أنواع جبريللين ، وظيفة ، طريقة العمل ، التركيب الحيوي ، التطبيق

ال giberelinas هي هرمونات نباتية أو هرمونات نباتية تتدخل في عمليات نمو وتطور نباتات أعلى مختلفة. في الواقع ، فإنها تحفز نمو واستطالة الجذعية ، وتطوير الثمار وإنبات البذور.

تم اكتشافه في منتصف الثلاثينيات من قبل باحثين يابانيين درسوا النمو غير الطبيعي لنباتات الأرز. اسم gibberellin يأتي من الفطريات Gibberrella funjikuroi, كائن حي تم استخراجه منه في البداية ، وهو عامل سببي للمرض "Bakanae".

على الرغم من أنه تم تحديد أكثر من 112 جبريل ، فإن عددًا قليلاً جدًا من النشاط الفسيولوجي الظاهر. فقط جبريلين أ₃ أو gibberellic حمض ، و gibberellins أ₁, A₄ و أ₇ لديهم أهمية تجارية.

هذه الهرمونات النباتية تعزز التغيرات المفاجئة في حجم النباتات ، بالإضافة إلى تحفيز انقسام الخلايا في الأوراق والسيقان. التأثير المرئي لتطبيقه الخارجي هو استطالة السيقان الرقيقة وعدد أقل من الفروع والأوراق الهشة.

مؤشر

• 1 أنواع
  • 1.1 أشكال مجانية
  • 1.2 أشكال مترابطة
• 2 وظيفة
• 3 طريقة العمل
• 4 التخليق الحيوي للجبريلين
• 5 الحصول على جبريلين طبيعي
• 6 الآثار الفسيولوجية
• 7 تطبيقات تجارية
• 8 المراجع

نوع

هيكل جبريللين هو نتيجة اتحاد خمسة ايزوبرنويد الكربون التي تشكل معا جزيء من أربع حلقات. تصنيفها يعتمد على النشاط البيولوجي.

أشكال حرة

يتوافق مع تلك المواد المستمدة من ent-Kaureno ، الذي يكون هيكله الأساسي هو ent-giberelano. يتم تصنيفها على أنها ديتيربينويدات حمض من الهيدروكربونات الحلقية غير المتجانسة. هناك نوعان من الأشكال المجانية معروفة.

• غير نشطة: يقدم 20 الكربون.
• نشاط: أنها تقدم 19 الكربون ، لأنها فقدت الكربون محددة. يكون النشاط مشروطًا بحصوله على 19 كربونًا وتقديم هيدروكسيل في الموضع 3.

أشكال مترابطة

هم هؤلاء الجبريون المرتبط بالكربوهيدرات ، لذلك ليس لديهم نشاط بيولوجي.

وظيفة

وتتمثل المهمة الرئيسية للجبريلين في تحريض نمو واستطالة الهياكل النباتية. ترتبط الآلية الفسيولوجية التي تسمح للاستطالة بالتغيرات في تركيز الكالسيوم الداخلي على المستوى الخلوي.

تطبيق gibberellins يعزز تطور الإزهار والنورات من الأنواع المختلفة ، وخاصة في النباتات طويلة اليوم (PDL). فهي مرتبطة بالكرات النباتية ، وهي تمثل تأثيرًا تآزريًا ، حيث تحفز التمايز بين الهياكل الزهرية ، مثل بتلات أو سداة أو كربل ، أثناء الإزهار.

من ناحية أخرى ، فإنها تسبب إنبات البذور التي لا تزال نائمة. في الواقع ، فإنها تعمل على تنشيط تعبئة الاحتياطيات ، وتحفيز توليف الأميليز والبروتياز في البذور.

وبالمثل ، فإنها تفضل تطوير الثمار ، وتحفيز التخثر أو تحويل الزهور إلى ثمار. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تعزز parthenocarpy وتستخدم لإنتاج الفواكه بدون بذور.

طريقة العمل

Gibberellins تعزيز انقسام الخلايا واستطالة ، لأن التطبيقات التي تسيطر عليها تزيد من عدد وحجم الخلايا. يتم تنظيم طريقة عمل الجبريلين من خلال تباين محتوى أيونات الكالسيوم في الأنسجة.

يتم تنشيط هذه الهرمونات النباتية وتوليد الاستجابات الفسيولوجية والمورفولوجية بتركيزات منخفضة للغاية في الأنسجة النباتية. على المستوى الخلوي ، من الضروري أن تكون جميع العناصر المعنية موجودة وقابلة للتطبيق حتى يحدث التغيير..

تمت دراسة آلية عمل جبريلين على عملية إنبات ونمو الجنين في بذور الشعير (حشد الفرج). في الواقع ، تم التحقق من الوظيفة الكيميائية الحيوية والفسيولوجية للجبريلين على التغييرات التي تحدث في هذه العملية.

