Čo je kyselina giberelová?

Kyselina giberelová (GA) je druh hormónu, ktorý je dôležitý pre rast rastlín. „Zelená revolúcia“ v poľnohospodárstve nastala predovšetkým vďaka aplikácii kyseliny giberelínovej na plodiny. Vedci objavujú rôzne spôsoby, ako giberelíny napomáhajú vývoju rastlín, a zároveň rozoznávajú spôsoby, akými sú v rastlinách transportované a syntetizované.

Kyselina giberelová (GA) je hormón nachádzajúci sa v rastlinách, ktorý pomáha pri raste a vývoji rastlín. Bežne sa používa v poľnohospodárstve na zvýšenie výnosov plodín.

Kyselina giberelová alebo GA je hormón, ktorý sa nachádza v rastlinách. Kyselina giberelová sa nachádza v rastúcich rastlinných pletivách, ako sú výhonky, mladé listy a kvety. Je slabo kyslý. Ďalším názvom kyseliny giberelínovej je giberelín. Kyselina giberelová môže vstúpiť do bunkových membrán jednoduchou difúziou. Kyselinám môžu pomôcť aj transportéry prílivu, čo sú proteíny, ktoré môžu pohybovať GA cez bunkovú membránu. Jedným typom transportéra tokov je transportér dusičnanov 1 / peptidový transportér (NPF). Medzi ďalšie také transportéry patria SWEET13 a SWEET14, ktoré zjavne transportujú sacharózu do floémy rastliny. Vnútro bunky má nižšiu kyslosť (vyššie pH), a preto sa náboj GA stáva negatívnym. Po tomto bode giberelín nemôže uniknúť z bunky bez spojenia s inou zložkou. Vedci predpokladajú, že musia existovať transportéry, ktoré môžu znova premiestniť giberelín z cytoplazmy, ale zatiaľ sa tieto „efluxné transportéry“ nenašli.

Doteraz bolo objavených viac ako 130 druhov kyselín giberelínových. Niektoré z nich nie sú biologicky aktívne (bioaktívne), takže slúžia ako prekurzory bioaktívnych GA, ako sú GA1, GA3, GA4 a GA7. Biosyntéza týchto aktívnych GA nie je dobre známa, ale vedci v tejto oblasti zhodnocujú. Zatiaľ čo sa zdá, že sa nebioaktívne GA pohybujú v rastlinách na veľké vzdialenosti, bioaktívne to nemajú tendenciu robiť. Je zrejmé, že GA sa môže presunúť do floémovej miazgy rastlín a že podporuje rast a vývoj rastlín, ako aj ich kvitnutie. Podľa všetkého sa GA môžu pohybovať aj na krátke vzdialenosti. V prípade GA9 sa tento giberelín vyrába vo vaječníkoch rastlín a premiestňuje sa do lupeňov a sepálov. Od tejto chvíle prechádza zmenami na GA4. Tento bioaktívny hormón zase ovplyvňuje rast rastlinných orgánov. Vedci naďalej hľadajú odpovede na otázku, ako sú v rastlinách mobilné kyseliny giberelínové.

Rastový hormón GA3 je druh giberelínu, ktorý je bioaktívny. Japonský vedec objavil AC3 v 50. rokoch. V tom čase huba ovplyvnila plodiny ryže, takže spôsobila vysoký rast rastlín a zastavenie produkcie semien. Tieto vytrhnuté, neplodné rastliny nedokázali uniesť ani svoju váhu. Keď vedci študovali túto hubu, zistili, že obsahuje zlúčeniny, ktoré môžu podporovať rast rastlín. Huba sa volala Gibberella fujikuroi, z ktorej pochádza názov giberelín. Jednou z týchto zlúčenín, ktorá sa dnes nazýva GA3, je najprodukovanejšia kyselina giberelínová na priemyselné použitie. Rastový hormón GA3 je dôležitý pre poľnohospodárstvo, vedu a záhradníctvo. GA3 stimuluje výskyt mužských orgánov u určitých druhov.

Objav kyselín giberelínových viedol k veľkému rozvoju v poľnohospodárstve. Farmári zistili, že pomocou GA môžu zvýšiť výnosy obilia. To viedlo k takzvanej „zelenej revolúcii“ v poľnohospodárstve. Farmári mohli do plodín pridávať viac dusíkatých hnojív bez obáv z prílišného predĺženia stonky. Výsledný nárast pšenice a ryže úplne zmenil poľnohospodárstvo na celom svete, čo dokazuje veľký význam kyseliny giberelínovej v modernom poľnohospodárstve.

