Gibberellin các loại, chức năng, phương thức hành động, sinh tổng hợp, ứng dụng



các gibberellin chúng là các hoocmon thực vật hoặc phytohormone can thiệp vào các quá trình sinh trưởng và phát triển khác nhau của thực vật bậc cao. Trên thực tế, chúng kích thích sự tăng trưởng và kéo dài của thân, sự phát triển của quả và sự nảy mầm của hạt.

Phát hiện của nó được thực hiện vào giữa những năm 30 bởi các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã nghiên cứu sự phát triển bất thường của cây lúa. Tên gibberellin xuất phát từ nấm Gibberrella funjikuroi, sinh vật ban đầu được chiết xuất, tác nhân gây bệnh "Bakanae".

Mặc dù hơn 112 gibberellin đã được xác định, rất ít hoạt động sinh lý biểu hiện. Chỉ gibberellin A3 hoặc axit gibberellic và gibberellin A1, Một4 và A7 họ có tầm quan trọng thương mại.

Những phytohormone này thúc đẩy những thay đổi đáng ngạc nhiên về kích thước của cây, ngoài việc gây ra sự phân chia tế bào trong lá và thân. Hiệu quả có thể nhìn thấy của ứng dụng ngoại sinh của nó là sự kéo dài của thân cây mỏng, ít cành và lá mỏng manh.

Chỉ số

  • 1 loại
    • 1.1 Biểu mẫu miễn phí
    • 1.2 Các hình thức liên hợp
  • 2 chức năng
  • 3 Phương thức hành động
  • 4 Sinh tổng hợp gibberellin
  • 5 Thu được gibberellin tự nhiên
  • 6 tác dụng sinh lý
  • 7 ứng dụng thương mại
  • 8 tài liệu tham khảo

Các loại

Cấu trúc của gibberellin là kết quả của sự kết hợp của năm isoprenoid carbon cùng nhau tạo thành một phân tử bốn vòng. Phân loại của nó phụ thuộc vào hoạt động sinh học.

Biểu mẫu miễn phí

Tương ứng với các chất có nguồn gốc từ ent-Kaureno, có cấu trúc cơ bản là ent-giberelano. Chúng được phân loại là diterpenoid axit từ hydrocarbon dị vòng ent-Kaurene. Hai loại hình thức miễn phí được biết đến.

  • Không hoạt động: tặng 20 carbons.
  • Hoạt động: Họ trình bày 19 nguyên tử cacbon, vì họ đã mất một lượng carbon cụ thể. Hoạt động được điều hòa để có 19 nguyên tử cacbon và thể hiện quá trình hydroxyl hóa ở vị trí 3.

Các hình thức liên hợp

Chúng là những gibberellin có liên quan đến carbohydrate, vì vậy chúng không có hoạt động sinh học.

Chức năng

Chức năng chính của gibberellin là sự kích thích tăng trưởng và kéo dài cấu trúc thực vật. Cơ chế sinh lý cho phép kéo dài có liên quan đến sự thay đổi nồng độ canxi nội sinh ở cấp độ tế bào.

Việc áp dụng gibberellin thúc đẩy sự phát triển của hoa và hoa của các loài khác nhau, đặc biệt là trong các nhà máy dài ngày (PDL). Liên kết với phytochromes, chúng có tác dụng hiệp đồng, kích thích sự khác biệt của các cấu trúc hoa, như cánh hoa, nhị hoa hoặc mộc, trong quá trình ra hoa.

Mặt khác, chúng gây ra sự nảy mầm của hạt giống vẫn còn im lìm. Trong thực tế, họ kích hoạt huy động dự trữ, tạo ra sự tổng hợp amylase và protease trong hạt giống.

Tương tự như vậy, họ ủng hộ sự phát triển của các loại trái cây, kích thích sự uốn cong hoặc biến đổi của hoa thành trái cây. Ngoài ra, chúng thúc đẩy parthenocarpy và được sử dụng để sản xuất trái cây không có hạt.

Phương thức hành động

Gibberellin thúc đẩy sự phân chia và kéo dài tế bào, vì các ứng dụng được kiểm soát làm tăng số lượng và kích thước của các tế bào. Phương thức hoạt động của gibberellin được điều chỉnh bởi sự biến đổi hàm lượng của các ion canxi trong các mô.

Các phytohormone này được kích hoạt và tạo ra các phản ứng sinh lý và hình thái ở nồng độ rất thấp trong các mô thực vật. Ở cấp độ tế bào, điều cần thiết là tất cả các yếu tố liên quan đều có mặt và khả thi cho sự thay đổi xảy ra..

