Περιεχόμενο
- Περιγραφή γιβερελικού οξέος
- GA3 αυξητική ορμόνη
- Παραγωγή γιβερελικού οξέος και καλλιέργειας
- Ποια είναι η λειτουργία των γιβερελλινών;
Το γιβερελικό οξύ (GA) είναι ένα είδος ορμόνης που είναι σημαντικό για την ανάπτυξη των φυτών. Η «πράσινη επανάσταση» της γεωργίας οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην εφαρμογή του γιβερελικού οξέος στις καλλιέργειες. Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν τους πολλούς τρόπους με τους οποίους οι γιβερελίνες ενισχύουν την ανάπτυξη των φυτών, ενώ διακρίνουν τις μεθόδους με τις οποίες μεταφέρονται και συντίθενται σε φυτά.
Το γιβερελικό οξύ (GA) είναι μια ορμόνη που βρίσκεται στα φυτά και βοηθά στην ανάπτυξη και ανάπτυξη των φυτών. Χρησιμοποιείται συνήθως στη γεωργία για να αυξήσει τις αποδόσεις των καλλιεργειών.
Περιγραφή γιβερελικού οξέος
Το γιβερελλικό οξύ ή το GA είναι μια ορμόνη που βρίσκεται στα φυτά. Το γιβερελλικό οξύ μπορεί να βρεθεί σε αναπτυσσόμενους ιστούς φυτών όπως βλαστοί, νεαρά φύλλα και λουλούδια. Είναι ασθενώς όξινο. Ένα άλλο όνομα για το γιβερελλικό οξύ είναι η γιβερελλίνη. Το γιβερελλικό οξύ μπορεί να εισέλθει στις κυτταρικές μεμβράνες μέσω απλής διάχυσης. Τα οξέα μπορούν επίσης να βοηθηθούν από μεταφορείς εισροής, οι οποίοι είναι πρωτεΐνες που μπορούν να μετακινήσουν GAs διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης. Ένα είδος μεταφορέα εισροής είναι ένας μεταφορέας νιτρικού άλατος 1 / πεπτιδικός μεταφορέας (NPF). Άλλοι τέτοιοι μεταφορείς περιλαμβάνουν τα SWEET13 και SWEET14, τα οποία προφανώς μεταφέρουν σακχαρόζη στο phloem του φυτού. Το εσωτερικό του κυττάρου έχει χαμηλότερη οξύτητα (υψηλότερο ρΗ) και έτσι το GA καθίσταται αρνητικό στο φορτίο. Μετά από αυτό το σημείο, η γιβερελίνη δεν μπορεί να ξεφύγει από την κυψέλη χωρίς να συνδεθεί με άλλη συνιστώσα. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι πρέπει να υπάρχουν μεταφορείς που μπορούν να μεταφέρουν τη γιβερελίνη από το κυτταρόπλασμα πάλι, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν βρεθεί αυτοί οι "μεταφορείς εκροής".
Πάνω από 130 τύποι γιβερελικού οξέος έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής. Πολλά από αυτά δεν είναι βιολογικά ενεργά (βιοδραστικά), έτσι χρησιμεύουν ως πρόδρομοι για βιοδραστικές GAs όπως GA1, GA3, GA4 και GA7. Η βιοσύνθεση αυτών των ενεργών GA δεν είναι καλά κατανοητή, αλλά οι επιστήμονες κερδίζουν στον τομέα αυτό. Ενώ οι μη βιοενεργές GAs φαίνεται να κινούν μεγάλες αποστάσεις στα φυτά, τα βιοενεργά δεν τείνουν να το κάνουν αυτό. Είναι σαφές ότι το GA μπορεί να μεταφερθεί σε φυτικό φλομό των φυτών και ότι βοηθά στην ανάπτυξη και ανάπτυξη των φυτών, καθώς και στην ανθοφορία τους. Προφανώς, οι GA μπορούν να κινούνται και σε μικρές αποστάσεις. Στην περίπτωση του GA9, αυτή η γιβερελλίνη γίνεται στις ωοθήκες των φυτών και μεταφέρεται σε πέταλα και σπάλες. Από εκεί, υποβάλλονται σε αλλαγές για να γίνει GA4. Αυτή η βιοδραστική ορμόνη επηρεάζει με τη σειρά της την ανάπτυξη φυτικών οργάνων. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αναζητούν απαντήσεις για το πόσο κινητά γιβερελλικά οξέα βρίσκονται στα φυτά.
