Acidul giberelic (GA) este un fel de hormon important pentru creșterea plantelor. „Revoluția verde” a agriculturii a avut loc în mare parte datorită aplicării acidului gibberelic pe culturi. Oamenii de știință descoperă numeroasele moduri în care giberelinele ajută la dezvoltarea plantelor, discernând în același timp metodele prin care sunt transportate și sintetizate în plante.
Acidul giberelic (GA) este un hormon găsit în plante care ajută la creșterea și dezvoltarea plantelor. Este utilizat în mod obișnuit în agricultură pentru a crește randamentul culturilor.
Descrierea acidului giberelic
Acidul giberelic, sau GA, este un hormon găsit în plante. Acidul giberelic poate fi găsit în țesuturile vegetale în creștere, cum ar fi lăstarii, frunzele tinere și florile. Este slab acid. Un alt nume pentru acidul giberelic este giberelina. Acidul giberelic poate intra în membranele celulare prin difuzie simplă. Acizii pot fi, de asemenea, ajutați de transportorii de influx, care sunt proteine care pot deplasa GA-urile peste membrana celulară. Un tip de transportor de influx este un transportor de nitrați 1 / transportor de peptide (NPF). Alți astfel de transportatori includ SWEET13 și SWEET14, care aparent transportă zaharoza la floema plantei. Interiorul celulei posedă o aciditate mai scăzută (un pH mai mare), astfel încât GA devine negativ în sarcină. După acel moment, gibberellin nu poate scăpa de celulă fără a fi legat de o altă componentă. Oamenii de știință presupun că trebuie să existe transportatori care să poată scoate din nou gibberelina din citoplasmă, dar până acum acești „transportatori de eflux” nu au fost găsiți.
Până în prezent au fost descoperite peste 130 de tipuri de acizi gibberelici. Mai multe dintre acestea nu sunt biologic active (bioactive), deci servesc ca precursori pentru GA bioactive, cum ar fi GA1, GA3, GA4 și GA7. Biosinteza acestor GA active nu este bine înțeleasă, dar oamenii de știință fac câștiguri în acest domeniu. În timp ce GA nonbioactive par să se deplaseze pe distanțe mari în plante, cele bioactive nu tind să facă acest lucru. Este clar că GA se poate muta în floema de plante și că ajută la creșterea și dezvoltarea plantelor, precum și la înflorirea lor. Se pare că GA-urile se pot deplasa și pe distanțe scurte. În cazul GA9, această giberelină se produce în ovarele plantelor și este mutată în petale și sepale. De acolo, suferă modificări pentru a deveni GA4. La rândul său, acest hormon bioactiv afectează creșterea organelor plantelor. Oamenii de știință continuă să caute răspunsuri cu privire la modul în care sunt acizi gibberelici mobili în plante.
Hormonul de creștere GA3
Hormonul de creștere GA3 este un fel de giberelină bioactivă. Un om de știință japonez a descoperit AC3 în anii 1950. În acel moment, o ciupercă a afectat culturile de orez, astfel încât plantele au crescut în timp ce opreau producția de semințe. Aceste plante slabe, infertile, nici măcar nu și-au putut susține greutatea. Când oamenii de știință au studiat această ciupercă, au descoperit că conținea compuși care ar putea favoriza creșterea plantelor. Ciuperca a fost numită Gibberella fujikuroi, care a dat numele de giberelină. Unul dintre acești compuși, numit acum GA3, este cel mai produs acid giberelic pentru uz industrial. Hormonul de creștere GA3 este important pentru agricultură, știință și horticultură. GA3 stimulează apariția organelor masculine la anumite specii.
Producția de acid giberelic și culturi
Descoperirea acizilor gibberelici a dus la dezvoltări majore în agricultură. Fermierii au descoperit că își pot crește producția de cereale folosind GA. Acest lucru a dus la ceea ce s-a numit o „revoluție verde” în agricultură. Fermierii ar putea adăuga mai mult îngrășământ cu azot la culturi, fără a se îngrijora de prea mult alungirea tulpinii. Creșterile rezultate ale grâului și orezului au schimbat complet agricultura din întreaga lume, dovedind importanța mare a acidului gibberelic în agricultura modernă.