Cơ chế hoạt động của gibberellin đã được nghiên cứu về quá trình nảy mầm và phát triển của phôi trong hạt lúa mạch (Hordeum Vulgare). Trên thực tế, chức năng sinh hóa và sinh lý của gibberellin đã được xác minh về những thay đổi xảy ra trong quá trình này.

Hạt lúa mạch có một lớp tế bào giàu protein bên dưới lớp biểu mô, được gọi là lớp aitonon. Khi bắt đầu quá trình nảy mầm, phôi giải phóng gibberellin hoạt động trên lớp aitonon tạo ra cả enzyme thủy phân.

Trong cơ chế này, α-amylase, chịu trách nhiệm cho việc mở ra tinh bột thành đường, là enzyme chính được tổng hợp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đường chỉ được hình thành khi có lớp aitonone.

Do đó, α-amylase có nguồn gốc từ lớp aitonone chịu trách nhiệm chuyển hóa tinh bột dự trữ thành nội nhũ amylaceous. Theo cách này, đường và axit amin được giải phóng được phôi sử dụng theo yêu cầu sinh lý của chúng.

Người ta cho rằng gibberellin kích hoạt một số gen nhất định hoạt động trên các phân tử mRNA chịu trách nhiệm tổng hợp α-amylase. Mặc dù chưa được xác minh rằng phytohormone tác động lên gen, nhưng sự hiện diện của nó là điều cần thiết cho quá trình tổng hợp RNA và hình thành enzyme.

Sinh tổng hợp gibberellin

Gibberellin là các hợp chất terpenoid có nguồn gốc từ vòng gibano bao gồm cấu trúc tetracyclic ent-giberelane. Sinh tổng hợp được thực hiện thông qua con đường của axit mevalonic, đó là con đường kim loại chính của sinh vật nhân chuẩn.

Con đường này xảy ra trong cytosol và trong mạng lưới nội chất của tế bào thực vật, nấm men, nấm, vi khuẩn, tảo và động vật nguyên sinh. Kết quả là các cấu trúc năm carbon gọi là isopentenyl pyrophosphate và dimethylallyl pyrophosphate được sử dụng để thu được isoprenoid..

Isoprenoid là các phân tử khởi đầu của các hạt khác nhau như coenzyme, vitamin K, và trong số đó có phytohormone. Ở cấp độ thực vật, con đường trao đổi chất thường kết thúc trong việc thu được GA12-aldehyd.

Thu được hợp chất này, mỗi loài thực vật tuân theo các quy trình khác nhau cho đến khi đạt được sự đa dạng của gibberellin đã biết. Trên thực tế, mỗi gibberellin hoạt động độc lập hoặc tương tác với các phytohormone khác.

Quá trình này xảy ra độc quyền trong các mô phân sinh của lá non. Sau đó, các chất này được chuyển sang phần còn lại của cây thông qua phloem.

Ở một số loài, gibberellin được tổng hợp ở cấp độ đỉnh của rễ, được chuyển thành thân thông qua phloem. Tương tự như vậy, hạt chưa trưởng thành có hàm lượng gibberellin cao.

Thu được gibberellin tự nhiên

Lên men nitơ, có ga và muối khoáng là cách tự nhiên để thu được gibberellin thương mại. Là một nguồn có ga, glucose, sucrose, bột tự nhiên và chất béo được sử dụng, và muối khoáng của phốt phát và magiê được áp dụng..

Quá trình này cần 5 đến 7 ngày để lên men hiệu quả. Cần phải khuấy trộn và điều kiện sục khí liên tục, duy trì trung bình từ 28 độ đến 32 độ C và độ pH từ 3-3,5.

Trong thực tế, quá trình phục hồi của gibberellin được thực hiện thông qua sự phân ly sinh khối từ nước dùng lên men. Trong trường hợp này, phần nổi không có tế bào chứa các yếu tố được sử dụng làm chất điều hòa sinh trưởng thực vật.

Ở cấp độ phòng thí nghiệm, các hạt gibberellin có thể được phục hồi thông qua một quá trình cột chiết lỏng-lỏng. Đối với kỹ thuật này, ethyl acetate được sử dụng làm dung môi hữu cơ.

Trong khiếm khuyết của nó, nhựa trao đổi anion được áp dụng cho chất nổi trên bề mặt, đạt được sự kết tủa của gibberellin bằng phương pháp rửa giải gradient. Cuối cùng, các hạt được sấy khô và kết tinh theo mức độ tinh khiết được thiết lập.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, gibberellin được sử dụng với độ tinh khiết từ 50 đến 70%, trộn với một thành phần trơ thương mại. Trong kỹ thuật vi nhân giống và cây trồng trong ống nghiệm, Nên sử dụng các sản phẩm thương mại có độ tinh khiết lớn hơn 90%.

