ชนิดของกิบเบอเรลลิน, โหมดการทำงาน, การสังเคราะห์ทางชีวภาพ, แอพพลิเคชั่น

giberelinas พวกเขาเป็นฮอร์โมนพืชหรือ phytohormones ที่แทรกแซงในกระบวนการต่าง ๆ ของการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชที่สูงขึ้น ในความเป็นจริงพวกเขากระตุ้นการเจริญเติบโตและการยืดตัวของลำต้นการพัฒนาของผลไม้และการงอกของเมล็ด.

การค้นพบนี้เกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 30 โดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่นที่ศึกษาการเติบโตที่ผิดปกติของต้นข้าว ชื่อกิบเบอเรลลินมาจากเชื้อรา Gibberrella funjikuroi, สิ่งมีชีวิตที่มันถูกสกัดในขั้นต้นซึ่งเป็นสาเหตุเชิงสาเหตุของโรค "Bakanae".

แม้ว่าจะมีการระบุมากกว่า 99 gibberellins กิจกรรมทางสรีรวิทยาที่ประจักษ์น้อยมาก เฉพาะ gibberellin A₃ หรือกรดกิบเบอเรลิกและกิบเบอเรลลินเอ₁, ₄ และ₇ พวกเขามีความสำคัญเชิงพาณิชย์.

phytohormones เหล่านี้ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงที่น่าแปลกใจในขนาดของพืชนอกเหนือไปจากการกระตุ้นการแบ่งเซลล์ในใบและลำต้น ผลที่เห็นได้ชัดของการใช้ภายนอกคือการยืดตัวของบางลำต้นกิ่งน้อยลงและใบบอบบาง.

ดัชนี

• 1 ประเภท
  • 1.1 แบบฟอร์มฟรี
  • 1.2 แบบฟอร์ม Conjugated
• 2 ฟังก์ชั่น
• 3 โหมดของการกระทำ
• 4 การสังเคราะห์ของจิบเบอเรลลิน
• 5 การได้รับ gibberellins ธรรมชาติ
• 6 ผลกระทบทางสรีรวิทยา
• 7 การใช้งานเชิงพาณิชย์
• 8 อ้างอิง

ชนิด

โครงสร้างของกิบเบอเรลลินนั้นเป็นผลมาจากการรวมตัวกันของไอโซโทปคาร์บอนห้าชนิดที่รวมกันเป็นโมเลกุลสี่วงแหวน การจำแนกของมันขึ้นอยู่กับกิจกรรมทางชีวภาพ.

แบบฟอร์มฟรี

สอดคล้องกับสารเหล่านั้นที่ได้มาจาก ent-Kaureno ซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานคือ ent-giberelano พวกเขาถูกจัดประเภทเป็นกรด diterpenoids จาก ent-Kaurene heterocyclic ไฮโดรคาร์บอน เป็นที่ทราบกันดีว่ามีรูปแบบอิสระสองประเภท.

• ไม่ได้ใช้งาน: นำเสนอ 20 carbons.
• การใช้งาน: พวกเขานำเสนอ 19 คาร์บอนเนื่องจากพวกเขาสูญเสียคาร์บอนเฉพาะ กิจกรรมถูกกำหนดให้มี 19 คาร์บอนและนำเสนอไฮดรอกซิเลชันในตำแหน่งที่ 3.

ผันรูปแบบ

พวกมันคือกิบเบอเรลลินที่เกี่ยวข้องกับคาร์โบไฮเดรตดังนั้นพวกมันจึงไม่มีกิจกรรมทางชีวภาพ.

ฟังก์ชัน

หน้าที่หลักของกิบเบอเรลลินคือการเหนี่ยวนำการเจริญเติบโตและการยืดตัวของโครงสร้างพืช กลไกทางสรีรวิทยาที่ช่วยให้การยืดตัวสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของแคลเซียมภายนอกที่ระดับเซลล์.

การประยุกต์ใช้ gibberellins ส่งเสริมการพัฒนาของการออกดอกและช่อดอกของสปีชีส์ต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพืชวันยาว (PDL) เกี่ยวข้องกับไฟโตไชโยพวกเขามีผลเสริมฤทธิ์กันกระตุ้นความแตกต่างของโครงสร้างดอกไม้เช่นกลีบเกสรตัวผู้หรือ carpels ในช่วงออกดอก.

