Gibberellins typer, funktion, verkningssätt, biosyntes, applicering



den giberelinas de är växthormoner eller fytohormoner som ingriper i olika processer för tillväxt och utveckling av högre växter. Faktum är att de stimulerar tillväxten och förlängningen av stammen, utvecklingen av frukterna och utsöndring av frön.

Dess upptäckt gjordes i mitten av 30-talet av japanska forskare som studerade den onormala tillväxten av risplantor. Namnet gibberellin kommer från svampen Gibberrella funjikuroi, organism från vilken den ursprungligen extraherades, sjukdoms orsakssamband "Bakanae".

Trots att mer än 112 gibberelliner har identifierats har väldigt få manifest fysiologisk aktivitet. Endast gibberellin A3 eller gibberellsyra och gibberelliner A1, EN4 och A7 De har kommersiell betydelse.

Dessa fytohormoner främjar överraskande förändringar i plantans storlek, förutom att inducera celldelning i löv och stjälkar. Den synliga effekten av dess exogena applicering är förlängningen av tunna stammar, färre grenar och bräckliga löv.

index

  • 1 typer
    • 1.1 Gratis formulär
    • 1,2 konjugerade former
  • 2 Funktion
  • 3 Handlingssätt
  • 4 Biosyntes av gibberelliner
  • 5 Erhålla naturliga gibberelliner
  • 6 Fysiologiska effekter
  • 7 Kommersiella applikationer
  • 8 referenser

Typ

Strukturen av gibberelliner är resultatet av föreningen av fem kol isoprenoider som tillsammans bildar en fyrringsmolekyl. Dess klassificering beror på den biologiska aktiviteten.

Gratis formulär

Motsvarar de ämnen som härrör från ent Kaugeno, vars grundläggande struktur är ent-giberelano. De klassificeras som syra diterpenoider från det heterocykliska kolväteet med ent-kauren. Två typer av fria former är kända.

  • inaktiv: presenterar 20 kolatomer.
  • aktiv: De presenterar 19 kol, eftersom de har förlorat ett visst kol. Aktiviteten är konditionerad att ha 19 kolatomer och presentera en hydroxylering i position 3.

Konjugerade former

De är de gibberelliner som är förknippade med kolhydrater, så de har inte biologisk aktivitet.

funktion

Gibberellins huvudsakliga funktion är induktionen av tillväxt och förlängning av växtstrukturer. Den fysiologiska mekanismen som möjliggör förlängning är relaterad till förändringar i endogen kalciumkoncentration på cellulär nivå.

Användningen av gibberelliner främjar utvecklingen av blommande och blomställningar av olika arter, särskilt i långa dagplanter (PDL). Förknippade med fytokromer har de en synergistisk effekt som stimulerar differentieringen av blommiga strukturer, såsom kronblad, stamens eller carpels, under blommande.

Å andra sidan orsakar de spiring av frön som förblir vilande. I själva verket aktiverar de mobiliseringen av reserver, vilket inducerar syntesen av amylaser och proteaser i fröerna.

På samma sätt gynnar de utvecklingen av frukterna, stimulerar blommans kväva eller omvandling till frukter. Dessutom främjar de parthenocarpy och används för att producera frukter utan frön.

Handlingssätt

Gibberelliner främjar celldelning och töjning, eftersom kontrollerade tillämpningar ökar antalet och storleken på cellerna. Verkningsmekanismen för gibberelliner regleras av variationen av innehållet av kalciumjoner i vävnader.

Dessa fytohormoner aktiveras och genererar fysiologiska och morfologiska reaktioner vid väldigt låga koncentrationer i växtvävnader. På mobilnivån är det viktigt att alla inblandade element är närvarande och genomförbara för förändringen att inträffa..

Verkningsmekanismen för gibberelliner har studerats på spridningsprocessen och tillväxten av embryot i kornfrön (Hordeum vulgare). Faktum är att den biokemiska och fysiologiska funktionen hos gibberelliner har kontrollerats på de förändringar som uppstår i denna process.

Byggsfrön har ett lager proteinrika celler under epispermen, som kallas aleuronskiktet. Vid början av spridningsprocessen frigör embryot gibberelliner som verkar på aleuronskiktet som alstrar båda hydrolytiska enzymerna.

I denna mekanism är a-amylas, som är ansvarigt för att utveckla stärkelse till sockerarter, det huvudsakliga enzymet syntetiserat. Studier har visat att sockerarter bildas endast när aleuronskiktet är närvarande.

Därför är a-amylaset med ursprung i aleuronskiktet ansvarigt för att omvandla reservstärkelsen till den amylaceösa endospermen. På så sätt används de använda sockerarterna och aminosyrorna av embryot enligt deras fysiologiska krav.

Det antas att gibberelliner aktiverar vissa gener som verkar på mRNA-molekyler som är ansvariga för att syntetisera a-amylas. Även om det ännu inte har verifierats att fytohormon verkar på genen är dess närvaro avgörande för syntesen av RNA och bildning av enzymer.

Biosyntes av gibberelliner

Gibberelliner är terpenoidföreningar härledda från gibano-ringen bestående av en ent-giberelan-tetracyklisk struktur. Biosyntes utförs genom mevalonsyran, vilken är den huvudsakliga metallvägen för eukaryoter.

Denna väg uppträder i cytosolen och i endoplasmatiska retikulum av växtceller, jäst, svampar, bakterier, alger och protozoer. Resultatet är fem-kolstrukturer som heter isopentenylpyrofosfat och dimetylallylpyrofosfat som används för att erhålla isoprenoider..

