Гиббереллин что это такое

Гиббереллины

Гиббереллины — группа гормонов растений, регулирующих рост и разнообразные процессы развития такие как: удлинение стебля, прорастание семян, цветение, проявление пола. Кроме того гиббереллины посредствам DELLA белков участвуют в ответах на разнообразные стрессоры (засоление, затопление).

Содержание

Химическая структура и классификация

В отличие от ауксинов, критерием отнесения вещества к группе гиббереллинов является скорее соответствие определенной химической структуре нежели наличие биологической активности. У растений, грибов и бактерий найдено 136 различных, близких по строению, веществ, относимых к группе гиббереллинов. Таким образом, гиббереллины – самый обширный класс фитогормонов. Гиббереллины представляют собой производные энт-гиберреллана и являются дитерпеноидами, однако предшественником биосинтеза служит энт-каурен. Гиббереллины могут иметь тетра- или пентациклическую структуру (дополнительное пятичленное лактонное кольцо) и соответственно содержат 20 (C₂₀-гиббереллины, например ГК₁₂) или 19 (C₁₉-гиббереллины) атомов углерода. Большинство гиббереллинов – кислоты и поэтому принято обозначние ГК (гибберелловая кислота) с индексом означающим порядок открытия, например ГК₁, ГК₃. Индекс никаким образом не отражает близость химической структуры или положения в метаболических путях. Несмотря на многообразие гиббереллинов значительной биологической активностью обладает несколько соединений (ГК₄, ГК₁, ГК₇, ГК₃), остальные являются предшественниками биосинтеза или неактивными формами. В экспериментальной работе наиболее часто используется ГК₃. Гиббереллины неустойчивы и быстро разрушаются в кислой или щелочной среде.

История открытия

Гиббереллины открыты японским учёным Е. Куросава (1926) при исследовании болезни риса (чрезмерном его росте), вызываемой грибом Gibberella fujikuroi Sow. В 1935 японский учёный Т. Ябута выделил гиббереллины из этого гриба в кристаллическом виде и дал им существующее название.

Содержание в растениях

У высших растений наиболее богаты гиббереллинами быстрорастущие ткани; они содержатся в незрелых семенах и плодах, проростках, развёртывающихся семядолях и листьях.

Биохимия гиббереллинов

Гиббереллины — компоненты системы, регулирующей рост растений.

Применение

Гиббереллины применяют в практике растениеводства для повышения выхода волокна конопли и льна, для увеличения размеров ягод у бессемянных сортов винограда, для повышения урожайности трав, стимуляции прорастания семян (обработка гиббереллинами нарушает состояние покоя тканей и оказывает стратифицирующее действие на семена; при естественном выходе семян из состояния покоя содержание эндогенных гиббереллинов повышается) и др. Так как гиббереллины вызывают резкое ускорение роста зелёной массы растений, применение их должно сопровождаться усилением питания растений.

Для ускоренного созревания томатов, черешни, яблок, а также для предотвращения вылегания злаковых культур, используют обработки растений веществами-ретардантами, тормозящими действие гиббереллинов, например, 2-хлорэтилфосфоновой кислотой (этефоном).

Получение

Гиббереллины получают главным образом микробиологическим способом из продуктов жизнедеятельности грибов рода Fusarium.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Гиббереллины» в других словарях:

Гиббереллины — вещества, играющие в фитоценозах роль биолинов, стимулирующих рост и развитие растений. Содержатся в некоторых низших растениях (например, в грибах рода Gibberella). Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской… … Экологический словарь

ГИББЕРЕЛЛИНЫ — ГИББЕРЕЛЛИНЫ, вещества органического происхождения (ГОРМОНЫ), содержащиеся в растениях, которые Стимулируют деление клетки, удлинение стебля, преодоление спячки (состояния покоя) растений и семян (которому дает начало выработка энзимов,… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГИББЕРЕЛЛИНЫ — группа гормонов растений (фитогормонов). Стимулируют рост и развитие растений, способствуют прорастанию семян. По химической природе дитерпеновые полициклические кислоты; известно св. 60 гиббереллинов, основа гибберелловая кислота. Образуются… … Большой Энциклопедический словарь

ГИББЕРЕЛЛИНЫ — гормоны растений из группы дитерпеноидных к т. Обозначаются ГА1, ГА2, ГА3 (в последовательности выделения и установления строения). Обладая одинаковым молекулярным скелетом, Г. отличаются друг от друга по типу, числу и расположению функц. групп.… … Биологический энциклопедический словарь

гиббереллины — ростовые вещества растений, стимулирующие прорастание семян, рост и растяжение клеток. Известно более 60 различных Г. (дитерпеновые полициклические кислоты). Помимо растений, образуются многими микроорганизмами. Первый Г. (гибберелловая кислота)… … Словарь микробиологии

гиббереллины — группа гормонов растений (фитогормонов). Стимулируют рост и развитие растений, способствуют прорастанию семян. По химической природе дитерпеновые полициклические кислоты; известно свыше 60 гиббереллинов, основная гибберелловая кислота.… … Энциклопедический словарь

