Что такое гибберелловая кислота?

Гибберелловая кислота (GA) - это гормон, который важен для роста растений. «Зеленая революция» в сельском хозяйстве произошла во многом из-за внесения гибберелловой кислоты в посевы. Ученые открывают множество способов, которыми гиббереллины способствуют развитию растений, одновременно выясняя методы, с помощью которых они транспортируются и синтезируются в растениях.

Гибберелловая кислота (GA) - это гормон, содержащийся в растениях, который способствует росту и развитию растений. Его обычно используют в сельском хозяйстве для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Гибберелловая кислота или GA - это гормон, содержащийся в растениях. Гибберелловую кислоту можно найти в растущих тканях растений, таких как побеги, молодые листья и цветы. Он слабокислый. Другое название гибберелловой кислоты - гиббереллин. Гибберелловая кислота может проникать в клеточные мембраны путем простой диффузии. Кислотам также могут помочь переносчики притока, которые представляют собой белки, которые могут перемещать ГК через клеточную мембрану. Одним из видов переносчиков притока является переносчик нитрата 1 / переносчик пептида (НПФ). Другие такие транспортеры включают SWEET13 и SWEET14, которые, по-видимому, транспортируют сахарозу во флоэму растения. Внутренняя часть клетки имеет более низкую кислотность (более высокий pH), поэтому GA становится отрицательным по заряду. После этого гиббереллин не может покинуть клетку, не присоединившись к другому компоненту. Ученые предполагают, что должны быть переносчики, которые могут снова вывести гиббереллин из цитоплазмы, но пока эти «переносчики оттока» не обнаружены.

На сегодняшний день открыто более 130 типов гибберелловых кислот. Некоторые из них не являются биологически активными (биоактивными), поэтому они служат предшественниками биоактивных GA, таких как GA1, GA3, GA4 и GA7. Биосинтез этих активных GA не совсем понятен, но ученые добиваются успехов в этой области. В то время как небиоактивные ГА, по-видимому, перемещаются на большие расстояния в растениях, биоактивные ГА этого не делают. Ясно, что GA может переходить в сок флоэмы растений и способствует росту и развитию растений, а также их цветению. Судя по всему, ГА также могут перемещаться на короткие расстояния. В случае GA9 этот гиббереллин вырабатывается в яичниках растений и перемещается на лепестки и чашелистики. Оттуда он претерпевает изменения, чтобы стать GA4. Этот биоактивный гормон, в свою очередь, влияет на рост органов растения. Ученые продолжают искать ответы на вопрос, насколько подвижны гибберелловые кислоты в растениях.

Гормон роста GA3 является биологически активным гиббереллином. Японский ученый открыл AC3 в 1950-х годах. В то время грибок поразил посевы риса, заставив растения вырасти высокими, остановив производство семян. Эти долговязые бесплодные растения не выдерживали даже своего веса. Когда ученые изучили этот гриб, они обнаружили, что он содержит соединения, способствующие росту растений. Гриб был назван Gibberella fujikuroi, от которого произошло название гиббереллин. Одно из этих соединений, теперь называемое GA3, представляет собой наиболее производимую гибберелловую кислоту для промышленного использования. Гормон роста GA3 важен для сельского хозяйства, науки и садоводства. GA3 стимулирует появление мужских органов у некоторых видов.

Открытие гибберелловых кислот привело к крупным достижениям в сельском хозяйстве. Фермеры обнаружили, что они могут повысить урожайность зерна, используя ГА. Это привело к так называемой «зеленой революции» в сельском хозяйстве. Фермеры могут добавлять в посевы больше азотных удобрений, не беспокоясь о слишком большом удлинении стебля. Рост урожая пшеницы и риса полностью изменил сельское хозяйство во всем мире, доказав огромное значение гибберелловой кислоты в современном сельском хозяйстве.

