Gibberelio rūgštis (GA) yra tam tikras hormonas, svarbus augalų augimui. Žemės ūkio „žalioji revoliucija“ įvyko daugiausia dėl gibberelio rūgšties taikymo pasėliams. Mokslininkai atranda daugybę būdų, kuriais gibberelinai padeda augalui vystytis, kartu išskirdami metodus, kuriais jie transportuojami ir sintetinami augaluose.
Gibberelio rūgštis (GA) yra augaluose randamas hormonas, kuris padeda augti ir vystytis. Paprastai jis naudojamas žemės ūkyje pasėlių derliui padidinti.
Gibberelio rūgšties aprašymas
Gibberelio rūgštis arba GA yra augaluose randamas hormonas. Gibberelio rūgšties galima rasti augančiuose augalų audiniuose, tokiuose kaip ūgliai, jauni lapai ir žiedai. Jis silpnai rūgštus. Kitas gibberelio rūgšties pavadinimas yra gibberelinas. Gibberelio rūgštis gali patekti į ląstelių membranas paprastos difuzijos būdu. Rūgštims taip pat gali padėti antplūdžio pernešėjai, kurie yra baltymai, galintys pernešti GA per ląstelės membraną. Viena iš srauto pernešėjų rūšių yra nitratų pernešėjas 1 / peptido nešiklis (NPF). Kiti tokie vežėjai yra SWEET13 ir SWEET14, kurie, matyt, perneša sacharozę į augalo flamą. Ląstelės viduje yra mažesnis rūgštingumas (didesnis pH), todėl GA tampa neigiama. Po to momento gibberelinas negali išeiti iš ląstelės neprisijungęs prie kito komponento. Mokslininkai daro prielaidą, kad turi būti transporteriai, galintys vėl išvesti gibbereliną iš citoplazmos, tačiau kol kas šie „ištekėjimo transporteriai“ nerasti.
Iki šiol atrasta per 130 gibberelio rūgščių rūšių. Keletas iš jų nėra biologiškai aktyvūs (bioaktyvūs), todėl jie yra pirmtakai tokiems bioaktyviems GA kaip GA1, GA3, GA4 ir GA7. Šių aktyvių GA biosintezė nėra gerai suprantama, tačiau mokslininkai šioje srityje gauna naudos. Nors atrodo, kad nebioaktyvūs GA augaluose didelius atstumus perkelia, bioaktyvūs nėra linkę to daryti. Akivaizdu, kad GA gali patekti į augalų flemos sultis ir kad tai padeda augalų augimui ir vystymuisi, taip pat jų žydėjimui. Matyt, GA gali judėti ir trumpais atstumais. GA9 atveju šis gibberelinas gaminamas augalų kiaušidėse ir yra perkeltas į žiedlapius ir taurėlapius. Iš ten ji pasikeičia ir tampa GA4. Šis bioaktyvus hormonas savo ruožtu veikia augalų organų augimą. Mokslininkai ir toliau ieško atsakymų, kaip augaluose yra judrių gibberelio rūgščių.
GA3 augimo hormonas
GA3 augimo hormonas yra tam tikras gibberelinas, kuris yra bioaktyvus. Japonų mokslininkas atrado AC3 1950-aisiais. Tuo metu grybelis paveikė ryžių pasėlius, todėl augalai užaugo aukšti, tuo pačiu sustabdydami sėklų gamybą. Šie lankstūs, nevaisingi augalai net negalėjo išlaikyti savo svorio. Kai mokslininkai ištyrė šį grybą, jie nustatė, kad jame yra junginių, kurie galėtų skatinti augalų augimą. Grybas buvo vadinamas Gibberella fujikuroi, iš kurio kilo gibberelino pavadinimas. Vienas iš šių junginių, dabar vadinamas GA3, yra dažniausiai gaminama gibberelio rūgštis, skirta pramoniniam naudojimui. GA3 augimo hormonas yra svarbus žemės ūkiui, mokslui ir sodininkystei. GA3 skatina vyrų organų atsiradimą tam tikrose rūšyse.
Gibberelio rūgšties ir augalų auginimas
Atradus gibberelio rūgštis, žemės ūkyje įvyko didelių pokyčių. Ūkininkai nustatė, kad jie gali padidinti savo grūdų derlių naudodami GA. Tai paskatino vadinamąją „žaliąją revoliuciją“ žemės ūkyje. Ūkininkai galėtų pasėliams įberti daugiau azoto trąšų, nesijaudindami dėl per didelio stiebo pailgėjimo. Dėl to padidėjęs kviečių ir ryžių kiekis visiškai pakeitė žemės ūkį visame pasaulyje, įrodydamas didžiulę gibberelio rūgšties svarbą šiuolaikiniame ūkininkavime.
