • Merangsang percambahan
  • Promosi tetapan bunga ke buah-buahan
  • Peraturan berbunga dan perkembangan buah-buahan
  • Transformasi tumbuhan dwitahunan ke dalam tahunan
  • Perubahan ungkapan seksual
  • Penindasan dwarfisme

Aplikasi eksport gibberellin bertindak pada keadaan remaja dari struktur tumbuhan tertentu. Keratan atau pegangan yang digunakan untuk pendaraban vegetatif, dengan mudah memulakan proses perakaran apabila watak mudanya dimanifestasikan.

Sebaliknya, jika struktur tumbuhan menampakkan watak dewasa mereka, pembentukan akar adalah batal. Aplikasi gibberellin membolehkan tumbuhan itu lulus dari keadaan juvana hingga dewasa, atau sebaliknya.

Mekanisme ini sangat penting apabila anda ingin memulakan berbunga di tanaman yang belum selesai fasa juvanya. Pengalaman dengan spesies berkayu, seperti Cypress, pain atau yew biasa, telah mengurangkan kitaran pengeluaran dengan ketara.

Aplikasi komersil

Keperluan jam cahaya atau keadaan sejuk dalam sesetengah spesies boleh ditambah dengan aplikasi khusus gibberellin. Selain itu, gibberellin dapat merangsang pembentukan struktur bunga, dan akhirnya menentukan sifat seksual tumbuhan.

Dalam proses berbuah, gibberellin mempromosikan pertumbuhan dan perkembangan buah-buahan. Begitu juga, mereka menangguhkan penuaan buah-buahan, menghalang kemerosotan mereka di pokok itu atau menyumbang beberapa masa kehidupan berguna setelah dituai.

Apabila diinginkan untuk mendapatkan buah-buahan tanpa benih (Partenocarpia), aplikasi spesifik gibberellin mendorong fenomena ini. Satu contoh praktikal adalah pengeluaran anggur tanpa biji, yang pada tahap komersial lebih banyak dituntut daripada spesies dengan biji..

Dalam konteks ini, aplikasi gibberellin dalam benih dalam keadaan tidak aktif membolehkan mengaktifkan proses fisiologi dan keluar dari keadaan ini. Malah, dos yang mencukupi mengaktifkan enzim hidrolisis yang merendahkan kanji dalam gula, memihak kepada perkembangan embrio.

Dalam bidang bioteknologi, gibberellin digunakan untuk meregenerasi tisu dalam tanaman dalam vitro daripada patogen bebas patogen. Begitu juga, aplikasi gibberellin dalam tumbuhan ibu merangsang pertumbuhan mereka, memudahkan pengambilan apes yang sihat di peringkat makmal.

Pada tahap komersial, aplikasi gibberellin dalam penanaman tebu (Saccharum officinarum) membolehkan meningkatkan pengeluaran gula. Dalam hal ini, phytohormone ini mendorong pemanjangan internodes di mana sukrosa dihasilkan dan disimpan, dengan cara ini untuk saiz yang lebih besar pengumpulan gula yang lebih besar.

Rujukan

  1. Penggunaan Hormon Sayuran (2016) Hortikultur. Dipulihkan dalam: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín dan Talón Manuel (2008) Dasar-dasar Fisiologi Tanaman. Mc Graw Hill, edisi ke-2. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Fisiologi Loji. Topik X. Gibberellins. Politeknik Universiti Cartagena. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. dan Domenech López F. (2016) Gibberelin. Sains Teknikal Bab 4.27, 4 ms.
  5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Diperolehi daripada: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Pengawal Pertumbuhan Tumbuhan di Pertanian. Universiti California, Davis. Trillas Editorial. ISBN: 9682404312.