Gibberelliinihappo (GA) on eräänlainen hormoni, joka on tärkeä kasvien kasvulle. Maatalouden "vihreä vallankumous" tapahtui suurelta osin gibberellihapon levittämisen yhteydessä satoihin. Tutkijat ovat löytäneet monia tapoja, joilla gibberelliinit auttavat kasvien kehitystä, samalla kun havaitaan menetelmät, joilla niitä kuljetetaan ja syntetisoidaan kasveissa.
Gibberelliinihappo (GA) on kasveissa esiintyvä hormoni, joka auttaa kasvien kasvua ja kehitystä. Sitä käytetään yleisesti maataloudessa sadon lisäämiseen.
Gibberellihapon kuvaus
Gibberellihappo tai GA on kasveista löydetty hormoni. Gibberelliinihappoa löytyy kasvavista kasvikudoksista, kuten versoista, nuorista lehdistä ja kukista. Se on heikosti hapan. Toinen nimi gibberelliinihapolle on gibberelliini. Gibberellihappo voi päästä solukalvoihin yksinkertaisen diffuusion avulla. Happoja voivat auttaa myös sisäänvirtauskuljettajat, jotka ovat proteiineja, jotka voivat siirtää GA: ita solukalvon läpi. Yksi tulovirtauskuljettajien tyyppi on nitraattikuljettaja 1 / peptidikuljettaja (NPF). Muita tällaisia kuljettajia ovat SWEET13 ja SWEET14, jotka ilmeisesti kuljettavat sakkaroosia laitoksen flemiin. Solun sisäpuolella on alhaisempi happamuus (korkeampi pH), joten GA: sta tulee negatiivinen. Sen jälkeen gibberelliini ei voi paeta solusta liittämättä sitä toiseen komponenttiin. Tutkijoiden oletetaan, että on oltava kuljettajia, jotka voivat siirtää gibberelliinin uudelleen pois sytoplasmasta, mutta toistaiseksi näitä "ulosvirtauskuljettimia" ei ole löydetty.
Tähän mennessä on löydetty yli 130 tyyppistä gibberellihappoa. Useat näistä eivät ole biologisesti aktiivisia (bioaktiivisia), joten ne toimivat bioaktiivisten GA: iden, kuten GA1, GA3, GA4 ja GA7, esiasteina. Näiden aktiivisten GA: iden biosynteesiä ei tunneta hyvin, mutta tutkijat ovat saavuttaneet voittoja tällä alalla. Vaikka ei-bioaktiiviset GA: t näyttävät liikkuvan kasveissa pitkiä matkoja, bioaktiivisilla ei ole taipumusta tehdä sitä. On selvää, että GA voi siirtyä kasvien flememehuun ja että se auttaa kasvien kasvua ja kehitystä sekä niiden kukintaa. Ilmeisesti GA: t voivat liikkua myös lyhyillä etäisyyksillä. GA9: n tapauksessa tätä gibberelliiniä valmistetaan kasvien munasarjoissa ja se siirretään terälehtiin ja verholehtiin. Sieltä se muuttuu GA4: ksi. Tämä bioaktiivinen hormoni puolestaan vaikuttaa kasvielinten kasvuun. Tutkijat etsivät edelleen vastauksia siihen, kuinka liikkuvat gibberellihapot ovat kasveissa.
GA3-kasvuhormoni
GA3-kasvuhormoni on eräänlainen gibberelliini, joka on bioaktiivista. Japanilainen tiedemies löysi AC3: n 1950-luvulla. Tuolloin sieni vaikutti riisikasveihin niin, että se sai kasvit kasvamaan korkeiksi pysäyttäen siementen tuotannon. Nämä kömpelöt, hedelmättömät kasvit eivät kyenneet edes tukemaan painoaan. Kun tutkijat tutkivat tätä sieniä, he havaitsivat, että se sisälsi yhdisteitä, jotka voisivat edistää kasvien kasvua. Sieni oli nimeltään Gibberella fujikuroi, josta syntyi nimi gibberelliini. Yksi näistä yhdisteistä, nyt nimeltään GA3, on eniten tuotettu gibberellihappo teolliseen käyttöön. GA3-kasvuhormoni on tärkeä maataloudelle, tieteelle ja puutarhataloudelle. GA3 stimuloi uroselinten esiintymistä tietyissä lajeissa.
Gibberellihappo- ja viljelytuotanto
Gibberellihappojen löytäminen johti merkittävään kehitykseen maataloudessa. Viljelijät havaitsivat voivansa lisätä viljasatoaan GA: illa. Tämä johti niin sanottuun "vihreään vallankumoukseen" maataloudessa. Viljelijät voisivat lisätä kasveihin enemmän typpilannoitteita huolimatta liian suuresta varren venymisestä. Tuloksena oleva vehnän ja riisin lisääntyminen muutti maataloutta täysin ympäri maailmaa, mikä osoitti gibberellihapon suuren merkityksen nykyaikaisessa maataloudessa.