Tác dụng sinh lý

Việc áp dụng gibberellin với số lượng nhỏ thúc đẩy các hoạt động sinh lý khác nhau ở thực vật, trong số đó là:

  • Cảm ứng tăng trưởng mô và kéo dài thân cây
  • Kích thích nảy mầm
  • Khuyến mãi cài đặt hoa cho trái cây
  • Quy định ra hoa và phát triển của quả
  • Chuyển đổi cây hai năm một lần thành hàng năm
  • Thay đổi biểu hiện tình dục
  • Ức chế chủ nghĩa lùn

Ứng dụng ngoại sinh của gibberellin tác động đến tình trạng vị thành niên của một số cấu trúc thực vật nhất định. Giâm cành hoặc cọc được sử dụng để nhân giống thực vật, dễ dàng bắt đầu quá trình ra rễ khi biểu hiện trẻ trung của nó.

Ngược lại, nếu cấu trúc thực vật biểu hiện tính cách trưởng thành của chúng, sự hình thành rễ là null. Việc áp dụng gibberellin cho phép cây chuyển từ điều kiện vị thành niên sang tuổi trưởng thành hoặc ngược lại.

Cơ chế này rất cần thiết khi bạn muốn bắt đầu ra hoa ở những cây trồng chưa hoàn thành giai đoạn vị thành niên. Kinh nghiệm với các loài cây gỗ, như cây bách, thông hoặc thủy tùng thông thường, đã giảm chu kỳ sản xuất đáng kể.

Ứng dụng thương mại

Các yêu cầu của giờ sáng hoặc điều kiện lạnh ở một số loài có thể được bổ sung bằng các ứng dụng cụ thể của gibberellin. Ngoài ra, gibberellin có thể kích thích sự hình thành cấu trúc hoa và cuối cùng xác định các thuộc tính tình dục của cây.

Trong quá trình đậu quả, gibberellin thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển của quả. Tương tự như vậy, họ trì hoãn sự già nua của quả, ngăn chặn sự hư hỏng của chúng trên cây hoặc đóng góp một số thời gian của cuộc sống hữu ích một khi được thu hoạch.

Khi muốn có được trái mà không có hạt (Partenocarpia), các ứng dụng cụ thể của gibberellin gây ra hiện tượng này. Một ví dụ thực tế là việc sản xuất nho không hạt, ở cấp độ thương mại được yêu cầu nhiều hơn so với các loài có hạt..

Trong bối cảnh này, các ứng dụng của gibberellin trong hạt ở trạng thái không hoạt động cho phép kích hoạt các quá trình sinh lý và thoát khỏi tình trạng này. Trên thực tế, một liều lượng thích hợp sẽ kích hoạt các enzyme thủy phân làm suy giảm tinh bột trong đường, có lợi cho sự phát triển của phôi.

Trong lĩnh vực công nghệ sinh học, gibberellin được sử dụng để tái tạo mô trong cây trồng trong ống nghiệm của các nhà nghiên cứu không có mầm bệnh. Tương tự như vậy, các ứng dụng của gibberellin trong cây mẹ kích thích sự phát triển của chúng, tạo điều kiện cho việc chiết xuất những lời xin lỗi lành mạnh ở cấp phòng thí nghiệm.

Ở cấp độ thương mại, các ứng dụng của gibberellin trong canh tác mía (Saccarum docinarum) cho phép tăng sản xuất đường. Về vấn đề này, các phytohormone này gây ra sự kéo dài của các tế bào nơi sucrose được sản xuất và lưu trữ, theo cách này để tích lũy đường lớn hơn.

Tài liệu tham khảo

  1. Áp dụng Hormone thực vật (2016) Làm vườn. Đã phục hồi trong: hort Khóiv.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín và Talón Manuel (2008) Nguyên tắc cơ bản của sinh lý thực vật. Mc Graw Hill, phiên bản 2. Sđd: 980-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Sinh lý học thực vật. Chủ đề X. Gibberellin. Đại học Bách khoa Cartagena. 7 trang.
  4. Delgado Arrieta G. và Domenech López F. (2016) Gibberelin. Khoa học kỹ thuật Chương 4.27, 4 trang.
  5. Phytoregulators (2003) Đại học Politècnica de València. Lấy từ: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Các nhà điều chỉnh sự tăng trưởng của thực vật trong nông nghiệp. Đại học California, Davis. Biên tập Trillas. Sđd: 9682404312.