Până în prezent, acizii gibberelici sunt folosiți pentru tratarea plantelor care au fenotipuri pitice. Giberelinele stimulează creșterea plantelor în aceste plante pitice. Acidul giberelic poate fi, de asemenea, utilizat pentru a reduce înflorirea în livezile de pomi fructiferi tineri. În acest fel, pomii fructiferi au mai mult timp să crească. De asemenea, ajută ca măsură preventivă împotriva virusurilor plantelor în copacii tineri care sunt transmise de polen. Fermierii decid cât de mult acid gibberelic să folosească la culturile lor stabilind care este obiectivul lor de producție. Dacă trebuie să reducă fructele, pot folosi cantități mari de acid gibberelic. Pe de altă parte, dacă utilizează mai puține GA, atunci fructele sau legumele pot produce mai mult. Livezile care dau mulți fructe nu vor avea nevoie de atât de multă aplicare GA. În general, GA trebuie aplicate numai pe timp cald, sau nu vor funcționa și pentru a stimula creșterea.
Acidul giberelic poate ajuta, de asemenea, fructele cum ar fi citricele. Aplicarea acidului gibberelic pe citrice poate preveni ruperea albedo, care este o cută și crăpătură a cojilor portocalii. Aplicarea acidului gibberelic poate reduce și petele de filigran pe citrice. Acidul giberelic îmbunătățește, prin urmare, calitatea cojii citrice. Aplicarea GA produce un fruct de calitate superioară, care este mai rezistent la intemperii și la alte căi potențiale de degradare și rănire. O atenție deosebită la aplicarea plantelor sănătoase în condițiile potrivite poate îmbunătăți considerabil o cultură de citrice. De obicei, cele mai bune rezultate ale aplicării GA apar atunci când nu este utilizat singur, ci mai degrabă într-un amestec cu alți compuși. Este clar că îmbunătățirile producției culturilor și a calității fructelor fac din acidul gibberelic un instrument important în agricultură. Rolul AM în îmbunătățirea și creșterea aprovizionării cu alimente este impresionant și pare să rămână o perioadă de timp.
Care este funcția Gibberellins?
Gibberelinele funcționează ca controlori ai creșterii plantelor. Acestea lucrează pentru a începe germinarea semințelor, pentru a ajuta la creșterea lăstarilor și la maturarea frunzelor și pentru a afecta înflorirea.
Odată cu germinarea semințelor, semințele rămân latente până când sunt declanșate să germineze. Când se eliberează gibereline, ele încep un proces de slăbire a straturilor de semințe începând expresia genelor. Acest lucru duce la extinderea celulelor.
GA sunt factori care contribuie la dezvoltarea florilor. În bienale, acestea vor stimula dezvoltarea florilor. Interesant este că la plantele perene, giberelinele inhibă înflorirea. În plus, acizii gibberelici sunt esențiali pentru alungirea internodului. Din nou, rezultatul este o extindere a celulelor și diviziunea celulară. Acest lucru apare ca răspuns la ciclurile de lumină și întuneric.
La plantele mutante care sunt pitice sau cu înflorire târzie, este mai puțin acid gibberelic prezent. La aceste plante, este necesară o mai mare aplicare a GA pentru a readuce plantele într-un model de creștere mai normal. Prin urmare, giberelina funcționează ca un fel de resetare pentru plante.
O altă funcție de giberelină este de a ajuta la germinarea polenului. În timpul creșterii tubului de polen, s-a demonstrat că cantitatea de giberelină crește. Gibberelinele afectează, de asemenea, fertilitatea masculină și feminină a plantelor. Acidul giberelic joacă un rol în suprimarea formării florilor feminine.
Stamina este un loc principal pentru producerea acizilor gibberelici.
Descoperirile recente în botanică au condus la o mai bună înțelegere a căilor de semnalizare pentru acizii gibberelici. În general, aceste căi necesită un receptor GA, represori de creștere numiți DELLA și proteine de diferite tipuri. Proteinele DELLA inhibă creșterea plantelor, în timp ce semnalul GA facilitează creșterea. Pentru a depăși această inhibiție, acizii gibberelici formează un complex care duce la defalcarea represoarelor de creștere DELLA.
Oamenii de știință încă mai caută să înțeleagă procesul pentru modul în care GA fac ca toate aceste lucruri să se întâmple. Teoretic, giberelinele trebuie să transporte distanțe mari în interiorul plantelor. Mecanismul pentru aceasta nu este încă clar.
Deoarece plantele nu se pot mișca, importanța semnalizării moleculelor și a hormonilor este de o mare importanță. Înclinându-se mai mult asupra mecanismelor fundamentale de transport ale acidului gibberelic, pe lângă căile de semnalizare ale hormonilor, va duce la o mai bună înțelegere a plantelor. La rândul său, acest lucru va ajuta agricultura, deoarece oamenii se confruntă cu nevoia de recolte extrem de eficiente.