GA3 αυξητική ορμόνη
Η GA3 αυξητική ορμόνη είναι ένα είδος γιβερελλίνης που είναι βιοδραστικό. Ένας ιαπωνικός επιστήμονας ανακάλυψε AC3 στη δεκαετία του 1950. Εκείνη την εποχή, ένας μύκητας επηρέασε τις καλλιέργειες ρυζιού έτσι ώστε να προκαλεί την αύξηση των φυτών ενώ σταμάτησε την παραγωγή σπόρων. Αυτά τα ανοιχτά, άγονα φυτά δεν μπορούσαν να υποστηρίξουν ούτε το βάρος τους. Όταν οι επιστήμονες μελέτησαν αυτό το μύκητα, διαπίστωσαν ότι περιείχαν ενώσεις που θα μπορούσαν να προωθήσουν την ανάπτυξη των φυτών. Ο μύκητας ονομάστηκε Gibberella fujikuroi, ο οποίος δημιούργησε το όνομα gibberellin. Μία από αυτές τις ενώσεις, που τώρα ονομάζεται GA3, είναι το πιο παραγόμενο γιβερελλικό οξύ για βιομηχανική χρήση. Η GA3 αυξητική ορμόνη είναι σημαντική για τη γεωργία, την επιστήμη και την κηπουρική. Το GA3 διεγείρει την εμφάνιση αρσενικών οργάνων σε ορισμένα είδη.
Παραγωγή γιβερελικού οξέος και καλλιέργειας
Η ανακάλυψη των γιβερελικών οξέων οδήγησε σε σημαντικές εξελίξεις στη γεωργία. Οι αγρότες διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να αυξήσουν τις αποδόσεις των σιτηρών τους χρησιμοποιώντας GA. Αυτό οδήγησε σε αυτό που ονομάστηκε «πράσινη επανάσταση» στη γεωργία. Οι αγρότες θα μπορούσαν να προσθέσουν περισσότερα αζωτούχα λιπάσματα στις καλλιέργειες χωρίς να ανησυχούν για υπερβολική επιμήκυνση του στελέχους. Οι προκύπτουσες αυξήσεις του σίτου και του ρυζιού άλλαξαν εντελώς τη γεωργία σε όλο τον κόσμο, αποδεικνύοντας τη μεγάλη σημασία του γιβερελικού οξέος στη σύγχρονη γεωργία.
Μέχρι σήμερα, τα γιβερελλικά οξέα χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία φυτών που έχουν φαινότυπους νάνους. Οι γιβερελίνες διεγείρουν την ανάπτυξη των φυτών σε αυτά τα φυτά νάνος. Το γιβερελλικό οξύ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της ανθοφορίας σε νέους οπωροφόρους δένδρους. Με αυτόν τον τρόπο, τα οπωροφόρα δέντρα έχουν περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθούν. Βοηθά επίσης ως προληπτικό μέτρο κατά των ιών φυτών στα νεαρά δέντρα που μεταδίδονται από τη γύρη. Οι αγρότες αποφασίζουν πόσο gibberellic οξύ να χρησιμοποιήσει στις καλλιέργειες τους, καθορίζοντας ποιος είναι ο στόχος παραγωγής τους. Εάν πρέπει να μειώσουν την καρποφορία, μπορούν να χρησιμοποιήσουν υψηλές ποσότητες γιβερελικού οξέος. Από την άλλη πλευρά, αν χρησιμοποιούν λιγότερο GA, τότε τα φρούτα ή τα λαχανικά μπορούν να παράγουν περισσότερα. Οι οπωρώνες που φέρουν πολλούς καρπούς δεν θα χρειαστούν τόσο μεγάλη εφαρμογή GA. Γενικά, οι GA θα πρέπει να εφαρμόζονται μόνο σε ζεστό καιρό ή δεν θα δουλέψουν για την τόνωση της ανάπτυξης.
Το γιβερελλικό οξύ μπορεί επίσης να βοηθήσει τα φρούτα όπως τα εσπεριδοειδή. Η εφαρμογή του γιβερελικού οξέος στα εσπεριδοειδή μπορεί να αποτρέψει την αλδεώδη διάσπαση, η οποία είναι μια πτύχωση και ρωγμή των πορτοκαλιών. Η εφαρμογή γιβερελικού οξέος μπορεί επίσης να μειώσει τις κηλίδες υδατοσήμων στα εσπεριδοειδή. Ως εκ τούτου, το γιβερελλικό οξύ βελτιώνει την ποιότητα των εσπεριδοειδών. Η εφαρμογή του GA αποδίδει ένα φρούτο υψηλότερης ποιότητας, το οποίο είναι πιο ανθεκτικό στις δυσμενείς καιρικές συνθήκες και άλλες πιθανές οδούς αποσύνθεσης και τραυματισμού. Η προσεκτική προσοχή στις εφαρμογές σε υγιή φυτά υπό τις κατάλληλες συνθήκες μπορεί να βελτιώσει σημαντικά μια καλλιέργεια εσπεριδοειδών. Τυπικά τα καλύτερα αποτελέσματα της εφαρμογής GA συμβαίνουν όταν δεν χρησιμοποιείται μόνο, αλλά μάλλον σε συνδυασμό με άλλες ενώσεις. Είναι σαφές ότι οι βελτιώσεις στις αποδόσεις των καλλιεργειών και στην ποιότητα των καρπών καθιστούν το γιβερελλικό οξύ ένα σημαντικό εργαλείο στη γεωργία. Ο ρόλος των Γ.Α. στη βελτίωση και την αύξηση του εφοδιασμού σε τρόφιμα είναι εντυπωσιακός και φαίνεται ότι θα παραμείνει για κάποιο χρονικό διάστημα.