تحتوي بذور الشعير على طبقة من الخلايا الغنية بالبروتين الموجودة تحت الفرس ، وتسمى طبقة الشجرة. في بداية عملية الإنبات ، يقوم الجنين بإطلاق جيبريلينات تعمل على طبقة الأليورون التي تولد كلا الإنزيمات المائية..

في هذه الآلية ، يعد α-amylase ، المسؤول عن كشف النشا إلى سكريات ، هو الإنزيم الرئيسي الذي تم تصنيعه. وقد أظهرت الدراسات أن السكريات تتشكل فقط عندما تكون طبقة الأليورون موجودة.

لذلك ، فإن α-amylase الذي نشأ في طبقة الأليورون هو المسؤول عن تحويل النشا الاحتياطي إلى السويداء الأميلي. بهذه الطريقة ، يتم استخدام السكريات والأحماض الأمينية التي يطلقها الجنين وفقًا لمتطلباته الفسيولوجية.

من المفترض أن gibberellins تنشيط بعض الجينات التي تعمل على جزيئات mRNA المسؤولة عن توليف ألفا الأميليز. على الرغم من أنه لم يتم التحقق بعد من أن هرمون الفيتو يعمل على الجين ، فإن وجوده ضروري لتخليق الحمض النووي الريبي (RNA) وتكوين إنزيمات.

التخليق الحيوي للجبريلين

Gibberellins عبارة عن مركبات شحمية مستمدة من حلقة gibano تتكون من هيكل tetracyclic ent-giberelane. تتم عملية التخليق الحيوي عبر طريق حمض الميفالونيك ، وهو المسار المعدني الرئيسي لحقيقيات النوى.

يحدث هذا المسار في العصارة الخلوية وفي الشبكة الإندوبلازمية للخلايا النباتية والخميرة والفطريات والبكتيريا والطحالب والبروتوزوا. والنتيجة هي هياكل خماسية الكربون تدعى بيروفوسفات إيزوبنتينيل وبيروفوسفات ثنائي ميثيل أليل المستخدم للحصول على أيزوبرنويدات..

الايزوبرنويدات هي جزيئات المروج للعديد من الجزيئات مثل أنزيمات ، وفيتامين K ، ومن بينها الهرمونات النباتية. على مستوى المصنع ، ينتهي المسار الأيضي عادة في الحصول على GA₁₂-ألدهيد.

تم الحصول على هذا المركب ، تتبع كل أنواع النباتات عمليات مختلفة إلى أن تحقق مجموعة متنوعة من أنواع الجبريل المعروفة. في الواقع ، كل gibberellin يعمل بشكل مستقل أو يتفاعل مع الهرمونات النباتية الأخرى.

تحدث هذه العملية على وجه الحصر في الأنسجة البائسة للأوراق الشابة. ثم ، يتم نقل هذه المواد إلى بقية النبات من خلال اللحاء.

في بعض الأنواع ، يتم تصنيع الجبريلين على مستوى قمة الجذر ، ويتم نقله إلى الساق من خلال اللحاء. وبالمثل ، تحتوي البذور غير الناضجة على نسبة عالية من جبريلين.

الحصول على جبريلين طبيعي

يعتبر تخمير النيتروجين والأملاح الغازية والمعدنية هو الطريقة الطبيعية للحصول على جبريلينات تجارية. كمصدر مكربن ​​، يتم استخدام الجلوكوز والسكروز والدقيق الطبيعي والدهون ، ويتم استخدام الأملاح المعدنية من الفوسفات والمغنيسيوم..

تتطلب العملية من 5 إلى 7 أيام لتخمر فعال. هناك حاجة إلى ظروف تهوية وثابتة ، مع الحفاظ على معدل يتراوح بين 28 درجة مئوية و 32 درجة مئوية ، ودرجة الحموضة 3-3.5.

في الواقع ، يتم تنفيذ عملية الانتعاش من gibberellins من خلال تفكك الكتلة الحيوية من مرق المخمرة. في هذه الحالة ، يحتوي الطاف الخالي من الخلايا على العناصر المستخدمة كمنظم لنمو النبات.

على مستوى المختبر ، يمكن استرداد جزيئات جبريلين من خلال أعمدة استخراج السائل السائل. لهذه التقنية ، يتم استخدام خلات الإيثيل كمذيب عضوي.

في عيبها ، يتم تطبيق راتنجات التبادل الأيوني على طاف ، مما يحقق هطول الأمطار للجبريلين عن طريق شطف التدرج. أخيرًا ، يتم تجفيف الجزيئات وتبلورتها وفقًا لدرجة النقاء المحددة.

