A gibberellinsav (GA) egyfajta hormon, amely fontos a növények növekedéséhez. A gazdálkodás „zöld forradalma” nagyrészt a gibberellinsav növényeknek történő alkalmazása miatt következett be. A tudósok felfedezik a gibberellinek sokféle módját a növények fejlődésének elősegítésében, miközben felismerik azokat a módszereket, amelyekkel azokat a növényekben szállítják és szintetizálják.
A gibberellinsav (GA) a növényekben található hormon, amely segíti a növények növekedését és fejlődését. A mezőgazdaságban általában a terméshozam növelésére használják.
Gibberellinsav leírása
A gibberellinsav vagy GA a növényekben található hormon. A gibberellinsav megtalálható a növekvő növényi szövetekben, mint a hajtások, a fiatal levelek és a virágok. Gyengén savas. A gibberellinsav másik neve a gibberellin. A gibberellinsav egyszerű diffúzióval juthat be a sejtmembránokba. A savakat beáramló transzporterek is segíthetik, amelyek olyan fehérjék, amelyek képesek mozgatni a GA-kat a sejtmembránon. A beáramló transzporterek egyik fajtája a nitrát transzporter 1 / peptid transzporter (NPF). További ilyen transzporterek a SWEET13 és a SWEET14, amelyek látszólag szacharózt szállítanak a növény floémjába. A sejt belseje alacsonyabb savassággal rendelkezik (magasabb a pH), így a GA negatív töltésűvé válik. Ezt követően a gibberellin nem tud kibújni a sejtből anélkül, hogy egy másik komponenshez kapcsolódna. A tudósok feltételezik, hogy léteznie kell olyan transzportereknek, amelyek képesek ismét elmozdítani a gibberellint a citoplazmából, de ezeket a „kiáramló transzportereket” eddig nem találták meg.
Eddig több mint 130 gibberellinsavat fedeztek fel. Ezek közül több nem biológiailag aktív (bioaktív), ezért a bioaktív GA-k, például GA1, GA3, GA4 és GA7 prekurzoraként szolgál. Ezen aktív GA-k bioszintézise nem jól ismert, de a tudósok nyereséget mutatnak ezen a területen. Míg úgy tűnik, hogy a nem bioaktív GA-k nagy távolságokat mozgatnak a növényekben, a bioaktívak nem hajlamosak erre. Nyilvánvaló, hogy a GA átjuthat a növények növényi nedvébe, és elősegíti a növények növekedését és fejlődését, valamint virágzását. Nyilvánvalóan a GA-k rövid távolságokon is képesek haladni. A GA9 esetében ez a gibberellin növényi petefészekben készül, és szirmokba és csészelevelekbe kerül. Innentől kezdve változásokon megy keresztül, hogy GA4 legyen. Ez a bioaktív hormon viszont befolyásolja a növény szervének növekedését. A tudósok továbbra is arra keresnek választ, hogy a gibberellinsavak milyen mértékben vannak a növényekben.
GA3 növekedési hormon
A GA3 növekedési hormon egyfajta gibberellin, amely bioaktív. Egy japán tudós az 1950-es években fedezte fel az AC3-at. Abban az időben egy gomba hatással volt a rizsnövényekre, így a növények magasra nőttek, miközben a magtermelés leállt. Ezek a szálkás, terméketlen növények még a súlyukat sem tudták elviselni. Amikor a tudósok tanulmányozták ezt a gombát, azt találták, hogy olyan vegyületeket tartalmaz, amelyek elősegíthetik a növények növekedését. A gomba neve Gibberella fujikuroi volt, amely a gibberellin nevet eredtette. Ezen vegyületek egyike, ma GA3-nak hívják, a legtöbbet előállított gibberellinsav ipari felhasználásra. A GA3 növekedési hormon fontos a mezőgazdaság, a tudomány és a kertészet számára. A GA3 stimulálja a hím szervek előfordulását bizonyos fajokban.
Gibberellinsav és növénytermesztés
A gibberellinsavak felfedezése jelentős fejlődéshez vezetett a mezőgazdaságban. A gazdák azt tapasztalták, hogy GA-k segítségével növelhetik gabonatermésüket. Ez vezetett az úgynevezett „zöld forradalomhoz” a mezőgazdaságban. A gazdák több nitrogén műtrágyát adhatnak a növényekhez anélkül, hogy aggódnának a szár túlzott megnyúlása miatt. Az ebből adódó búza- és rizsnövekedés teljesen megváltoztatta a mezőgazdaságot az egész világon, bizonyítva ezzel a gibberellinsav jelentőségét a modern gazdálkodásban.
