ما هو حمض الجبريليك؟

حمض الجبريليك (GA) هو نوع من الهرمونات المهمة لنمو النبات. حدثت "الثورة الخضراء" للزراعة إلى حد كبير بسبب تطبيق حمض الجبريليك على المحاصيل. يكتشف العلماء الطرق العديدة التي تساعد بها الجبرلينات في تطوير النبات ، مع تمييز الطرق التي يتم من خلالها نقلها وتصنيعها في النباتات.

حمض الجبريليك (GA) هو هرمون موجود في النباتات يساعد في نمو النبات وتطوره. يستخدم عادة في الزراعة لزيادة غلة المحاصيل.

حمض الجبريليك ، أو GA ، هو هرمون موجود في النباتات. يمكن العثور على حمض الجبريليك في زراعة الأنسجة النباتية مثل البراعم والأوراق الصغيرة والزهور. ضعيف الحمضية. اسم آخر لحمض الجبريليك هو جبريلين. يمكن لحمض الجبريليك أن يدخل أغشية الخلايا عن طريق الانتشار البسيط. يمكن أيضًا مساعدة الأحماض بواسطة ناقلات التدفق ، وهي بروتينات يمكنها تحريك GA عبر غشاء الخلية. نوع واحد من ناقلات التدفق هو ناقل النترات 1 / ناقل الببتيد (NPF). وتشمل ناقلات أخرى مثل SWEET13 و SWEET14 ، والتي يبدو أنها تنقل السكروز إلى لحاء النبات. يمتلك الجزء الداخلي من الخلية حموضة أقل (درجة حموضة أعلى) ، وبالتالي يصبح GA سالبًا في الشحنة. بعد هذه النقطة ، لا يمكن للجبريلين الهروب من الخلية دون أن ينضم إلى مكون آخر. يفترض العلماء أنه لا بد من وجود ناقلات يمكنها نقل الجبرلين خارج السيتوبلازم مرة أخرى ، ولكن حتى الآن لم يتم العثور على "ناقلات التدفق".

تم اكتشاف أكثر من 130 نوعًا من الأحماض الجبريليك حتى الآن. العديد من هذه ليست نشطة بيولوجيًا (نشطة بيولوجيًا) ، لذا فهي بمثابة سلائف لـ GAs النشطة بيولوجيًا مثل GA1 و GA3 و GA4 و GA7. التخليق الحيوي لهذه الجينات النشطة غير مفهومة جيدًا ، لكن العلماء يحققون مكاسب في هذا المجال. بينما يبدو أن GAs غير النشطة بيولوجيًا تتحرك لمسافات طويلة في النباتات ، إلا أن النشطة بيولوجيًا لا تميل إلى القيام بذلك. من الواضح أن GA يمكن أن ينتقل إلى عصارة اللحاء من النباتات ، وأنه يساعد على نمو وتطور النباتات ، وكذلك ازدهارها. يبدو أن GA يمكن أن تتحرك عبر مسافات قصيرة أيضًا. في حالة GA9 ، يتم تصنيع هذا الجبريلين في مبايض النبات ويتم نقله إلى البتلات والسبالات. من هناك ، يخضع للتغييرات ليصبح GA4. يؤثر هذا الهرمون النشط بيولوجيًا بدوره على نمو الأعضاء النباتية. يواصل العلماء البحث عن إجابات عن كيفية وجود الأحماض الجبريلية في النباتات.

هرمون النمو GA3 هو نوع من الجبرلين النشط بيولوجيًا. اكتشف عالم ياباني AC3 في الخمسينيات من القرن الماضي. في ذلك الوقت ، أثرت إحدى الفطريات على محاصيل الأرز ، مما أدى إلى نمو النباتات الطويلة مع وقف إنتاج البذور. هذه النباتات العقيمة النحيلة لا تستطيع حتى تحمل وزنها. عندما درس العلماء هذه الفطريات ، وجدوا أنها تحتوي على مركبات يمكن أن تعزز نمو النبات. كان يسمى الفطر Gibberella fujikuroi ، والذي نشأ باسم gibberellin. أحد هذه المركبات ، يسمى الآن GA3 ، هو حمض الجبريليك الأكثر إنتاجًا للاستخدام الصناعي. هرمون النمو GA3 مهم للزراعة والعلوم والبستنة. يحفز GA3 حدوث الأعضاء الذكرية في بعض الأنواع.

أدى اكتشاف الأحماض الجبريليك إلى تطورات كبيرة في الزراعة. وجد المزارعون أنه يمكنهم زيادة محاصيلهم من الحبوب باستخدام GAs. أدى هذا إلى ما سمي "الثورة الخضراء" في الزراعة. يمكن للمزارعين إضافة المزيد من الأسمدة النيتروجينية إلى المحاصيل دون القلق بشأن زيادة استطالة الساق. أدت الزيادات الناتجة في القمح والأرز إلى تغيير الزراعة تمامًا في جميع أنحاء العالم ، مما يثبت الأهمية الكبيرة لحمض الجبريليك في الزراعة الحديثة.

