מהי חומצה גיברלית?

חומצה גיברלית (GA) היא סוג של הורמון החשוב לצמיחת הצמחים. "המהפכה הירוקה" של החקלאות התרחשה בעיקר בגלל החלת חומצה גיברית על יבולים. מדענים מגלים את הדרכים הרבות בהן הג'יברילין מסייעים להתפתחות הצמחים, תוך הבחנה בשיטות בהן הם מועברים ומסונתזים בצמחים.

חומצה גיבלרית (GA) היא הורמון המצוי בצמחים המסייע לצמיחת צמחים והתפתחותם. הוא משמש בדרך כלל בחקלאות כדי להגדיל את יבול היבול.

חומצה גיברלית, או GA, היא הורמון המצוי בצמחים. ניתן למצוא חומצה גיברלית ברקמות צמחים גדלות כמו יורה, עלים ופרחים צעירים. זה חומצי חלש. שם נוסף לחומצה ג'יברית הוא ג'יברילין. חומצה גיברלית יכולה להיכנס לקרומי התאים באמצעות דיפוזיה פשוטה. החומצות יכולות להיעזר גם במובילי זרם, שהם חלבונים שיכולים להעביר GA על פני קרום התא. סוג אחד של טרנספורטר שטף הוא טרנספורטר חנקתי 1 / טרנספורטר פפטיד (NPF). מובילים נוספים כאלה כוללים את SWEET13 ו- SWEET14, אשר ככל הנראה מעבירים סוכרוז לזרם הצמח. בחלקו הפנימי של התא יש חומציות נמוכה יותר (pH גבוה יותר) ולכן GA הופך לשלילי בתשלום. לאחר נקודה זו, הג'יברילין אינו יכול לברוח מהתא מבלי להיות מחובר לרכיב אחר. מדענים מניחים כי חייבים להיות מובילים שיכולים להעביר שוב את הג'יברין מהציטופלזמה, אך עד כה לא נמצאו "מובילי שטף" אלה.

למעלה מ -130 סוגים של חומצות גיברליות התגלו עד כה. כמה מהם אינם פעילים ביולוגית (ביו-אקטיבית), ולכן הם משמשים כמבשרים ל- GAs ביו-אקטיביים כגון GA1, GA3, GA4 ו- GA7. הביוסינתזה של GAs פעילים אלה אינה מובנת היטב, אך מדענים מרוויחים בתחום זה. בעוד ש- GAs לא-ביואקטיבי נראה לנוע למרחקים ארוכים בצמחים, ביו-אקטיביים אינם נוטים לעשות זאת. ברור ש- GA יכול לעבור למיץ פלואם של צמחים, וכי הוא מסייע לצמיחה והתפתחות הצמחים, כמו גם לפריחתם. כנראה ש- GA יכולים לנוע גם למרחקים קצרים. במקרה של GA9, הג'יברילין הזה מיוצר בשחלות צמחיות ומועבר לעלי כותרת וגביע גביע. משם זה עובר שינויים כדי להפוך ל- GA4. הורמון ביו-אקטיבי זה בתורו משפיע על צמיחת איברי הצמח. מדענים ממשיכים לחפש תשובות לאופן שבו חומצות גיברליות ניידות בצמחים.

הורמון הגדילה GA3 הוא סוג של גיברילין שהוא ביו-אקטיבי. מדען יפני גילה את AC3 בשנות החמישים. באותה תקופה, פטרייה השפיעה על גידולי האורז כך שהיא גרמה לצמחים לגדול תוך עצירת ייצור הזרעים. צמחים רזים ועקרים אלה לא יכלו אפילו לתמוך במשקלם. כאשר מדענים חקרו פטרייה זו, הם גילו שהיא מכילה תרכובות שיכולות לקדם את צמיחת הצמחים. הפטרייה נקראה Gibberella fujikuroi, שמקורה השם gibberellin. אחת התרכובות הללו, הנקראת כיום GA3, היא החומצה הג'יבריאלית המיוצרת ביותר לשימוש תעשייתי. הורמון הגדילה GA3 חשוב לחקלאות, מדע וגננות. GA3 מגרה את התרחשותם של איברים זכריים במינים מסוימים.

גילוי החומצות הג'יבריות הביא להתפתחויות עיקריות בחקלאות. חקלאים גילו שהם יכולים להגדיל את יבול התבואה שלהם באמצעות שימוש ב- GA. זה הוביל למה שכונה בחקלאות "מהפכה ירוקה". חקלאים יכלו להוסיף עוד דשן חנקן לגידולים מבלי לדאוג להתארכות גזע רבה מדי. הגידולים כתוצאה מכך בחיטה ובאורז שינו לחלוטין את החקלאות ברחבי העולם, והוכיחו את החשיבות הרבה של חומצה גיברלית בחקלאות המודרנית.

