Vsebina
- Opis gibberelične kisline
- GA3 rastni hormon
- Gibberelicna kislina in pridelki
- Kakšna je funkcija gibberellinov?
Gibberelična kislina (GA) je neke vrste hormon, ki je pomemben za rast rastlin. Do „zelene revolucije“ kmetovanja je prišlo predvsem zaradi uporabe giberelične kisline na poljščinah. Znanstveniki odkrivajo številne načine, s katerimi gibberellini pomagajo razvoju rastlin, hkrati pa odkrivajo metode, s katerimi se prenašajo in sintetizirajo v rastlinah.
Gibberelična kislina (GA) je hormon, ki ga najdemo v rastlinah, ki pomaga pri rasti in razvoju rastlin. V kmetijstvu se pogosto uporablja za povečanje pridelka.
Opis gibberelične kisline
Gibberelična kislina ali GA je hormon, ki ga najdemo v rastlinah. Gibberelično kislino lahko najdemo v rastočih rastlinskih tkivih, kot so poganjki, mladi listi in cvetovi. Je šibko kisla. Drugo ime gibberelične kisline je gibberellin. Gibberelična kislina lahko s preprosto difuzijo vstopi v celične membrane. Kislinam lahko pomagajo tudi prenašalci priliva, ki so beljakovine, ki lahko premikajo GA po celični membrani. Ena vrsta prevoznika priliva je prevoznik nitrata 1 / peptidni transporter (NPF). Drugi takšni prevozniki vključujejo SWEET13 in SWEET14, ki navidezno prevažajo saharozo do floema rastline. Notranjost celice ima nižjo kislost (višji pH), zato GA postane negativno nabit. Po tej točki gibberellin ne more uiti celici, ne da bi se pridružil drugi komponenti. Znanstveniki domnevajo, da morajo obstajati prevozniki, ki bi lahko giberellin ponovno premaknili iz citoplazme, vendar doslej teh "prenašalcev iztoka" niso našli.
Doslej je bilo odkritih že več kot 130 vrst gibereličnih kislin. Nekatere od njih niso biološko aktivne (bioaktivne), zato služijo kot predhodniki bioaktivnih GA, kot so GA1, GA3, GA4 in GA7. Biosinteza teh aktivnih GA ni dobro razumljena, vendar znanstveniki na tem področju že dosegajo uspeh. Medtem ko se zdi, da nebioaktivne GA premaknejo velike razdalje v rastlinah, pa bioaktivni ne počnejo tega. Jasno je, da se GA lahko preseli v phloem sok rastlin in da pomaga rasti in razvoju rastlin, pa tudi njihovemu cvetenju. Očitno se GA lahko premikajo tudi na kratke razdalje. V primeru GA9 je ta giberellin izdelan v rastlinskih jajčnikih in je premeščen na cvetne liste in lojnice. Od tam naprej doživlja spremembe v GA4. Ta bioaktivni hormon vpliva na rast rastlinskih organov. Znanstveniki še naprej iščejo odgovore, kako mobilne so giberelične kisline v rastlinah.
GA3 rastni hormon
Rastni hormon GA3 je neke vrste giberellin, ki je bioaktiven. Japonski znanstvenik je AC3 odkril v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat je gliva prizadela pridelke riža, tako da je povzročila rast rastlin, hkrati pa ustavila pridelavo semen. Te dolgočasne, neplodne rastline niso mogle podpreti niti svoje teže. Ko so znanstveniki preučevali to glivo, so ugotovili, da vsebuje spojine, ki bi lahko spodbujale rast rastlin. Gliva se je imenovala Gibberella fujikuroi, od koder izvira ime gibberellin. Ena od teh spojin, ki se danes imenuje GA3, je najbolj proizvedena giberelična kislina za industrijsko uporabo. Rastni hormon GA3 je pomemben za kmetijstvo, znanost in vrtnarstvo. GA3 spodbuja pojav moških organov pri določenih vrstah.
Gibberelicna kislina in pridelki
Odkritje gibbereličnih kislin je privedlo do velikih sprememb v kmetijstvu. Kmetje so ugotovili, da bi lahko z uporabo GA povečali svoj pridelek žita. To je privedlo do "zelene revolucije" v kmetijstvu. Kmetje bi lahko pridelkom dodali več dušikovega gnojila, ne da bi skrbeli za preveliko raztezanje stebel. Posledično povečanje pšenice in riža je popolnoma spremenilo kmetijstvo po vsem svetu, s čimer se je izkazal velik pomen giberelične kisline v sodobnem kmetovanju.
