Sadržaj
- Opis giberelične kiseline
- GA3 hormon rasta
- Proizvodnja giberelične kiseline i usjeva
- Koja je funkcija gibberellina?
Gibberelična kiselina (GA) vrsta je hormona koji je važan za rast biljaka. "Zelena revolucija" poljoprivrede dogodila se u velikoj mjeri zbog primjene giberelične kiseline na usjevima. Znanstvenici otkrivaju mnoge načine na koje gibberellini pomažu u razvoju biljaka, istodobno razlučujući metode pomoću kojih se u biljkama prevoze i sintetiziraju.
Gibberelična kiselina (GA) je hormon koji se nalazi u biljkama, a koji pomaže u rastu i razvoju biljaka. U poljoprivredi se obično koristi za povećanje prinosa.
Opis giberelične kiseline
Gibberelična kiselina, ili GA, je hormon koji se nalazi u biljkama. Gibberelična kiselina se može naći u rastućim biljnim tkivima poput izdanaka, mladog lišća i cvjetova. Slabo je kisela. Drugi naziv giberelične kiseline je gibberellin. Gibberelična kiselina može ući u stanične membrane jednostavnom difuzijom. Kiselinama se može pomoći i prijenosnicima priliva, koji su proteini koji mogu kretati GA preko stanične membrane. Jedna vrsta transportera priliva je prijenosnik nitrata 1 / peptidni transporter (NPF). Ostali takvi transporteri uključuju SWEET13 i SWEET14, koji naizgled transportiraju saharozu u phloem biljke. Unutrašnjost stanice ima nižu kiselost (veći pH), pa GA postaje negativno nabijen. Nakon toga, giberellin ne može pobjeći od stanice bez spajanja s drugom komponentom. Znanstvenici pretpostavljaju da moraju postojati transporteri koji mogu giberellin ponovo izbaciti iz citoplazme, ali dosad ti transporteri efluksa nisu pronađeni.
Do sada je otkriveno preko 130 vrsta gibereličnih kiselina. Neke od njih nisu biološki aktivne (bioaktivne), pa služe kao prekursori za bioaktivne GA kao što su GA1, GA3, GA4 i GA7. Biosinteza ovih aktivnih GA nije dobro shvaćena, ali znanstvenici ostvaruju napredak u ovom području. Iako se čini da nebioaktivne GA prelaze velike udaljenosti u biljkama, bioaktivne one to ne čine. Jasno je da se GA može premjestiti u phloem sop biljaka, te da pomaže rast i razvoj biljaka, kao i njihovo cvjetanje. Očito se GA-i također mogu kretati na kratkim udaljenostima. U slučaju GA9, ovaj se giberellin proizvodi u biljnim jajnicima i premješta u latice i sepala. Odatle prolazi kroz promjene da bi postao GA4. Ovaj bioaktivni hormon zauzvrat utječe na rast biljnih organa. Znanstvenici i dalje tragaju za odgovorima na to kako su pokretne giberelične kiseline u biljkama.
GA3 hormon rasta
GA3 hormon rasta je vrsta giberellina koji je bioaktivan. Japanski znanstvenik otkrio je AC3 1950-ih. U to vrijeme gljiva je zahvatila usjeve riže tako da je uzrokovala rast biljaka uz zaustavljanje proizvodnje sjemena. Te lančane, neplodne biljke nisu mogle ni podnijeti svoju težinu. Kada su znanstvenici proučavali ovu gljivicu, otkrili su da ona sadrži spojeve koji mogu poticati rast biljaka. Gljiva se zvala Gibberella fujikuroi, od čega je i nastalo ime gibberellin. Jedan od tih spojeva, koji se sada naziva GA3, je najviše proizvedena giberelična kiselina za industrijsku upotrebu. GA3 hormon rasta važan je za poljoprivredu, znanost i vrtlarstvo. GA3 potiče pojavu muških organa u određenih vrsta.
Proizvodnja giberelične kiseline i usjeva
Otkrivanje gibereličnih kiselina dovelo je do velikih razvoja u poljoprivredi. Poljoprivrednici su otkrili da mogu povećati svoje prinose žitarica pomoću GA. To je dovelo do onoga što se nazivalo "zelenom revolucijom" u poljoprivredi. Poljoprivrednici bi mogli dodati više dušičnog gnojiva usjevima ne brinući o prevelikom produženju stabljika. Dobiveni porast pšenice i riže u potpunosti je promijenio poljoprivredu širom svijeta, dokazujući veliku važnost giberelične kiseline u modernoj poljoprivredi.