Ποια είναι η λειτουργία των γιβερελλινών;
Οι γιβερελίνες λειτουργούν ως ελεγκτές της ανάπτυξης στα φυτά. Δουλεύουν για να ξεκινήσουν την βλάστηση των σπόρων, να βοηθήσουν την ανάπτυξη των φυτών και την ωρίμανση των φύλλων και να επηρεάσουν την ανθοφορία.
Με τη βλάστηση των σπόρων, οι σπόροι παραμένουν αδρανείς μέχρις ότου ενεργοποιηθούν για να βλαστήσουν. Όταν οι γιβερελλίνες απελευθερώνονται, ξεκινούν μια διαδικασία αποδυνάμωσης των στρώσεων των σπόρων ξεκινώντας την έκφραση γονιδίων. Αυτό οδηγεί στην επέκταση των κυττάρων.
Οι GA είναι παράγοντες που συμβάλλουν στην ανάπτυξη λουλουδιών. Στις διετείς, θα τονώσουν την ανάπτυξη λουλουδιών. Είναι ενδιαφέρον ότι, στα πολυετή φυτά, οι γιβερελίνες αναστέλλουν την ανθοφορία. Επιπλέον, τα γιβερελλικά οξέα είναι κεντρικά για την επιμήκυνση του εσωτερικού. Και πάλι, το αποτέλεσμα είναι μια επέκταση των κυττάρων και της κυτταρικής διαίρεσης. Αυτό συμβαίνει ως απόκριση σε κύκλους φωτός και σκοτάδι.
Στα μεταλλαγμένα φυτά που είναι νάνοι ή αργά ανθοφορία, υπάρχει μικρότερο γιβερελλικό οξύ. Σε αυτά τα φυτά, απαιτείται περισσότερη εφαρμογή του GA για την επιστροφή των φυτών σε ένα πιο φυσιολογικό πρότυπο ανάπτυξης. Επομένως η γιβερελλίνη λειτουργεί ως ένα είδος επαναφοράς για τα φυτά.
Μια άλλη λειτουργία της γιβερελλίνης είναι η ενίσχυση της βλάστησης των γύρων. Κατά την ανάπτυξη του σωλήνα με γύρη, η ποσότητα της γιβερελλίνης έχει δειχθεί ότι αυξάνεται. Οι γιβερελίνες επηρεάζουν επίσης τη γονιμότητα των αρσενικών και θηλυκών φυτών. Το γιβερελικό οξύ παίζει ρόλο στην καταστολή του σχηματισμού των θηλυκών λουλουδιών.
Ο στύλος είναι ένας κύριος χώρος για την παρασκευή γιβερελικών οξέων.
Πρόσφατες ανακαλύψεις στη βοτανική οδήγησαν σε μεγαλύτερη κατανόηση των οδών σηματοδότησης για τα γιβερελλικά οξέα. Γενικά, αυτές οι οδοί απαιτούν υποδοχέα GA, καταστολείς ανάπτυξης που ονομάζονται DELLA και πρωτεΐνες διαφόρων ειδών. Οι πρωτεΐνες DELLA αναστέλλουν την ανάπτυξη των φυτών, ενώ το σήμα GA ενισχύει την ανάπτυξη. Για να ξεπεράσουμε αυτή την αναστολή, τα γιβερελλικά οξέα σχηματίζουν ένα σύμπλεγμα που οδηγεί στην καταστροφή των καταστολέων ανάπτυξης της DELLA.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να επιδιώκουν να κατανοήσουν τη διαδικασία για το πώς οι GA κάνουν όλα αυτά τα πράγματα να συμβούν. Θεωρητικά, οι γιβερελίνες πρέπει να μεταφέρουν μεγάλες αποστάσεις εντός των φυτών. Ο μηχανισμός για αυτό δεν είναι ακόμη σαφής.
Δεδομένου ότι τα φυτά δεν μπορούν να κινηθούν, η σημασία των σηματοδοτικών μορίων και ορμονών έχει μεγάλη σημασία. Η προσέλκυση περισσότερων για τους θεμελιώδεις μηχανισμούς μεταφοράς του γιβερελικού οξέος, εκτός από τις οδούς σηματοδότησης των ορμονών, θα οδηγήσει σε μεγαλύτερη κατανόηση των φυτών. Αυτό, με τη σειρά του, θα βοηθήσει τη γεωργία καθώς οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν την ανάγκη για εξαιρετικά αποδοτικές καλλιέργειες.