ในทางกลับกันพวกเขาทำให้เกิดการงอกของเมล็ดที่ยังคงอยู่เฉยๆ พวกมันกระตุ้นการเคลื่อนที่ของปริมาณสำรองทำให้เกิดการสังเคราะห์อะไมเลสและโปรตีเอสในเมล็ด.

ในทำนองเดียวกันพวกเขาชอบการพัฒนาของผลไม้กระตุ้นการทำให้ตกใจหรือการเปลี่ยนแปลงของดอกไม้เป็นผลไม้ นอกจากนี้พวกเขาส่งเสริม parthenocarpy และใช้ในการผลิตผลไม้ที่ไม่มีเมล็ด.

โหมดของการกระทำ

Gibberellins ส่งเสริมการแบ่งเซลล์และการยืดตัวเนื่องจากแอปพลิเคชันที่มีการควบคุมจะเพิ่มจำนวนและขนาดของเซลล์ โหมดของการกระทำของ gibberellins ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงของเนื้อหาของแคลเซียมไอออนในเนื้อเยื่อ.

ไฟโตฮอร์โมนเหล่านี้เปิดใช้งานและสร้างการตอบสนองทางสรีรวิทยาและก้านที่ความเข้มข้นต่ำมากในเนื้อเยื่อพืช ในระดับเซลล์มันเป็นสิ่งสำคัญที่องค์ประกอบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องมีอยู่และเป็นไปได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้น.

กลไกการออกฤทธิ์ของกิบเบอเรลลินได้รับการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการงอกและการเจริญเติบโตของตัวอ่อนในเมล็ดข้าวบาร์เลย์ (Hordeum vulgare) ในความเป็นจริงฟังก์ชั่นทางชีวเคมีและสรีรวิทยาของจิบเบอเรลลินได้รับการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในกระบวนการนี้.

เมล็ดข้าวบาร์เลย์มีชั้นของเซลล์ที่อุดมด้วยโปรตีนภายใต้สเปอร์สเปอร์ที่เรียกว่าชั้น aleuron ที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการงอกตัวอ่อนจะปล่อย gibberellins ที่ทำหน้าที่ในชั้น aleuron ที่สร้างเอนไซม์ไฮโดรไลติกทั้งสอง.

ในกลไกนี้α-amylase ซึ่งรับผิดชอบในการตีแป้งลงในน้ำตาลเป็นเอนไซม์หลักที่สังเคราะห์ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าน้ำตาลจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อชั้น aleurone อยู่.

ดังนั้นα-amylase ที่เกิดขึ้นในชั้น aleurone มีหน้าที่ในการเปลี่ยนแป้งสำรองไปเป็น endosperm อะไมเลส ด้วยวิธีนี้ตัวอ่อนจะใช้น้ำตาลและกรดอะมิโนที่ปล่อยออกมาตามข้อกำหนดทางสรีรวิทยา.

สันนิษฐานว่าเป็น gibberellins เปิดใช้งานยีนบางอย่างที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับโมเลกุล mRNA รับผิดชอบในการสังเคราะห์α-amylase แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการตรวจสอบว่าไฟโตฮอร์โมนทำหน้าที่เกี่ยวกับยีนการมีอยู่ของมันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ RNA และการก่อตัวของเอนไซม์.

การสังเคราะห์ทางชีวภาพของจิบเบอเรลลิน

Gibberellins เป็นสารประกอบ terpenoid ที่ได้มาจากวงแหวน gibano ซึ่งประกอบด้วยโครงสร้าง tetracyclic ent-giberelane การสังเคราะห์ทางชีวภาพดำเนินการผ่านเส้นทางของกรด mevalonic ซึ่งเป็นเส้นทางโลหะหลักของยูคาริโอต.

เส้นทางนี้เกิดขึ้นในไซโตโซอลและในเอนโดพลาสมิกรีคัลกัสของเซลล์พืช, ยีสต์, เชื้อรา, แบคทีเรีย, สาหร่ายและโปรโตซัว ผลที่ได้คือโครงสร้างห้าคาร์บอนที่เรียกว่า isopentenyl pyrophosphate และ dimethylallyl pyrophosphate ที่ใช้ในการรับ isoprenoids.