Tähän päivään asti gibberellihappoja käytetään kasvien hoitoon, joilla on kääpiöfenotyyppejä. Gibberelliinit stimuloivat kasvien kasvua näissä kääpiökasveissa. Gibberellihappoa voidaan käyttää myös vähentämään nuorten hedelmäpuiden hedelmätarhojen kukintaa. Tällä tavoin hedelmäpuilla on enemmän aikaa kasvaa. Se auttaa myös ennaltaehkäisevänä toimenpiteenä siitepölyn välittämien nuorten puiden kasviviruksia vastaan. Viljelijät päättävät, kuinka paljon gibberellihappoa käytetään satoillaan, määrittämällä tuotannon tavoitteensa. Jos heidän on vähennettävä hedelmää, he voivat käyttää suuria määriä gibberellihappoa. Toisaalta, jos he käyttävät vähemmän GA: ta, hedelmät tai vihannekset voivat tuottaa enemmän. Hedelmätarhat, jotka tuottavat paljon hedelmiä, eivät tarvitse niin paljon GA-sovellusta. Yleensä GA: ita tulisi käyttää vain lämpimällä säällä, tai ne eivät toimi myöskään kasvun stimuloimiseksi.
Gibberellihappo voi myös auttaa hedelmiä, kuten sitrushedelmiä. Gibberellihapon käyttö sitrushedelmiin voi estää albedon hajoamisen, joka on appelsiinikuoren rypistyminen ja halkeilu. Gibberellihapon käyttö voi myös vähentää sitrushedelmien vesileimapisteitä. Siksi gibberellihappo parantaa sitrushedelmien kuoren laatua. GA: n käyttö tuottaa korkealaatuisempaa hedelmää, joka on vastustuskykyisempi epäsuotuisille sääolosuhteille ja muille mahdollisille hajoamis- ja loukkaantumistavoille. Tarkka huomio terveille kasveille soveltuvissa olosuhteissa voi parantaa huomattavasti sitrushedelmiä. GA-levityksen parhaat tulokset saavutetaan yleensä silloin, kun sitä ei käytetä yksin, vaan seoksessa muiden yhdisteiden kanssa. On selvää, että sadonkorjuun ja hedelmien laadun parantaminen tekee gibberellihaposta tärkeän maatalouden työkalun. Rooli ruoan tarjonnan parantamisessa ja lisäämisessä GA: ssa on vaikuttava ja näyttää todennäköisesti pysyvän jonkin aikaa.
Mikä on gibberelliinien tehtävä?
Gibberelliinit toimivat kasvien kasvun kontrolloijina. He pyrkivät käynnistämään siementen itämisen, auttavat versojen kasvua ja lehtien kypsymistä ja vaikuttavat kukintaan.
Kun siemenet itävät, siemenet pysyvät lepotilassa, kunnes ne käynnistetään itämään. Kun gibberelliinit vapautuvat, ne aloittavat siemenkarvojen heikentämisen aloittamalla geeniekspressiota. Tämä johtaa solujen laajenemiseen.
GA: t ovat tekijöitä, jotka edistävät kukan kehitystä. Kahden vuoden välein ne stimuloivat kukan kehitystä. Mielenkiintoista on, että perennoissa gibberelliinit estävät kukintaa. Lisäksi gibberellihapot ovat keskeisiä internodien pidentymisessä. Jälleen tulos on solujen laajeneminen ja solujen jakautuminen. Tämä tapahtuu vastauksena valon ja pimeyden jaksoihin.
Mutanttikasveissa, jotka ovat kääpiöitä tai myöhäisiä kukintoja, gibberellihappoa on vähemmän. Näissä kasveissa tarvitaan enemmän GA: n käyttöä palauttaakseen kasvit normaalimpaan kasvumalliin. Siksi gibberelliini toimii eräänlaisena palautuksena kasveille.
Toinen gibberelliinifunktio on auttaa siitepölyn itämistä. Siitepölyputken kasvun aikana gibberelliinin määrän on osoitettu kasvavan. Gibberelliinit vaikuttavat myös urosten ja naisten hedelmällisyyteen kasveissa. Gibberellihapolla on rooli tukahduttaa naisten kukkien muodostumista.
Hede on tärkein paikka gibberellihappojen valmistamiseksi.
Viimeisimmät kasvitieteelliset löydöt ovat johtaneet paremmin ymmärtämään gibberellihappojen signalointireittejä. Yleensä nämä reitit edellyttävät GA-reseptoria, DELLA-nimisiä kasvun repressoreita ja erityyppisiä proteiineja. DELLA-proteiinit estävät kasvien kasvua, kun taas GA-signaali auttaa kasvua. Tämän eston ylittämiseksi gibberellihapot muodostavat kompleksin, joka johtaa DELLA-kasvun repressorien hajoamiseen.
Tutkijat pyrkivät edelleen ymmärtämään prosessia kuinka GA: t saavat kaikki nämä asiat tapahtumaan. Teoriassa gibbereliinien on kuljettava pitkiä matkoja kasvien sisällä. Tämän mekanismi ei ole vielä selvä.
Koska kasvit eivät voi liikkua, signaalimolekyylien ja hormonien merkitys on erittäin tärkeä. Gibberellihapon peruskuljetusmekanismien syventäminen hormonien signaalireittien lisäksi johtaa kasvien ymmärtämiseen paremmin. Tämä puolestaan auttaa maataloutta, kun ihmiset kohtaavat erittäin tehokkaan sadon tarpeen.