A mai napig gibberellinsavakat használnak a törpe fenotípusú növények kezelésére. A gibberellinek stimulálják a növények növekedését ezekben a törpe növényekben. A gibberellinsav felhasználható a fiatal gyümölcsfa gyümölcsösök virágzásának csökkentésére is. Így a gyümölcsfáknak több ideje van a növekedésre. Megelőző intézkedésként segíti a virágpor által terjedő fiatal fák növényi vírusait is. A gazdálkodók úgy döntenek, hogy mennyi gibberellinsavat használnak a növényeiken, azzal, hogy meghatározzák, mi a termelési céljuk. Ha csökkenteniük kell a termést, nagy mennyiségű gibberellinsavat használhatnak. Másrészt, ha kevesebb GA-t használnak, akkor a gyümölcsök vagy zöldségek többet termelhetnek. A sok gyümölcsöt termő gyümölcsösökhöz nem lesz szükség annyi GA alkalmazásra. A GA-kat általában csak meleg időben szabad alkalmazni, különben a növekedés serkentésére sem fognak működni.
A gibberellinsav segíthet olyan gyümölcsökben is, mint a citrusfélék. A gibberellinsav citrusfélékkel történő alkalmazása megakadályozhatja az albedo lebomlását, amely a narancshéj gyűrődése és repedése. A gibberellinsav alkalmazása csökkentheti a citrusfélék vízjeles foltjait is. A gibberellinsav ezért javítja a citrus héjának minőségét. A GA alkalmazása jobb minőségű gyümölcsöt eredményez, amely jobban ellenáll a kedvezőtlen időjárásnak, valamint a bomlás és a sérülés egyéb lehetséges módjainak. Az egészséges növények megfelelő körülmények közötti alkalmazásának fokozott figyelembevétele jelentősen javíthatja a citrusfélék termését. A GA alkalmazásának legjobb eredményei általában akkor fordulnak elő, ha nem önmagában, hanem más vegyületekkel keverve használják. Nyilvánvaló, hogy a terméshozam és a gyümölcsminőség javulása a gibberellinsavat a mezőgazdaság fontos eszközévé teszi. Az élelmiszerellátás javításának és növelésének szerepe a GA-ban lenyűgöző, és valószínűleg egy ideig fennmarad.
Mi a gibberellinek funkciója?
A gibberellinek a növények növekedésének szabályozói. Azon dolgoznak, hogy elindítsák a magvak csírázását, elősegítsék a hajtások növekedését és a levelek érését, és befolyásolják a virágzást.
A magvak csírázásával a magok addig maradnak szunnyadó állapotban, amíg ki nem váltják a csírázást. Amikor a gibberellinek felszabadulnak, a génexpresszió megkezdésével megkezdik a magrétegek gyengítésének folyamatát. Ez a sejtek tágulásához vezet.
A GA-k olyan tényezők, amelyek hozzájárulnak a virág fejlődéséhez. Kétévente stimulálni fogják a virág fejlődését. Érdekes, hogy az évelőkben a gibberellinek gátolják a virágzást. Ezenkívül a gibberellinsavak kulcsfontosságúak az internoda megnyúlásában. Az eredmény ismét a sejtek bővülése és a sejtosztódás. Ez a világos és sötét ciklusokra adott válaszként fordul elő.
Törpe vagy későn virágzó mutáns növényekben kevesebb gibberellinsav van jelen. Ezekben a növényekben több GA alkalmazásra van szükség, hogy a növények normálisabb növekedési sémát állítsanak vissza. Ezért a gibberellin a növények egyfajta visszaállításaként működik.
A gibberellin másik funkciója a pollen csírázásának elősegítése. A pollentömlő növekedése során kimutatták, hogy a gibberellin mennyisége növekszik. A gibberellinek a növények hím és női termékenységét is befolyásolják. A gibberellinsav szerepet játszik a női virágképződés elnyomásában.
A porzó a gibberellinsavak fő helyszíne.
A botanika legújabb felfedezései a gibberellinsavak jelátviteli útjainak jobb megértéséhez vezettek. Ezekhez az utakhoz általában GA receptorra, DELLA-ként nevezett növekedési represszorokra és különféle fehérjékre van szükség. A DELLA fehérjék gátolják a növények növekedését, míg a GA jel segíti a növekedést. Ezen a gátláson túllépve a gibberellinsavak egy komplexet alkotnak, amely a DELLA növekedési represszorok lebomlásához vezet.
A tudósok még mindig meg akarják érteni azt a folyamatot, amellyel a GA-k mindezeket a dolgokat megvalósítják. Elméletileg a gibberellineknek nagy távolságokat kell szállítaniuk a növények belsejében. Ennek mechanizmusa még nem világos.
Mivel a növények nem tudnak mozogni, a jelátviteli molekulák és hormonok jelentősége nagyon fontos. Ha jobban megismerkedünk a gibberellinsav alapvető transzportmechanizmusaival, a hormonok jelátviteli útvonalai mellett a növények jobb megértéséhez vezet. Ez pedig elősegíti a mezőgazdaságot, mivel az emberek szembesülnek a rendkívül hatékony növényhozamok szükségességével.