Isoprenoider är promotormolekylerna av olika partiklar, såsom koenzymer, vitamin K och bland dem fytohormoner. På växtnivån slutar den metaboliska vägen vanligtvis vid erhållande av GA12-aldehyd.

Erhållen denna förening följer varje växtart olika förfaranden tills man uppnår olika kända gibberelliner. Faktum är att varje gibberellin verkar oberoende eller interagerar med de andra fytohormonerna.

Denna process sker uteslutande i de meristematiska vävnaderna hos unga löv. Sedan transloceras dessa substanser till resten av växten genom floloem.

I vissa arter syntetiseras gibberelliner vid nivån av rötapetet, som translokeras till stammen genom phloem. På samma sätt har omogna frön ett högt innehåll av gibberelliner.

Skaffa naturliga gibberelliner

Fermentering av kväve, kolsyrade och mineralsalter är det naturliga sättet att erhålla kommersiella gibberelliner. Som en kolsyrad källa används glukos, sackaros, naturliga mjöl och fetter, och mineralsalter av fosfat och magnesium appliceras..

Processen kräver 5 till 7 dagar för en effektiv jäsning. Ångrörelse och konstanta luftningsförhållanden krävs, med ett medelvärde av 28º till 32ºC och pH-nivåer på 3-3,5.

I själva verket utförs återställningsförfarandet för gibberelliner genom dissociation av biomassan från den fermenterade buljongen. I detta fall innehåller den cellfria supernatanten elementen som används som växttillväxtregulatorer.

På laboratorienivå kan gibberellinpartiklar utvinnas genom en process av flytande-vätske-extraktions-kolonner. För denna teknik används etylacetat som ett organiskt lösningsmedel.

Alternativt är anjonbytarhartser appliceras till supematanten, erhållande utfällningen av gibberelliner genom gradienteluering. Slutligen torkas partiklarna och kristalliseras i enlighet med den fastställda renhetsgraden.

På jordbruksmarken används gibberelliner med en renhetsgrad mellan 50 och 70%, blandade med en kommersiellt inert ingrediens. I tekniker för mikropropagation och grödor in vitro, Det är lämpligt att använda kommersiella produkter med en renhetsgrad över 90%.

Fysiologiska effekter

Användningen av gibberelliner i små kvantiteter främjar olika fysiologiska åtgärder i växter, bland vilka är:

  • Induktion av vävnadstillväxt och förlängning av stammar
  • Stimulering av grobarhet
  • Främjande av blomställning till frukter
  • Reglering av blomning och utveckling av frukt
  • Transformation av tvååriga växter till ettåriga år
  • Förändring av sexuellt uttryck
  • Undertryck av dvärg

Den exogena tillämpningen av gibberelliner verkar på juvenil tillstånd hos vissa växtstrukturer. Stiklingar eller stavar som används för vegetativ multiplikation, startar lätt roddprocessen när dess ungdomliga karaktär uppenbaras.

Omvänt, om växtstrukturer uppenbarar sin vuxna karaktär är rotbildningen noll. Tillämpningen av gibberelliner gör det möjligt för växten att övergå från sitt ungdomstillstånd till vuxen ålder eller vice versa.

Denna mekanism är väsentlig när du vill börja blomma i grödor som inte har slutfört sin ungdomsfas. Erfarenheter av skogsartade arter, som cypress, tall eller vanligt fisk, har minskat produktionscyklerna avsevärt.

Kommersiella applikationer

Kraven på lätta timmar eller kalla förhållanden hos vissa arter kan kompletteras med specifika tillämpningar av gibberelliner. Dessutom kan gibberelliner stimulera bildandet av blommiga strukturer, och så småningom bestämma växtens sexuella egenskaper.

I fruktprocessen främjar gibberelliner tillväxten och utvecklingen av frukterna. På samma sätt försenar de senescens av frukterna, förhindrar deras försämring i trädet eller bidrar med en viss tid av nyttjandeperiod när de skördas.

När det är önskvärt att erhålla frukter utan frö (Partenocarpia), inducerar specifika tillämpningar av gibberelliner detta fenomen. Ett praktiskt exempel är produktionen av fröfria druvor, som på kommersiell nivå är mer krävda än arten med frön..

I detta sammanhang tillåter applikationer av gibberelliner i frön i vilande tillstånd att aktivera de fysiologiska processerna och komma ur detta tillstånd. Faktum är att en adekvat dos aktiverar de hydrolytiska enzymerna som bryter ned stärkelsen i socker, vilket gynnar utvecklingen av embryot.

På det biotekniska området används gibberelliner för att regenerera vävnader i grödor in vitro av patogenfria explanteringar. På samma sätt stimulerar tillämpningar av gibberelliner i moderplantor deras tillväxt, underlättar extraktionen av friska apices på laboratorienivå.

På kommersiell nivå används tillämpningar av gibberelliner vid odling av sockerrör (Saccharum officinarum) tillåter att öka produktionen av socker. I detta avseende inducerar dessa fytohormoner förlängningen av internoderna där sackaros produceras och lagras, på detta sätt till större stor större ackumulation av socker.

referenser

  1. Tillämpning av vegetabiliska hormoner (2016) Horticultures. Återställd i: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín och Talón Manuel (2008) Fundamentals of Plant Physiology. Mc Graw Hill, 2: a upplagan. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Växtfysiologi. Ämne X. Gibberellins. Polytechnic University of Cartagena. 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G. och Domenech López F. (2016) Gibberelin. Tekniska vetenskaper Kapitel 4.27, 4 sid.
  5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Hämtad från: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Regulatorer av Växt Växter i Jordbruk. University of California, Davis. Redaktionella trillor. ISBN: 9682404312.