Гіберелінова кислота (ГА) - це свого роду гормон, важливий для росту рослин. «Зелена революція» в сільському господарстві відбулася в основному завдяки застосуванню гіберелінової кислоти до сільськогосподарських культур. Вчені відкривають безліч способів, за допомогою яких гібереліни допомагають розвитку рослин, одночасно розрізняючи способи їх транспортування та синтезу в рослинах.
Гіберелінова кислота (ГА) - це гормон, що міститься в рослинах і сприяє росту та розвитку рослин. Зазвичай використовується в сільському господарстві для підвищення врожайності сільськогосподарських культур.
Опис гіберельної кислоти
Гіберелінова кислота, або ГА, - гормон, що міститься в рослинах. Гіберелінову кислоту можна знайти в тканинах рослин, що ростуть, таких як пагони, молоде листя та квіти. Він слабокислий. Інша назва гіберелінової кислоти - гіберелін. Гіберелінова кислота може потрапляти в клітинні мембрани простою дифузією. Кислотам також може сприяти приплив транспортерів, які є білками, які можуть переміщати ГА через клітинну мембрану. Одним з видів транспортера потоку є транспортер нітрату 1 / пептидний транспортер (NPF). Інші такі транспортери включають SWEET13 і SWEET14, які, очевидно, транспортують сахарозу до флоеми рослини. Усередині клітини спостерігається нижча кислотність (вищий рН), і тому ГА стає негативним зарядом. Після цього гіберелін не може вийти з клітини, не приєднавшись до іншого компонента. Вчені припускають, що повинні існувати транспортери, які можуть знову переміщати гіберелін з цитоплазми, але до цих пір ці «транспортери витоку» не знайдені.
На сьогодні відкрито понад 130 типів гіберелінових кислот. Деякі з них не є біологічно активними (біоактивними), тому вони служать попередниками біоактивних ГА, таких як GA1, GA3, GA4 і GA7. Біосинтез цих активних ГА недостатньо вивчений, але вчені роблять успіхи в цій галузі. Незважаючи на те, що небіоактивні ГА рухаються в рослинах на великі відстані, біоактивні не роблять цього. Зрозуміло, що ГА може переходити у флоемний сік рослин, і це сприяє зростанню та розвитку рослин, а також їх цвітінню. Мабуть, ГА можуть пересуватися і на короткі відстані. У випадку з GA9 цей гіберелін виробляється в яєчниках рослин і переміщується до пелюсток та чашолистків. Звідти він зазнає змін, щоб стати GA4. Цей біоактивний гормон, у свою чергу, впливає на ріст органів рослин. Вчені продовжують шукати відповіді на те, наскільки рухливі гіберелінові кислоти в рослинах.
Гормон росту GA3
Гормон росту GA3 - це різновид гібереліну, який є біологічно активним. Японський вчений відкрив AC3 в 1950-х. У той час гриб впливав на посіви рису, так що рослини росли високими, зупиняючи виробництво насіння. Ці недовгі, безплідні рослини навіть не могли витримати свою вагу. Коли вчені вивчали цей гриб, вони виявили, що він містить сполуки, які можуть сприяти росту рослин. Гриб називали Gibberella fujikuroi, що походить від назви гіберелін. Одне з цих сполук, яке зараз називається GA3, є найбільш виробленою гібереліновою кислотою для промислового використання. Гормон росту GA3 важливий для сільського господарства, науки та садівництва. GA3 стимулює появу чоловічих органів у деяких видів.
Гібберелова кислота та рослинництво
Відкриття гіберелінових кислот призвело до великих зрушень у сільському господарстві. Фермери виявили, що можуть збільшити врожайність зерна, використовуючи ГА. Це призвело до так званої "зеленої революції" у сільському господарстві. Фермери можуть додавати більше азотних добрив до сільськогосподарських культур, не турбуючись про занадто велике подовження стебла. Отримане в результаті збільшення пшениці та рису повністю змінило сільське господарство у всьому світі, що підтверджує велике значення гіберелінової кислоти в сучасному землеробстві.