עד עצם היום הזה משתמשים בחומצות גיבריות לטיפול בצמחים בעלי פנוטיפים ננסיים. הג'יברילים מגרים את צמיחת הצמחים בצמחים הננסיים הללו. ניתן להשתמש בחומצה גיברלית גם להפחתת הפריחה בבוסתני עצי פרי צעירים. בדרך זו, לעצי הפרי יש יותר זמן לגדול. זה גם מסייע כאמצעי מניעה נגד נגיפי צמחים בעצים צעירים המועברים על ידי אבקה. החקלאים מחליטים כמה חומצה גיבלרית להשתמש בגידולים שלהם על ידי קביעת מה מטרת הייצור שלהם. אם הם צריכים לקצץ בפירות, הם יכולים להשתמש בכמויות גבוהות של חומצה גיברית. מצד שני, אם הם משתמשים בפחות GA, אז הפירות או הירקות יכולים לייצר יותר. פרדסים הנושאים פרי רב לא יזדקקו ליישום GA רב כל כך. ככלל, יש ליישם GAs רק במזג אוויר חם, או שהם לא יפעלו גם כדי לעורר צמיחה.

חומצה גיברלית יכולה גם לסייע לפירות כמו הדרים. מריחה של חומצה גיברלית על הדרים יכולה למנוע התמוטטות של אלבדו, שהיא קמט וסדק של קליפות תפוזים. מריחת חומצה גיברלית יכולה גם להפחית כתמי מים על פרי הדר. לכן חומצה גיברלית משפרת את איכות קליפת ההדרים. יישום ה- GA מניב פרי איכותי יותר ועמיד יותר בפני מזג אוויר שלילי ושדרות פוטנציאליות אחרות של ריקבון ופגיעה. הקפדה על יישומים לצמחים בריאים בתנאים הנכונים יכולה לשפר מאוד את יבול ההדרים. בדרך כלל התוצאות הטובות ביותר של יישום GA מתרחשות כאשר הוא אינו משמש לבד, אלא בתערובת עם תרכובות אחרות. ברור כי השיפורים בתפוקת היבול ובאיכות הפי הופכים את החומצה הג'יברית לכלי חשוב בחקלאות. התפקיד ב- GA לשפר ולהגדיל את היצע המזון מרשים, ונראה שהוא יישאר זמן מה.

גיברלין פועל כבקרי צמיחה בצמחים. הם פועלים בכדי להתחיל את נביטת הזרעים, לסייע לצמיחת זריקה ולהבשלת העלים ולהשפיע על הפריחה.

עם נביטת זרעים, זרעים נשארים רדומים עד שהם מופעלים לנבוט. כאשר משוחררים גיבברלינים, הם מתחילים בתהליך של החלשת שכבות זרעים על ידי התחלת ביטוי גנים. זה מוביל להרחבת התאים.

GAs הם גורמים התורמים להתפתחות הפרחים. בדו-שניים הם יעוררו את התפתחות הפרחים. מעניין שבגדולי צמחים רב שנתיים גיברלינים מעכבים פריחה. בנוסף, חומצות גיברליות הן מרכזיות להתארכות פנימית. שוב, התוצאה היא הרחבת תאים וחלוקת תאים. זה קורה כתגובה למחזורים בהירים וכהים.

בצמחים מוטנטים שהם ננסיים או פורחים מאוחר, קיימת פחות חומצה גיברית. בצמחים אלה יש צורך בשימוש רב יותר של GA כדי להחזיר את הצמחים לדפוס גידול נורמלי יותר. לכן ג'יברילין מתפקד כמעין איפוס לצמחים.

פונקציה נוספת של ג'יברילין היא לסייע להנבטת אבקה. במהלך גידול צינור האבקה הוכח כי כמות הג'יברלין עולה. גיברלינים משפיעים גם על פוריות הגבר והנקבה בצמחים. לחומצה הג'יברית יש תפקיד בדיכוי היווצרות הפרחים הנשיים.

האבקן הוא אתר ראשי לייצור חומצות גיברליות.

תגליות אחרונות בבוטניקה הובילו להבנה רבה יותר של מסלולי איתות לחומצות גיבריות. באופן כללי, מסלולים אלה דורשים קולטן GA, מדכאי גדילה הנקראים DELLAs וחלבונים מסוגים שונים. חלבוני ה- DELLA מעכבים את צמיחת הצמחים, ואילו האות GA מסייע לצמיחה. כדי לעבור מעבר לעיכוב זה, חומצות גיבלריות יוצרות קומפלקס המוביל להתמוטטות מדכאי הצמיחה של DELLA.

מדענים עדיין מבקשים להבין את התהליך כיצד GAs גורמים לכל הדברים האלה לקרות. תיאורטית, הג'יבלינים חייבים להעביר מרחקים ארוכים בתוך הצמחים. המנגנון לכך עדיין לא ברור.

מכיוון שצמחים אינם יכולים לנוע, יש חשיבות רבה לחשיבות של איתות מולקולות והורמונים. הישענות רבה יותר על מנגנוני ההובלה הבסיסיים של חומצה גיברלית, בנוסף למסלולי האיתות של ההורמונים, תוביל להבנה רבה יותר של הצמחים. זה, בתורו, יסייע לחקלאות מכיוון שבני אדם מתמודדים עם הצורך בתפוקת יבול יעילה ביותר.