حتى يومنا هذا ، تُستخدم الأحماض الجبريليك لمعالجة النباتات التي لها أنماط ظاهرية قزمة. تحفز الجبرلينات نمو النبات في هذه النباتات القزمة. يمكن أيضًا استخدام حمض الجبريليك لتقليل الإزهار في بساتين أشجار الفاكهة الصغيرة. بهذه الطريقة ، يكون لأشجار الفاكهة المزيد من الوقت لتنمو. كما أنه يساعد كإجراء وقائي ضد فيروسات النباتات في الأشجار الصغيرة التي تنتقل عن طريق حبوب اللقاح. يقرر المزارعون مقدار حمض الجبريليك الذي يجب استخدامه في محاصيلهم من خلال تحديد هدف إنتاجهم. إذا احتاجوا إلى تقليل الإثمار ، فيمكنهم استخدام كميات كبيرة من حمض الجبريليك. من ناحية أخرى ، إذا استخدموا كميات أقل من GA ، فيمكن للفواكه أو الخضار إنتاج المزيد. لن تحتاج البساتين التي تثمر الكثير من الفاكهة إلى تطبيق GA. بشكل عام ، يجب تطبيق GAs فقط في الطقس الدافئ ، أو لن تعمل على تحفيز النمو أيضًا.

يمكن أن يساعد حمض الجبريليك أيضًا الفواكه مثل الحمضيات. يمكن أن يؤدي تطبيق حمض الجبريليك على الحمضيات إلى منع انهيار البياض ، وهو تجعيد وتشقق قشر البرتقال. يمكن أن يؤدي تطبيق حمض الجبريليك أيضًا إلى تقليل بقع العلامات المائية على ثمار الحمضيات. لذلك يحسن حمض الجبريليك من جودة قشرة الحمضيات. ينتج عن تطبيق GA ثمار عالية الجودة تكون أكثر مقاومة للظروف الجوية السيئة وغيرها من السبل المحتملة للتعفن والإصابة. يمكن أن يؤدي الاهتمام الوثيق بالتطبيقات للنباتات الصحية في الظروف المناسبة إلى تحسين محصول الحمضيات بشكل كبير. عادةً ما تحدث أفضل نتائج تطبيق GA عندما لا يتم استخدامه بمفرده ، ولكن في مزيج مع مركبات أخرى. من الواضح أن التحسينات التي طرأت على غلة المحاصيل وجودة الفاكهة تجعل حمض الجبريليك أداة مهمة في الزراعة. إن دور تحسين وزيادة الإمدادات الغذائية في GA هو دور مثير للإعجاب ، ويبدو أنه من المرجح أن يستمر لبعض الوقت.

يعمل Gibberellins كعناصر تحكم في النمو في النباتات. فهي تعمل على بدء إنبات البذور ، وتساعد على نمو البراعم ونضوج الأوراق ، وتؤثر على الإزهار.

مع إنبات البذور ، تظل البذور كامنة حتى يتم تحفيزها على الإنبات. عندما يتم إطلاق gibberellins ، فإنها تبدأ عملية إضعاف طبقات البذور من خلال بدء التعبير الجيني. هذا يؤدي إلى توسع الخلايا.

GAs هي العوامل التي تساهم في نمو الزهور. في البيناليات ، ستحفز نمو الزهور. ومن المثير للاهتمام أنه في النباتات المعمرة ، يمنع الجبرلين الإزهار. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر الأحماض الجبريلية محورية في استطالة السلاسل الداخلية. مرة أخرى ، تكون النتيجة توسع الخلايا وانقسامها. يحدث هذا كرد فعل لدورات الضوء والظلام.

في النباتات الطافرة القزمة أو المتأخرة ، يوجد حمض جبريليك أقل. في هذه النباتات ، هناك حاجة إلى مزيد من تطبيق GA لإعادة النباتات إلى نمط نمو أكثر طبيعية. لذلك يعمل جبريلين كنوع من إعادة ضبط النباتات.

وظيفة جبريلين أخرى هي المساعدة في إنبات حبوب اللقاح. أثناء نمو أنبوب حبوب اللقاح ، تبين أن كمية الجبرلين تزداد. يؤثر الجبرلين أيضًا على خصوبة الذكور والإناث في النباتات. يلعب حمض الجبريليك دورًا في قمع تكوين الأزهار الأنثوية.

السداة هي موقع رئيسي لصنع الأحماض الجبريليك.

أدت الاكتشافات الحديثة في علم النبات إلى فهم أكبر لمسارات إشارات الأحماض الجبريليك. بشكل عام ، تتطلب هذه المسارات مستقبلات GA ، ومثبطات النمو تسمى DELLA وبروتينات من أنواع مختلفة. تمنع بروتينات DELLA نمو النبات ، بينما تساعد بروتينات GA على النمو. لتجاوز هذا التثبيط ، تشكل الأحماض الجبريليك معقدًا يؤدي إلى انهيار مثبطات النمو DELLA.

لا يزال العلماء يسعون إلى فهم عملية كيفية قيام GAs بإجراء كل هذه الأشياء. من الناحية النظرية ، يجب أن تنقل الجبريلينات مسافات طويلة داخل النباتات. آلية ذلك ليست واضحة بعد.

نظرًا لأن النباتات لا تستطيع التحرك ، فإن أهمية الإشارة إلى الجزيئات والهرمونات لها أهمية كبيرة. إن الاعتماد على آليات النقل الأساسية لحمض الجبريليك ، بالإضافة إلى مسارات إشارات الهرمونات ، سيؤدي إلى فهم أكبر للنباتات. وهذا بدوره سيساعد الزراعة حيث يواجه البشر الحاجة إلى محاصيل عالية الكفاءة.