Isoprenoids เป็นโมเลกุลโปรโมเตอร์ของอนุภาคต่าง ๆ เช่นโคเอนไซม์, วิตามินเค, และในหมู่พวกเขา phytohormones ในระดับโรงงานเส้นทางการเผาผลาญมักจะสิ้นสุดลงในการได้รับ GA₁₂-ลดีไฮด์.

ได้รับสารประกอบนี้พืชแต่ละชนิดตามกระบวนการที่แตกต่างกันจนกว่าจะบรรลุความหลากหลายของ gibberellins ที่รู้จักกัน ในความเป็นจริงแล้วกิบเบอเรลลินแต่ละตัวทำหน้าที่อิสระหรือมีปฏิสัมพันธ์กับไฟโตฮอร์โมนคนอื่น ๆ.

กระบวนการนี้เกิดขึ้นเฉพาะในเนื้อเยื่อเนื้อเยื่ออ่อนของใบอ่อน จากนั้นสารเหล่านี้จะถูกย้ายไปยังส่วนที่เหลือของพืชผ่านทางต้นฟลอก.

ในบางสปีชีส์ gibberellins ถูกสังเคราะห์ที่ระดับรากยอดซึ่งถูกโยกย้ายไปยังลำต้นผ่านต้นฟลอก ในทำนองเดียวกันเมล็ดอ่อนยังมีเนื้อหาของกิบเบอเรลลินสูง.

ได้รับ gibberellins ธรรมชาติ

การหมักไนโตรเจนเกลือคาร์บอเนตและเกลือแร่เป็นวิธีธรรมชาติที่จะได้รับ gibberellins ในเชิงพาณิชย์ ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอเนตจะใช้กลูโคสซูโครสแป้งและไขมันตามธรรมชาติและใช้เกลือแร่ของฟอสเฟตและแมกนีเซียม.

กระบวนการนี้ใช้เวลา 5 ถึง 7 วันสำหรับการหมักที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการกวนและเงื่อนไขการให้อากาศคงที่โดยเฉลี่ยอยู่ที่28ºถึง32º C และระดับ pH 3-3.5.

ในขั้นตอนการกู้คืนของ gibberellins จะดำเนินการผ่านการแยกออกจากชีวมวลจากน้ำซุปหมัก ในกรณีนี้ส่วนเกินที่ไม่มีเซลล์ประกอบด้วยองค์ประกอบที่ใช้เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช.

ในระดับห้องปฏิบัติการอนุภาคจิบเบอเรลลินสามารถกู้คืนได้ผ่านกระบวนการของคอลัมน์สกัดของเหลวและของเหลว สำหรับเทคนิคนี้ใช้ ethyl acetate เป็นตัวทำละลายอินทรีย์.

ในข้อบกพร่องเรซินแลกเปลี่ยนประจุลบจะถูกนำไปใช้กับ supernatant บรรลุการเร่งรัดของ gibberellins โดยวิธีการไล่ระดับสี ในที่สุดอนุภาคจะถูกทำให้แห้งและตกผลึกตามระดับความบริสุทธิ์ที่กำหนด.

ในเขตเกษตรกรรมนั้นมีการใช้ gibberellins ในระดับความบริสุทธิ์ระหว่าง 50 และ 70% ผสมกับส่วนผสมเฉื่อยในเชิงพาณิชย์ ในเทคนิคการขยายพันธุ์และพืชผล ในหลอดทดลอง, ขอแนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีระดับความบริสุทธิ์มากกว่า 90%.

ผลทางสรีรวิทยา

การใช้ gibberellins ในปริมาณน้อยส่งเสริมการกระทำทางสรีรวิทยาต่าง ๆ ในพืชซึ่ง ได้แก่ :

• การเหนี่ยวนำการเติบโตของเนื้อเยื่อและการยืดตัวของลำต้น
• กระตุ้นการงอก
• โปรโมชั่นของการตั้งค่าดอกไม้กับผลไม้
• การออกดอกและการพัฒนาของผลไม้
• การแปลงพืชล้มลุกให้เป็นรายปี
• การเปลี่ยนแปลงการแสดงออกทางเพศ
• การปราบปรามของคนแคระ

การใช้ภายนอกของ gibberellins ทำหน้าที่ในสภาพเด็กและเยาวชนของโครงสร้างพืชบางอย่าง การปักชำหรือเดิมพันที่ใช้สำหรับการคูณพืชเริ่มต้นกระบวนการของการรูทเมื่อมีการแสดงออกของตัวอ่อน.