По сей день гибберелловые кислоты используются для лечения растений, имеющих карликовый фенотип. Гиббереллины стимулируют рост этих карликовых растений. Гибберелловую кислоту также можно использовать для уменьшения цветения молодых фруктовых садов. Таким образом, у фруктовых деревьев будет больше времени для роста. Он также помогает в качестве профилактической меры против вирусов растений на молодых деревьях, которые передаются через пыльцу. Фермеры решают, сколько гибберелловой кислоты использовать для обработки своих культур, определяя, какова их производственная цель. Если им нужно сократить плодоношение, они могут использовать большое количество гибберелловой кислоты. С другой стороны, если они используют меньше GA, фрукты или овощи могут производить больше. Сады, которые приносят много плодов, не нуждаются в таком большом количестве приложений GA. Как правило, ГА следует применять только в теплую погоду, иначе они не будут работать и для стимуляции роста.

Гибберелловая кислота также может помочь таким фруктам, как цитрусовые. Применение гибберелловой кислоты к цитрусовым может предотвратить нарушение альбедо, которое представляет собой сморщивание и растрескивание кожуры апельсина. Применение гибберелловой кислоты также может уменьшить водяные пятна на цитрусовых. Таким образом, гибберелловая кислота улучшает качество кожуры цитрусовых. Применение GA дает плоды более высокого качества, более устойчивые к неблагоприятным погодным условиям и другим потенциальным источникам гниения и травм. Пристальное внимание к применению здоровых растений в правильных условиях может значительно улучшить урожай цитрусовых. Обычно наилучшие результаты применения GA достигаются, когда он используется не отдельно, а в смеси с другими соединениями. Очевидно, что повышение урожайности и качества плодов делает гибберелловую кислоту важным инструментом в сельском хозяйстве. Роль в улучшении и увеличении продовольственного снабжения в GA впечатляет и, вероятно, сохранится в течение некоторого времени.

Гиббереллины действуют как регуляторы роста растений. Они запускают прорастание семян, способствуют росту побегов и созреванию листьев, а также влияют на цветение.

При прорастании семян семена остаются бездействующими до тех пор, пока не начнут прорастать. Когда гиббереллины высвобождаются, они запускают процесс ослабления семенной оболочки, начиная экспрессию генов. Это приводит к разрастанию клеток.

ГА - факторы, способствующие развитию цветов. У двулетников они будут стимулировать развитие цветов. Интересно, что у многолетников гиббереллины подавляют цветение. Кроме того, гибберелловые кислоты имеют решающее значение для удлинения междоузлий. Опять же, результатом является расширение клеток и деление клеток. Это происходит как реакция на световые и темные циклы.

В карликовых или поздноцветущих мутантных растениях присутствует меньше гибберелловой кислоты. Для этих растений необходимо больше внесения GA, чтобы вернуть растения к более нормальной модели роста. Поэтому гиббереллин действует как своего рода перезагрузка для растений.

Еще одна функция гиббереллина - способствовать прорастанию пыльцы. Было показано, что во время роста пыльцевой трубки количество гиббереллина увеличивается. Гиббереллины также влияют на мужскую и женскую фертильность растений. Гибберелловая кислота играет роль в подавлении формирования женских цветков.

Тычинки - главное место, где вырабатываются гибберелловые кислоты.

Недавние открытия в ботанике привели к лучшему пониманию путей передачи сигналов гибберелловой кислоты. Как правило, эти пути требуют рецептора GA, репрессоров роста, называемых DELLA, и белков различных типов. Белки DELLA подавляют рост растений, а сигнал GA способствует росту. Чтобы преодолеть это ингибирование, гибберелловые кислоты образуют комплекс, который приводит к разрушению репрессоров роста DELLA.

Ученые все еще пытаются понять, как ГА заставляет все это происходить. Теоретически гиббереллины должны переноситься на большие расстояния внутри растений. Механизм этого пока не ясен.

Поскольку растения не могут двигаться, большое значение имеют сигнальные молекулы и гормоны. Более подробное изучение фундаментальных механизмов транспорта гибберелловой кислоты в дополнение к сигнальным путям гормонов приведет к большему пониманию растений. Это, в свою очередь, поможет сельскому хозяйству, поскольку люди сталкиваются с необходимостью получения высокоэффективных урожаев.