El ácido giberélico (GA) es un tipo de hormona que es importante para el crecimiento de las plantas. La "revolución verde" de la agricultura se produjo en gran parte debido a la aplicación de ácido giberélico a los cultivos. Los científicos están descubriendo las muchas formas en que las giberelinas ayudan al desarrollo de las plantas, al mismo tiempo que disciernen los métodos por los cuales se transportan y sintetizan en las plantas.
El ácido giberélico (GA) es una hormona que se encuentra en las plantas y que ayuda al crecimiento y desarrollo de las plantas. Se usa comúnmente en agricultura para aumentar el rendimiento de los cultivos.
Descripción del ácido giberélico
El ácido giberélico, o GA, es una hormona que se encuentra en las plantas. El ácido giberélico se puede encontrar en tejidos de plantas en crecimiento como brotes, hojas jóvenes y flores. Es débilmente ácido. Otro nombre para el ácido giberélico es giberelina. El ácido giberélico puede entrar en las membranas celulares mediante difusión simple. Los ácidos también pueden recibir ayuda de los transportadores de entrada, que son proteínas que pueden mover los AG a través de la membrana celular. Un tipo de transportador de afluencia es un transportador de nitrato 1 / transportador de péptidos (NPF). Otros transportadores de este tipo incluyen SWEET13 y SWEET14, que aparentemente transportan sacarosa al floema de la planta. El interior de la celda posee una acidez más baja (un pH más alto), por lo que la carga GA se vuelve negativa. Después de ese punto, la giberelina no puede escapar de la célula sin unirse a otro componente. Los científicos suponen que debe haber transportadores que puedan sacar de nuevo la giberelina del citoplasma, pero hasta ahora no se han encontrado estos "transportadores de salida".
Hasta ahora se han descubierto más de 130 tipos de ácidos giberélicos. Varios de estos no son biológicamente activos (bioactivos), por lo que sirven como precursores de GA bioactivos como GA1, GA3, GA4 y GA7. La biosíntesis de estos AG activos no se comprende bien, pero los científicos están logrando avances en esta área. Mientras que los GA no bioactivos parecen moverse a grandes distancias en las plantas, los bioactivos no tienden a hacer esto. Está claro que GA puede pasar a la savia del floema de las plantas y que ayuda al crecimiento y desarrollo de las plantas, así como a su floración. Aparentemente, los AG también pueden moverse a distancias cortas. En el caso de GA9, esta giberelina se produce en los ovarios de las plantas y se reubica en pétalos y sépalos. A partir de ahí, sufre cambios para convertirse en GA4. Esta hormona bioactiva, a su vez, afecta el crecimiento de los órganos de las plantas. Los científicos continúan buscando respuestas sobre cómo los ácidos giberélicos móviles son en las plantas.
Hormona de crecimiento GA3
La hormona del crecimiento GA3 es un tipo de giberelina que es bioactiva. Un científico japonés descubrió AC3 en la década de 1950. En ese momento, un hongo afectó a los cultivos de arroz y provocó que las plantas crecieran y detuvo la producción de semillas. Estas plantas larguiruchas e infértiles ni siquiera podían soportar su peso. Cuando los científicos estudiaron este hongo, encontraron que contenía compuestos que podrían promover el crecimiento de las plantas. El hongo se llamó Gibberella fujikuroi, que originó el nombre de giberelina. Uno de estos compuestos, ahora llamado GA3, es el ácido giberélico más producido para uso industrial. La hormona del crecimiento GA3 es importante para la agricultura, la ciencia y la horticultura. GA3 estimula la aparición de órganos masculinos en determinadas especies.
Ácido giberélico y producción de cultivos
El descubrimiento de los ácidos giberélicos condujo a importantes avances en la agricultura. Los agricultores descubrieron que podían aumentar sus rendimientos de grano mediante el uso de AG. Esto llevó a lo que se llamó una "revolución verde" en la agricultura. Los agricultores podrían agregar más fertilizante nitrogenado a los cultivos sin preocuparse por el alargamiento excesivo del tallo. Los aumentos resultantes en el trigo y el arroz cambiaron por completo la agricultura en todo el mundo, lo que demuestra la gran importancia del ácido giberélico en la agricultura moderna.