ในทางกลับกันหากโครงสร้างของพืชแสดงให้เห็นถึงลักษณะผู้ใหญ่ของพวกเขา แอปพลิเคชันของ gibberellins ช่วยให้พืชที่จะผ่านจากสภาพของเด็กและเยาวชนไปเป็นผู้ใหญ่หรือในทางกลับกัน.

กลไกนี้เป็นสิ่งสำคัญเมื่อคุณต้องการที่จะเริ่มออกดอกในพืชที่ยังไม่เสร็จสิ้นขั้นตอนของเด็กและเยาวชน ประสบการณ์กับไม้ยืนต้นเช่นไซเปรสต้นสนหรือต้นยูทั่วไปได้ลดรอบการผลิตลงอย่างมาก.

การใช้งานเชิงพาณิชย์

ความต้องการของชั่วโมงแสงหรือสภาพอากาศหนาวเย็นในบางชนิดสามารถเสริมด้วยการใช้งานเฉพาะของ gibberellins นอกจากนี้ gibberellins สามารถกระตุ้นการก่อตัวของโครงสร้างดอกไม้และในที่สุดก็กำหนดลักษณะทางเพศของพืช.

ในกระบวนการติดผล gibberellins ส่งเสริมการเจริญเติบโตและการพัฒนาของผลไม้ ในทำนองเดียวกันพวกเขาชะลอความชราของผลไม้ป้องกันการเสื่อมสภาพในต้นไม้หรือมีส่วนช่วยชีวิตที่มีประโยชน์เมื่อเก็บเกี่ยว.

เมื่อต้องการได้รับผลไม้ที่ไม่มีเมล็ด (Partenocarpia) การใช้ gibberellins เฉพาะทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้ ตัวอย่างในทางปฏิบัติคือการผลิตองุ่นไร้เมล็ดซึ่งในระดับการค้าต้องการมากกว่าพันธุ์ที่มีเมล็ด.

ในบริบทนี้แอปพลิเคชันของ gibberellins ในเมล็ดในสถานะไม่หยุดนิ่งอนุญาตให้เปิดใช้งานกระบวนการทางสรีรวิทยาและออกจากเงื่อนไขนี้ ในความเป็นจริงปริมาณที่เพียงพอจะกระตุ้นเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่ย่อยแป้งในน้ำตาลซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาของตัวอ่อน.

ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพนั้นมีการใช้ gibberellins เพื่อสร้างเนื้อเยื่อในพืช ในหลอดทดลอง ของ explants ปลอดเชื้อโรค ในทำนองเดียวกันการใช้ gibberellins ในพืชแม่ช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตช่วยในการสกัด apices เพื่อสุขภาพในระดับห้องปฏิบัติการ.

ในระดับการค้าการใช้ gibberellins ในการเพาะปลูกอ้อย (สังฆมณฑล) อนุญาตให้เพิ่มการผลิตน้ำตาล ในเรื่องนี้ phytohormones เหล่านี้ทำให้เกิดการยืดตัวของปล้องซึ่งผลิตและเก็บน้ำตาลซูโครสด้วยวิธีนี้จะทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นการสะสมของน้ำตาล.

การอ้างอิง

1. การประยุกต์ใช้ฮอร์โมนผัก (2016) พืชสวน กู้คืนใน: horticultivos.com
2. Azcón-Bieto JoaquínและTalón Manuel (2008) ความรู้พื้นฐานด้านสรีรวิทยาของพืช Mc Graw Hill รุ่นที่ 2 ISBN: 978-84-481-9293-8.
3. Cerezo Martínez Jorge (2017) สรีรวิทยาของพืช หัวข้อ X. Gibberellins มหาวิทยาลัยสารพัดช่างแห่ง Cartagena 7 หน้า.
4. Delgado Arrieta G. และ Domenech López F. (2016) Gibberelin วิทยาศาสตร์เทคนิค ตอนที่ 4.27, 4 หน้า.
5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València ดึงจาก: euita.upv.es
6. ผู้ควบคุม Robert J. (1976) ผู้ควบคุมการเติบโตของพืชในภาคเกษตร มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียเดวิส Trillas บรรณาธิการ ไอ: 9682404312.