Гибберелловая кислота (GA) - это вид гормона, который важен для роста растений. «Зеленая революция» в сельском хозяйстве произошла в значительной степени благодаря применению гибберелловой кислоты для сельскохозяйственных культур. Ученые открывают множество способов, с помощью которых гиббереллины способствуют развитию растений, в то же время разглядывая методы, с помощью которых они транспортируются и синтезируются в растениях.

Гибберелловая кислота (GA) - это гормон, содержащийся в растениях, который способствует росту и развитию растений. Обычно используется в сельском хозяйстве для повышения урожайности.

Описание гибберелловой кислоты

Гибберелловая кислота, или GA, является гормоном, найденным в растениях. Гибберелловую кислоту можно найти в растущих тканях растений, таких как побеги, молодые листья и цветы. Это слабо кислый. Другое название гиббереллиновой кислоты - гиббереллин. Гибберелловая кислота может проникать в клеточные мембраны посредством простой диффузии. Кислотам также могут помочь притоки, которые являются белками, которые могут перемещать GA через клеточную мембрану. Одним из видов транспортера притока является нитратный транспортер 1 / пептидный транспортер (NPF). Другие такие переносчики включают SWEET13 и SWEET14, которые, по-видимому, транспортируют сахарозу во флоэму растения. Внутренняя часть клетки обладает более низкой кислотностью (более высоким pH), и поэтому GA становится отрицательно заряженным. После этого момента гиббереллин не может покинуть клетку, не присоединившись к другому компоненту. Ученые предполагают, что должны быть транспортеры, которые могут снова выводить гиббереллин из цитоплазмы, но до сих пор эти «эффлюксные транспортеры» не были обнаружены.

К настоящему времени обнаружено более 130 видов гибберелловых кислот. Некоторые из них не являются биологически активными (биологически активными), 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 не склонны делать это. Ясно, что ГК может переходить во флоэмистовый сок растений, и это способствует росту и развитию растений, а также их цветению. Очевидно, ГА могут перемещаться и на короткие расстояния. В случае GA9 этот гиббереллин производится в яичниках растений и перемещается в лепестки и чашелистники. Оттуда он претерпевает изменения, чтобы стать GA4. Этот биоактивный гормон, в свою очередь, влияет на рост органов растений. Ученые продолжают искать ответы о том, насколько мобильны гиббереллиновые кислоты в растениях.
GA3 гормон роста

Гормон роста GA3 является разновидностью гиббереллина, который является биологически активным. Японский ученый открыл AC3 в 1950-х годах. В то время грибок воздействовал на посевы риса, вызывая рост растений, в то же время останавливая производство семян. Эти долговечные, бесплодные растения не могли даже поддерживать свой вес. Когда ученые изучили этот гриб, они обнаружили, что он содержит соединения, которые могут способствовать росту растений. Гриб назывался Gibberella fujikuroi, откуда и произошло название гиббереллин. Одно из этих соединений, которое теперь называется GA3, является наиболее производимой гиббереллиновой кислотой для промышленного использования. Гормон роста GA3 важен для сельского хозяйства, науки и садоводства. GA3 стимулирует появление мужских органов у некоторых видов.

Гибберелловая кислота и растениеводство

Открытие гибберелловых кислот привело к крупным достижениям в сельском хозяйстве. Фермеры обнаружили, что они могут увеличить урожайность зерна, используя ГА. Это привело к так называемой «зеленой революции» в сельском хозяйстве. Фермеры могут добавлять больше азотных удобрений к культурам, не беспокоясь о слишком большом удлинении стебля. В результате увеличение пшеницы и риса полностью изменило сельское хозяйство по всему миру, доказав большое значение гиббереллиновой кислоты в современном сельском хозяйстве.

По сей день гибберелловые кислоты используются для лечения растений, имеющих карликовые фенотипы. Гиббереллины стимулируют рост растений у этих карликовых растений. Гибберелловая кислота также может быть использована для уменьшения цветения в молодых фруктовых садах. Таким образом, фруктовые деревья имеют больше времени для роста. Это также помогает в качестве профилактической меры против вирусов растений на молодых деревьях, которые передаются пыльцой. Фермеры решают, сколько гиббереллиновой кислоты использовать на своих культурах, определяя их производственную цель. Если им необходимо сократить плодоношение, они могут использовать большое количество гибберелловой кислоты. С другой стороны, если они используют меньше GA, то фрукты или овощи могут производить больше. Сады, которые приносят много фруктов, не нуждаются в применении ГА. Как правило, ГА следует применять только в теплую погоду, иначе они не будут стимулировать рост.

Гибберелловая кислота также может помочь фруктам, таким как цитрусовые. Применение гибберелловой кислоты к цитрусовым может предотвратить разрушение альбедо, которое представляет собой сминание и растрескивание апельсиновой кожуры. Применение гибберелловой кислоты также может уменьшить пятна водяных знаков на цитрусовых. Следовательно, гибберелловая кислота улучшает качество кожуры цитрусовых. Применение GA дает фрукты более высокого качества, которые более устойчивы к неблагоприятным погодным условиям и другим потенциальным путям разложения и травм. Пристальное внимание к применению на здоровых растениях в правильных условиях может значительно улучшить урожай цитрусовых. Как правило, лучшие результаты применения GA имеют место, когда он используется не один, а в смеси с другими соединениями. Ясно, что улучшения урожайности и качества фруктов делают гибберелловую кислоту важным инструментом в сельском хозяйстве. Роль ГА в улучшении и увеличении поставок продовольствия впечатляет и, вероятно, останется в течение некоторого времени.

Какова функция гиббереллинов?

Гиббереллины функционируют как регуляторы роста растений. Они способствуют началу прорастания семян, помогают росту побегов и созреванию листьев, а также влияют на цветение.

При прорастании семян семена остаются бездействующими, пока они не сработают. Когда выделяются гиббереллины, они начинают процесс ослабления оболочки семян, начиная экспрессию генов. Это приводит к расширению клеток.

ГА являются факторами, которые способствуют развитию цветов. В двухлетние периоды они будут стимулировать развитие цветов. Интересно, что в многолетних растениях гиббереллины ингибируют цветение. Кроме того, гибберелловые кислоты имеют решающее значение для удлинения междоузлия. Опять же, результатом является расширение клеток и деление клеток. Это происходит как реакция на светлые и темные циклы.

В мутантных растениях, которые имеют карликовый или поздний цвет, присутствует меньше гиббереллиновой кислоты. На этих растениях требуется большее применение GA, чтобы вернуть растениям более нормальную схему роста. Поэтому гиббереллин функционирует как своего рода сброс для растений.

Другая функция гиббереллина - помочь 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 цветов.

Тычинка является основным участком для производства гибберелловых кислот.

Недавние открытия в ботанике привели к большему пониманию путей передачи сигналов для гибберелловых кислот. Как правило, эти пути требуют GA-рецептора, репрессоров роста, называемых DELLA, и белков разных видов. Белки DELLA ингибируют рост растений, в то время как 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 делают все это возможным. Теоретически, гиббереллины должны транспортировать большие расстояния внутри растений. Механизм для этого еще не ясен.

Поскольку растения не могут двигаться, важность сигнальных молекул и гормонов имеет большое значение. Более подробное изучение фундаментальных транспортных механизмов 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.