Hasta el día de hoy, los ácidos giberélicos se utilizan para tratar plantas que tienen fenotipos enanos. Las giberelinas estimulan el crecimiento de las plantas en estas plantas enanas. El ácido giberélico también se puede utilizar para reducir la floración en huertos de árboles frutales jóvenes. De esta forma, los árboles frutales tienen más tiempo para crecer. También ayuda como medida preventiva contra virus de plantas en árboles jóvenes que se transmiten por polen. Los agricultores deciden cuánto ácido giberélico utilizar en sus cultivos determinando cuál es su objetivo de producción. Si necesitan reducir la fructificación, pueden usar grandes cantidades de ácido giberélico. Por otro lado, si usan menos GA, las frutas o verduras pueden producir más. Los huertos que producen mucha fruta no necesitarán tanta aplicación de AG. Generalmente, los AG solo deben aplicarse en climas cálidos, o no funcionarán para estimular el crecimiento también.
El ácido giberélico también puede ayudar a frutas como los cítricos. La aplicación de ácido giberélico a los cítricos puede prevenir la descomposición del albedo, que es un pliegue y agrietamiento de las cáscaras de naranja. La aplicación de ácido giberélico también puede reducir las marcas de agua en los cítricos. Por tanto, el ácido giberélico mejora la calidad de la corteza de los cítricos. La aplicación de GA produce una fruta de mayor calidad que es más resistente al clima adverso y otras posibles vías de descomposición y daño. Prestar mucha atención a las aplicaciones en plantas sanas en las condiciones adecuadas puede mejorar enormemente un cultivo de cítricos. Por lo general, los mejores resultados de la aplicación de GA ocurren cuando no se usa solo, sino en una mezcla con otros compuestos. Está claro que las mejoras en el rendimiento de los cultivos y la calidad de la fruta hacen del ácido giberélico una herramienta importante en la agricultura. El papel que desempeñan las AG de mejorar y aumentar el suministro de alimentos es impresionante y parece probable que se mantenga durante algún tiempo.
¿Cuál es la función de las giberelinas?
Las giberelinas funcionan como controladores del crecimiento de las plantas. Trabajan para impulsar la germinación de semillas, ayudar al crecimiento de los brotes y la maduración de las hojas y afectar la floración.
Con la germinación de semillas, las semillas permanecen inactivas hasta que se activan para germinar. Cuando se liberan las giberelinas, comienzan un proceso de debilitamiento de las cubiertas de las semillas al comenzar la expresión génica. Esto conduce a la expansión de las células.
Los AG son factores que contribuyen al desarrollo de las flores. En bienales, estimularán el desarrollo de las flores. Curiosamente, en las plantas perennes, las giberelinas inhiben la floración. Además, los ácidos giberélicos son fundamentales para el alargamiento de los entrenudos. Una vez más, el resultado es una expansión de las células y la división celular. Esto ocurre como respuesta a los ciclos de luz y oscuridad.
En las plantas mutantes que son enanas o de floración tardía, hay menos ácido giberélico presente. En estas plantas, se necesita una mayor aplicación de GA para que las plantas vuelvan a un patrón de crecimiento más normal. Por lo tanto, la giberelina funciona como una especie de reinicio para las plantas.
Otra función de la giberelina es ayudar a la germinación del polen. Durante el crecimiento del tubo polínico, se ha demostrado que aumenta la cantidad de giberelina. Las giberelinas también afectan la fertilidad masculina y femenina en las plantas. El ácido giberélico juega un papel en la supresión de la formación de flores femeninas.
El estambre es un sitio principal para la producción de ácidos giberélicos.
Los descubrimientos recientes en botánica han llevado a una mayor comprensión de las vías de señalización de los ácidos giberélicos. Generalmente, estas vías requieren un receptor GA, represores del crecimiento llamados DELLA y proteínas de varios tipos. Las proteínas DELLA inhiben el crecimiento de las plantas, mientras que la señal GA ayuda al crecimiento. Para superar esta inhibición, los ácidos giberélicos forman un complejo que conduce a la degradación de los represores del crecimiento DELLA.
Los científicos todavía están buscando comprender el proceso de cómo los AG hacen que sucedan todas estas cosas. Teóricamente, las giberelinas deben transportarse largas distancias dentro de las plantas. El mecanismo para esto aún no está claro.
Dado que las plantas no pueden moverse, la importancia de señalizar moléculas y hormonas es de gran importancia. Aprender más sobre los mecanismos fundamentales de transporte del ácido giberélico, además de las vías de señalización de las hormonas, conducirá a una mayor comprensión de las plantas. Esto, a su vez, ayudará a la agricultura, ya que los seres humanos se enfrentan a la necesidad de cosechas altamente eficientes.