Iki šių dienų gibberelio rūgštys naudojamos augalams, turintiems nykštukų fenotipus, gydyti. Gibberelinai stimuliuoja augalų augimą šiuose nykštukiniuose augaluose. Gibberelio rūgštis taip pat gali būti naudojama jaunų vaismedžių sodų žydėjimui mažinti. Tokiu būdu vaismedžiai turi daugiau laiko augti. Tai taip pat yra prevencinė priemonė nuo augalų virusų jaunuose medžiuose, kuriuos perneša žiedadulkės. Ūkininkai nusprendžia, kiek gibberelio rūgšties naudoti pasėliuose, nustatydami, koks yra jų gamybos tikslas. Jei reikia sumažinti vaisių kiekį, jie gali naudoti didelius gibberelio rūgšties kiekius. Kita vertus, jei jie naudoja mažiau GA, vaisiai ar daržovės gali pagaminti daugiau. Sodams, kurie duoda daug vaisių, nereikės tiek daug GA taikymo. Paprastai GA turėtų būti naudojami tik šiltu oru, kitaip jie neveiks ir augimui skatinti.
Gibberelio rūgštis taip pat gali padėti tokiems vaisiams kaip citrusai. Taikant gibberelio rūgštį citrusiniams vaisiams, galima išvengti albedo skilimo, kuris yra apelsinų žievelių raukšlėjimasis ir įtrūkimai. Taikant gibberelio rūgštį taip pat gali sumažėti citrusinių vaisių vandens ženklų dėmės. Todėl giberelio rūgštis pagerina citrusinių vaisių žievės kokybę. Taikant GA gaunami kokybiškesni vaisiai, atsparesni nepalankiems orams ir kitiems galimiems irimo ir sužalojimo būdams. Didelis dėmesys sveikų augalų naudojimui tinkamomis sąlygomis gali labai pagerinti citrusinių augalų derlių. Paprastai geriausi GA taikymo rezultatai būna tada, kai jis naudojamas ne atskirai, o kartu su kitais junginiais. Akivaizdu, kad pagerėjus pasėlių derliui ir vaisių kokybei, gibberelio rūgštis tampa svarbia žemės ūkio priemone. Maisto tiekimo gerinimo ir didinimo vaidmuo GA yra įspūdingas ir, tikėtina, išliks kurį laiką.
Kokia yra giberelinų funkcija?
Gibberelinai veikia kaip augalų augimo reguliatoriai. Jie siekia pradėti sėklų daigumą, padėti ūglių augimui ir lapų brendimui bei paveikti žydėjimą.
Dygstant sėkloms, sėklos lieka neveiklios, kol suveikia. Išsiskyrę gibberelinai, jie pradeda sėklų sluoksnių susilpninimo procesą, pradėdami genų ekspresiją. Tai veda prie ląstelių išsiplėtimo.
GA yra veiksniai, kurie prisideda prie gėlių vystymosi. Bienalėse jie paskatins gėlių vystymąsi. Įdomu tai, kad daugiamečiuose augaluose giberelinai slopina žydėjimą. Be to, gibberelio rūgštys yra pagrindinė tarpubumblio pailgėjimo dalis. Vėlgi, rezultatas yra ląstelių išsiplėtimas ir ląstelių dalijimasis. Tai įvyksta kaip atsakas į šviesos ir tamsos ciklus.
Mutantiniuose augaluose, kurie yra nykštukiniai arba vėlai žydintys, giberelio rūgšties yra mažiau. Šiuose augaluose reikia labiau pritaikyti GA, kad augalai būtų normalesni. Todėl gibberelinas veikia kaip tam tikras augalų atstatymas.
Kita gibberelino funkcija yra padėti žiedadulkėms sudygti. Augant žiedadulkių vamzdeliui, buvo įrodyta, kad giberelino kiekis didėja. Gibberelinai taip pat veikia vyrų ir moterų vaisingumą. Gibberelio rūgštis vaidina svarbų vaidmenį slopinant moterų žiedų formavimąsi.
Kuokeliai yra pagrindinė gibberelio rūgščių gamybos vieta.
Naujausi botanikos atradimai leido geriau suprasti gibberelio rūgščių signalinius kelius. Paprastai šiems būdams reikalingi GA receptoriai, augimo represoriai, vadinami DELLA, ir įvairių rūšių baltymai. DELLA baltymai slopina augalų augimą, o GA signalas padeda augti. Kad būtų išvengta šio slopinimo, gibberelio rūgštys sudaro kompleksą, dėl kurio sugenda DELLA augimo represoriai.
Mokslininkai vis dar siekia suprasti procesą, kaip GA vykdo visus šiuos dalykus. Teoriškai gibberelinai turi pernešti didelius atstumus augalų viduje. To mechanizmas dar nėra aiškus.
Kadangi augalai negali judėti, labai svarbi signalinių molekulių ir hormonų svarba. Plačiau pasigilinus apie pagrindinius gibberelio rūgšties transportavimo mechanizmus, be hormonų signalų perdavimo būdų, bus galima geriau suprasti augalus. Tai savo ruožtu padės žemės ūkiui, nes žmonės susiduria su labai veiksmingo derliaus poreikiu.