Донині гіберелінові кислоти використовуються для лікування рослин, які мають карликові фенотипи. Гібереліни стимулюють ріст рослин у цих карликових рослинах. Гіберелінову кислоту також можна використовувати для зменшення цвітіння в молодих садах плодових дерев. Таким чином, плодові дерева мають більше часу для росту. Він також допомагає як профілактичний засіб проти рослинних вірусів на молодих деревах, які передаються пилком. Фермери вирішують, скільки гіберелінової кислоти використовувати на своїх посівах, визначаючи, якою є їх виробнича мета. Якщо їм потрібно скоротити плодоношення, вони можуть використовувати велику кількість гіберелінової кислоти. З іншого боку, якщо вони використовують менше ГА, то фрукти чи овочі можуть давати більше. Сади, які дають багато плодів, не потребуватимуть стільки застосування ГА. Як правило, ГА слід застосовувати лише в теплу погоду, інакше вони також не будуть стимулювати ріст.
Гіберелінова кислота також може допомогти таким фруктам, як цитрусові. Застосування гіберелінової кислоти до цитрусових може запобігти розщепленню альбедо, яке є зминанням і розтріскуванням апельсинових кірок. Застосування гіберелінової кислоти також може зменшити плями водяних знаків на цитрусових. Таким чином, гіберелева кислота покращує якість цитрусової кірки. Застосування ГА дає плоди вищої якості, які більш стійкі до несприятливої погоди та інших можливих шляхів гниття та травмування. Пильна увага до застосування здорових рослин у правильних умовах може значно покращити урожай цитрусових. Зазвичай найкращі результати застосування ГА мають місце, коли він використовується не окремо, а в суміші з іншими сполуками. Зрозуміло, що покращення врожайності та якості плодів роблять гіберелінову кислоту важливим інструментом у сільському господарстві. Роль у покращенні та збільшенні продовольчого забезпечення в ГА вражає і, мабуть, залишиться на деякий час.
Яка функція гіберелінів?
Гібереліни функціонують як контролери росту в рослинах. Вони працюють, щоб запустити проростання насіння, допомогти росту та дозріванню листя та впливати на цвітіння.
При проростанні насіння насіння залишаються в стані спокою, поки вони не спровокуються проростати. Коли виділяються гібереліни, вони починають процес ослаблення оболонок насіння, починаючи експресію генів. Це призводить до розширення клітин.
ГА - фактори, що сприяють розвитку квітів. У дворічних рослин вони будуть стимулювати розвиток квітів. Цікаво, що у багаторічних рослин гібереліни пригнічують цвітіння. Крім того, гіберелінові кислоти мають вирішальне значення для подовження міжвузлів. Знову ж, результатом є розширення клітин та поділ клітин. Це відбувається як реакція на світлі та темні цикли.
У рослинах-мутантах, які є карликовими або пізно цвітуть, гіберелінова кислота присутня менше. У цих рослинах потрібно більше застосовувати ГА, щоб повернути рослинам більш нормальний характер росту. Тому гіберелін функціонує як свого роду скидання для рослин.
Ще одна функція гібереліну - сприяти проростанню пилку. Під час росту пилкової трубки було показано, що кількість гібереліну збільшується. Гібереліни також впливають на чоловічу та жіночу родючість у рослин. Гіберелінова кислота відіграє роль у придушенні формування жіночих квітів.
Тичинка - головне місце для отримання гіберелінових кислот.
Недавні відкриття в ботаніці призвели до глибшого розуміння сигнальних шляхів для гіберелінових кислот. Як правило, ці шляхи потребують рецептора GA, пригнічувачів росту, званих DELLA, та білків різного типу. Білки DELLA пригнічують ріст рослин, тоді як сигнал GA сприяє зростанню. Щоб вийти за межі цього гальмування, гіберелінові кислоти утворюють комплекс, що призводить до руйнування репресорів росту DELLA.
Вчені досі прагнуть зрозуміти процес того, як загальнодоступні органи здійснюють усі ці речі. Теоретично, гібереліни повинні транспортувати великі відстані всередині рослин. Механізм цього ще не ясний.
Оскільки рослини не можуть рухатися, важливість сигнальних молекул і гормонів має велике значення. Більше спираючись на основні механізми транспортування гіберелінової кислоти, на додаток до сигнальних шляхів гормонів, це призведе до глибшого розуміння рослин. Це, в свою чергу, допоможе сільському господарству, оскільки люди стикаються з потребою у високоефективних урожаях.