Do danas se giberelične kiseline koriste za liječenje biljaka koje imaju patuljaste fenotipe. Giberellini potiču rast biljaka kod ovih patuljastih biljaka. Gibberelična kiselina se također može koristiti za smanjenje cvatnje u mladim voćnjacima voćaka. Na ovaj način voćke imaju više vremena za rast. Pomaže i kao preventiva protiv biljnih virusa u mladim stablima koja se prenose peludom. Poljoprivrednici odlučuju koliko giberelične kiseline treba koristiti za svoje usjeve određivanjem koji im je cilj proizvodnje. Ako im treba smanjiti plodnost, mogu upotrijebiti velike količine giberelične kiseline. S druge strane, ako koriste manje GA, tada voće ili povrće mogu proizvesti više. Voćnjacima koji unose mnogo voća neće trebati toliko GA primjene. Općenito, GA-i se trebaju primjenjivati samo u toplom vremenu, jer neće raditi i na poticanju rasta.
Gibberelična kiselina može pomoći i voću poput citrusa. Primjena giberelične kiseline u agrumima može spriječiti raspad albedoa, što predstavlja stvaranje i pucanje narančaste kore. Primjena giberelične kiseline također može smanjiti mrlje od vodenih žigova na agrumima. Gibberelična kiselina stoga poboljšava kvalitetu limunske kore. Primjena GA daje kvalitetnije voće otpornije na nepovoljne vremenske prilike i druge moguće načine propadanja i oštećenja. Pozorna pažnja na primjenu zdravih biljaka u pravim uvjetima može uvelike poboljšati usjev agruma. Tipično najbolji rezultati primjene GA nastaju kada se on ne koristi sam, već u kombinaciji s drugim spojevima. Jasno je da poboljšanja prinosa i kvalitete voća čine gibereličnu kiselinu važnim alatom u poljoprivredi. Uloga u postizanju poboljšanja i povećanja opskrbe hranom je u GA-i impresivna i izgleda da će ostati još neko vrijeme.
Koja je funkcija gibberellina?
Gibberellins djeluje kao kontrolor rasta u biljkama. Oni djeluju na poticanje klijanja sjemena, pomažu u rastu i sazrijevanju lišća i utječu na cvjetanje.
S klijanjem sjemena sjeme ostaje uspavano dok se ne pokrene klijati. Kada se oslobađaju giberellini, započinju proces slabljenja sjemenskih slojeva tako što započinju ekspresiju gena. To dovodi do širenja stanica.
GA-i su faktori koji doprinose razvoju cvijeta. U bijenalima će potaknuti razvoj cvijeta. Zanimljivo je da kod trajnica giberellini inhibiraju cvjetanje. Pored toga, giberelične kiseline su ključne za produženje internod čvora. Opet, rezultat je širenje stanica i dioba stanica. To se događa kao odgovor na ciklus svjetlosti i tamne boje.
U mutirajućim biljkama koje su patuljasti ili kasno cvjetaju manje je giberelične kiseline. U tim je biljkama potrebno više primjene GA kako bi se biljke vratile normalnijem obrascu rasta. Stoga gibberellin funkcionira kao vrsta resetiranja za biljke.
Još jedna funkcija giberellina je pomoć u klijanju polena. Tijekom rasta peludne cijevi, pokazalo se da raste količina giberellina. Gibberellini također utječu na mušku i žensku plodnost u biljkama. Gibberelična kiselina igra ulogu u suzbijanju stvaranja ženskih cvjetova.
Stamen je glavno mjesto za proizvodnju gibereličnih kiselina.
Nedavna otkrića botanike dovela su do boljeg razumijevanja signalnih putova za giberelične kiseline. Općenito, ovi putevi zahtijevaju GA receptor, prigušivače rasta koji se zovu DELLA i proteini raznih vrsta. Proteini DELLA inhibiraju rast biljaka, dok GA signal pomaže rast. Da bi prešli ovu inhibiciju, giberelične kiseline tvore kompleks koji dovodi do sloma represure za rast DELLA.
Znanstvenici još uvijek žele razumjeti postupak kako se sve ovo događa. Teoretski, gibberellini moraju prevoziti velike udaljenosti unutar biljaka. Mehanizam za to još nije jasan.
Kako se biljke ne mogu kretati, od velike je važnosti signalne molekule i hormoni. Oslanjajući se više na osnovne mehanizme transporta giberelične kiseline, osim hormonskih signalnih putova, dovest će do boljeg razumijevanja biljaka. To će zauzvrat pomoći poljoprivredi jer se ljudi suočavaju sa potrebom za visoko učinkovitim prinosima.