Kyseliny giberelínové sa dodnes používajú na ošetrenie rastlín, ktoré majú trpasličie fenotypy. Giberelíny stimulujú rast rastlín v týchto trpasličích rastlinách. Kyselina giberelová môže byť tiež použitá na zníženie kvitnutia v sadoch mladých ovocných stromov. Takto majú ovocné stromy viac času na rast. Pomáha tiež preventívne proti rastlinným vírusom v mladých stromoch, ktoré sa prenášajú peľom. Poľnohospodári rozhodujú o tom, aký je ich výrobný cieľ, koľko kyseliny giberelínovej majú na svoje plodiny použiť. Ak potrebujú obmedziť plodenie, môžu použiť vysoké množstvo kyseliny giberelínovej. Na druhej strane, ak použijú menej GA, potom ovocie alebo zelenina môžu vyprodukovať viac. Sady, ktoré prinášajú veľa ovocia, nebudú potrebovať toľko aplikácie GA. Všeobecne by sa GA mali aplikovať iba za teplého počasia, inak tiež nebudú stimulovať rast.

Kyselina giberelová môže pomôcť aj pri ovocí, ako je citrus. Aplikácia kyseliny giberelínovej na citrusy môže zabrániť rozpadu albeda, ktoré je pokrčením a popraskaním pomarančovej kôry. Aplikácia kyseliny giberelínovej môže tiež znížiť množstvo vodoznakov na citrusových plodoch. Kyselina giberelová preto zlepšuje kvalitu kôry citrusov. Aplikácia GA prináša ovocie vyššej kvality, ktoré je odolnejšie voči nepriaznivému počasiu a iným potenciálnym spôsobom úpadku a poranenia. Ak budete venovať osobitnú pozornosť zdravým rastlinám v správnych podmienkach, môžete citrusové plodiny výrazne vylepšiť. Najlepšie výsledky aplikácie GA sa zvyčajne dosiahnu, keď sa nepoužíva samostatne, ale skôr v zmesi s inými zlúčeninami. Je zrejmé, že vďaka zlepšeniu výnosov plodín a kvality ovocia je kyselina giberelínová dôležitým nástrojom v poľnohospodárstve. Úloha GA pri zlepšovaní a zvyšovaní ponuky potravín je pôsobivá a zdá sa, že pravdepodobne nejaký čas zostane.

Gibberelíny fungujú ako regulátory rastu rastlín. Pracujú na nastartovaní klíčenia semien, napomáhajú rastu výhonkov a dozrievaniu listov a ovplyvňujú kvitnutie.

Po vyklíčení semien zostávajú semená nečinné, až kým nevyklíčia. Keď sa giberelíny uvoľnia, začnú proces oslabenia semenných plášťov začatím génovej expresie. To vedie k rozšíreniu buniek.

GA sú faktory, ktoré prispievajú k rozvoju kvetov. Na bienále budú stimulovať vývoj kvetov. Je zaujímavé, že gibberelíny u trvaliek bránia kvitnutiu. Okrem toho sú pre predĺženie internódia kľúčové kyseliny giberelínové. Výsledkom je opäť expanzia buniek a bunkové delenie. K tomu dochádza ako reakcia na cykly svetla a tmy.

V mutantných rastlinách, ktoré sú trpasličí alebo neskoro kvitnúce, je v nich menej kyseliny giberelínovej. U týchto rastlín je potrebné viac aplikácie GA, aby sa rastliny vrátili k normálnejšiemu vzoru rastu. Preto giberelín funguje ako istý reset pre rastliny.

Ďalšou funkciou giberelínu je podpora klíčenia peľu. Ukázalo sa, že počas rastu peľovej trubice sa množstvo giberelínu zvyšuje. Gibberelíny tiež ovplyvňujú mužskú a ženskú plodnosť rastlín. Kyselina giberelová hrá úlohu pri potláčaní tvorby ženských kvetov.

Tyčinka je hlavným miestom výroby kyselín giberelínových.

Posledné objavy v botanike viedli k lepšiemu pochopeniu signálnych dráh pre kyseliny giberelínové. Všeobecne tieto dráhy vyžadujú receptor GA, rastové represory nazývané DELLA a proteíny rôzneho druhu. Proteíny DELLA inhibujú rast rastlín, zatiaľ čo signál GA podporuje rast. Na prekonanie tejto inhibície tvoria kyseliny giberelínové komplex, ktorý vedie k rozpadu rastových represorov DELLA.

Vedci sa stále snažia porozumieť procesu, akým GA umožňujú všetky tieto veci. Teoreticky giberelíny musia transportovať veľké vzdialenosti vo vnútri rastlín. Mechanizmus nie je zatiaľ jasný.

Pretože sa rastliny nemôžu hýbať, je veľmi dôležitá dôležitosť signalizácie molekúl a hormónov. Ak sa popri signálnych dráhach hormónov dozviete viac o základných transportných mechanizmoch kyseliny giberelínovej, povedie to k lepšiemu porozumeniu rastlín. To zase pomôže poľnohospodárstvu, pretože ľudia čelia potrebe vysoko efektívnych výnosov plodín.