في المجال الزراعي ، يتم استخدام جبريلين بدرجة نقاوة تتراوح بين 50 و 70 ٪ ، مختلطة مع عنصر خامل تجاريا. في تقنيات التكاثر الدقيق والمحاصيل في المختبر, يُنصح باستخدام منتجات تجارية بدرجة نقاوة تزيد عن 90٪.

الآثار الفسيولوجية

تطبيق جبريللين بكميات صغيرة يعزز الإجراءات الفسيولوجية المختلفة في النباتات ، من بينها:

• تحريض نمو الأنسجة واستطالة السيقان
• تحفيز الإنبات
• الترويج لوضع الزهور على الفواكه
• تنظيم ازدهار وتنمية الفواكه
• تحول النباتات كل سنتين إلى نباتات سنوية
• تغيير التعبير الجنسي
• قمع التقزم

يعمل التطبيق الخارجي للجبريلين على حالة الأحداث في بعض الهياكل النباتية. القطع أو الحصص المستخدمة في الضرب الخضري ، يمكنك بدء عملية التأصيل بسهولة عندما تظهر شخصيتها الشابة.

على العكس ، إذا كانت الهياكل النباتية تظهر شخصيتها البالغة ، يكون تكوين الجذر لاغياً يسمح تطبيق الجبريلين للنبات بالمرور من حالة الأحداث إلى مرحلة البلوغ ، أو العكس.

هذه الآلية ضرورية عندما تريد أن تبدأ الإزهار في المحاصيل التي لم تكمل مرحلة الأحداث. التجارب على الأنواع الخشبية ، مثل خشب السرو أو الصنوبر أو الطقسوس الشائعة ، قللت من دورات الإنتاج إلى حد كبير.

التطبيقات التجارية

يمكن استكمال متطلبات الساعات الضوئية أو الظروف الباردة في بعض الأنواع بتطبيقات معينة من الجبريلين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن gibberellins تحفيز تشكيل الهياكل الأزهار ، وفي نهاية المطاف تحديد السمات الجنسية للنبات.

في عملية الاثمار ، gibberellins تعزيز نمو وتطور الفواكه. وبالمثل ، فإنها تؤخر شيخوخة الثمار ، وتمنع تدهورها في الشجرة أو تسهم في بعض الوقت من الحياة المفيدة بمجرد حصادها.

عندما يكون من المرغوب فيه الحصول على ثمار بدون بذور (Partenocarpia) ، فإن التطبيقات المحددة للجبريلين تحفز هذه الظاهرة. ومن الأمثلة العملية إنتاج العنب غير المصنوع من البذور ، والذي على المستوى التجاري أكثر طلبًا من الأنواع التي تحتوي على بذور..

في هذا السياق ، تسمح تطبيقات الجبرلين في البذور في حالة الخمول بتنشيط العمليات الفسيولوجية والخروج من هذه الحالة. في الحقيقة ، إن الجرعة الكافية تنشط الإنزيمات المائية التي تؤدي إلى تحطيم النشا في السكر ، مما يساعد على نمو الجنين..

في مجال التكنولوجيا الحيوية ، يتم استخدام جبريلين لتجديد الأنسجة في المحاصيل في المختبر من explants خالية من مسببات الأمراض. وبالمثل ، تحفز تطبيقات الجبرلين في النباتات الأم نموها ، مما يسهل استخراج القردة السليمة على مستوى المختبر.

على المستوى التجاري ، تطبيقات الجبريلين في زراعة قصب السكر (سحار منبسط) السماح بزيادة إنتاج السكر. في هذا الصدد ، فإن هذه الهرمونات النباتية تحفز على استطالة الأوردة الداخلية حيث يتم إنتاج السكروز وتخزينه ، وبهذه الطريقة يكون حجم أكبر من السكر أكبر تراكم السكر.

مراجع

1. تطبيق الهرمونات النباتية (2016) البستنة. تعافى في: horticultivos.com
2. Azcón-Bieto Joaquín و Talón Manuel (2008) أساسيات فسيولوجيا النبات. مولودية جراو هيل ، الطبعة الثانية. ISBN: 978-84-481-9293-8.
3. Cerezo Martínez Jorge (2017) فسيولوجيا النبات. الموضوع X. Gibberellins. جامعة البوليتكنيك في قرطاجنة. 7 ص.
4. Delgado Arrieta G. و Domenech López F. (2016) Gibberelin. العلوم الفنية الفصل 4.27 ، 4 ص.
5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. تم الاسترجاع من: euita.upv.es
6. ويفر روبرت ج. (1976) المنظمون لنمو النباتات في الزراعة. جامعة كاليفورنيا ، ديفيس. افتتاحية التحرير. ISBN: 9682404312.