Do danes se giberelične kisline uporabljajo za zdravljenje rastlin, ki imajo pritlikave fenotipe. Giberellini v teh pritlikavih rastlinah spodbujajo rast rastlin. Gibberelična kislina se lahko uporablja tudi za zmanjšanje cvetenja v mladih sadovnjakih sadnih dreves. Tako imajo sadna drevesa več časa za rast. Pomaga tudi kot preventivni ukrep proti rastlinskim virusom pri mladih drevesih, ki jih prenaša cvetni prah. Kmetje se odločijo, koliko giberelične kisline uporabiti za svoje pridelke, tako da določijo, kaj je njihov cilj pridelave. Če se bodo morali sadju zmanjšati, lahko uporabijo velike količine giberelične kisline. Po drugi strani pa, če uporabljajo manj GA, lahko sadje ali zelenjava ustvarijo več. Sadovnjaki, ki obrodijo veliko sadja, ne bodo potrebovali toliko GA aplikacije. Na splošno je treba GA uporabljati le v toplem vremenu, saj ne bodo spodbudili rasti.
Gibberelična kislina lahko pomaga tudi sadjem, kot so citrusi. Uporaba giberelične kisline v citrusih lahko prepreči razpad albeda, kar je povečanje in pokanje oranžnih lupin. Uporaba giberelične kisline lahko zmanjša tudi vodne pege na agrumih. Gibberelična kislina zato izboljšuje kakovost kože citrusov. Uporaba GA daje bolj kakovostno sadje, ki je bolj odporno na neugodne vremenske vplive in druge potencialne poti propadanja in poškodb. Pazljiva uporaba aplikacij za zdrave rastline v pravih pogojih lahko močno izboljša pridelek citrusov. Običajno najboljši rezultati uporabe GA nastanejo, kadar se ne uporablja sam, ampak v mešanici z drugimi spojinami. Jasno je, da zaradi izboljšanja pridelka in kakovosti sadja giberelična kislina predstavlja pomembno orodje v kmetijstvu. Vloga pri sprejemanju in povečanju ponudbe hrane pri sprejemanju splošnih dobrin je impresivna in verjetno bo še nekaj časa.
Kakšna je funkcija gibberellinov?
Gibberellini delujejo kot regulatorji rasti v rastlinah. Delujejo na spodbuditev kalitve semen, pomagajo pri rasti in zorenju listov ter vplivajo na cvetenje.
S kalitvijo semen ostanejo mirna, dokler se ne sprožijo klica. Ko se sprožijo gibberellini, začnejo postopek oslabitve semenskih ovojnic z začetkom izražanja genov. To vodi do širitve celic.
GA so dejavniki, ki prispevajo k razvoju cvetov. V dveletjih bodo spodbudili razvoj cvetov. Zanimivo je, da giberellini pri trajnicah zavirajo cvetenje. Poleg tega so giberelične kisline ključnega pomena za podaljšanje internodij. Ponovno je rezultat razširitev celic in delitev celic. To se pojavi kot odziv na cikle svetlobe in temnosti.
V mutiranih rastlinah, ki so pritlikave ali pozno cvetoče, je prisotno manj gibberelične kisline. V teh rastlinah je potrebno več uporabe GA, da se rastline vrnejo v bolj normalen vzorec rasti. Zato gibberellin deluje kot neke vrste ponastavitev za rastline.
Druga funkcija gibberellina je pomoč pri kalitvi cvetnega prahu. Med rastjo cvetnega prahu se kaže, da se količina giberellina povečuje. Gibberellini vplivajo tudi na moško in žensko plodnost v rastlinah. Gibberelična kislina igra vlogo pri zatiranju nastanka ženskih cvetov.
Stamen je glavno mesto za proizvodnjo gibereličnih kislin.
Nedavna odkritja v botaniki so privedla do boljšega razumevanja signalnih poti za giberelične kisline. Na splošno te poti potrebujejo GA receptorje, zaviralce rasti, imenovane DELLA in proteini različnih vrst. Proteini DELLA zavirajo rast rastlin, medtem ko signal GA pomaga rasti. Da bi presegli to inhibicijo, giberelične kisline tvorijo kompleks, ki vodi v zlom regulatorjev rasti DELLA.
Znanstveniki še vedno skušajo razumeti postopek, kako GA vse to počne. Teoretično morajo gibberellini prevoziti velike razdalje znotraj rastlin. Mehanizem za to še ni jasen.
Ker se rastline ne morejo premikati, je pomemben pomen signalnih molekul in hormonov. Če se bolj osredotočamo na osnovne mehanizme transporta giberelične kisline, bo poleg hormonskih signalnih poti prišlo do večjega razumevanja rastlin. To bo pomagalo kmetijstvu, saj se ljudje soočajo s potrebo po zelo učinkovitih pridelkih.