Гиббереллины — ростовые вещества растений. Известно 27 Г.; все они принадлежат к тетрациклическим дитерпеноидам и являются карбоновыми кислотами. Основной структурной единицей Г. считается гиббереллин ГК9 (I); остальные Г. рассматриваются как его… … Большая советская энциклопедия

Гиббереллины — мн. Вещества, стимулирующие рост и развитие растений. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

ГИББЕРЕЛЛИНЫ — группа прир. регуляторов роста растений (фитогормонов). Стимулируют деление клеток, рост стебля, ускоряют цветение, задерживают старение листьев и плодов благодаря активированию синтеза нуклеиновых к т и белков. По хим. природе Г. тетрациклич.… … Химическая энциклопедия

Источник

Гиббереллин: определение, функция, структура и использование

Определение гиббереллина

Гиббереллин это тип растение и грибковые гормон, Хотя его роль в развитии грибов не так ясно понята, он был тщательно изучен на растениях. Гиббереллин является одной из 5 основных групп гормоны растений другими являются ауксины, цитокинины, этилен и абсцизовая кислота.

Гиббереллин был первоначально очищен и идентифицирован японскими учеными, изучавшими грибковое заболевание риса в 1930-х годах. К концу десятилетия они извлекли гиббереллин из гриба, поражающего посевы риса. При применении извлеченного гиббереллина решение к здоровым культурам они заметили, что это имело тот же эффект. Дальнейшие испытания в Соединенных Штатах в 1940-х и 50-х годах выявили еще много функций гиббереллина. Гиббереллин обладает способностью преодолевать покой в ​​семенах, увеличивать длину клеток и стимулировать деление, и даже играет гормональную и сигнальную роль в процессах плодоношения и старения.

Функция Гиббереллина

Прорастание семян

Спящее семя является сухим, и, таким образом, метаболическая активность может быть незначительной или практически отсутствует. Это позволяет семени оставаться в состоянии покоя в течение длительного периода времени. Большинство семян, пережив зиму, весной подвергаются воздействию дождя. Эта вода насыщает семена и позволяет возобновить обменные процессы. Гиббереллин является важным гормоном в этом процессе.

Как эмбрион начинает расти, ему нужен доступ к большему количеству энергии. Эмбрион высвобождает молекулы гиббереллина, которые попадают в алейроновый слой, который окружает эндосперм. Эндосперм – это большая масса клеток, в которых хранятся крахмал, жиры и белки для развивающегося эмбриона. Слой алейрона, получив сигнал от молекул гиббереллина, начинает продуцировать ферменты для расщепления эндосперма и обеспечения питательными веществами растущего эмбриона.

Молекулы гиббереллина действуют по нескольким путям, большинство из которых увеличивают ДНК транскрипция для определенных генов, которые производят необходимые ферменты. Слой алейрона высвобождает ферменты амилазы, которые превращают молекулы крахмала в глюкозу. Глюкоза является основным источником энергии для растущего эмбриона, и она еще не проросла, поэтому она не может производить глюкозу через фотосинтез, Молекулы гиббереллина также стимулируют выработку и высвобождение протеаз, предназначенных для расщепления белков в аминокислоты и липазы, которые расщепляют молекулы липидов, такие как жиры и масла. Вместе эти ферменты переваривают эндосперм и позволяют эмбриону быстро расти.

Удлинение стержня и другие функции

Как только растение проросло поверхность почвы, эндосперма уже давно нет. Растение теперь должно полагаться на фотосинтез в пищу. Однако роль гиббереллина не останавливается на семени. Гиббереллин отвечает за многие аспекты развития растений. Кроме того, растения производят много форм молекул гиббереллина, которые действуют на разные части растения. На изображении ниже вы можете увидеть эффекты конкретного гиббереллина, примененного к растению.

В № 1 гиббереллин не применялся. На растения 2 и 3 применяли гиббереллины, причем растение 3 получало наибольшую дозу. Гиббереллин здесь побуждает растения увеличивать длину междоузлия или длину между листьями. У многих растений регуляция гиббереллина является важным естественным процессом, который регулирует их высоту благодаря этому процессу. На клеточном уровне гиббереллин влияет на баланс белков. При этом он поощряет клетка рост и удлинение в стеблях и между узлами.

В некоторых вид растения гиббереллин участвует во многих других процессах. К ним относятся цветение, плодоношение и старение, или естественная гибель листьев и других частей растения. Интересно, что на многие гены, которые регулируют и регулируют уровни гиббереллина, влияет температура. Таким образом, когда температура изменяется во время сезонных изменений, растения реагируют на это, когда уровни гиббереллина изменяются. Это запускает многие процессы, такие как цветение и плодоношение.

Молекулы гиббереллина участвуют и взаимодействуют с другими растительными гормонами. ауксин Уровень, например, напрямую связан с уровнем гиббереллина, и оба дополняют друг друга. Этилен, с другой стороны, имеет тенденцию ухудшать уровни гиббереллина. Растения используют эти гормоны, которые реагируют на различные входы, чтобы сбалансировать и реагировать на входы из окружающей среды. Эти входные сигналы сигнализируют о различных условиях окружающей среды, которыми завод стремится воспользоваться.

Структура гиббереллина

Молекулы гиббереллина разных типов синтезируются во многих разных частях растения. В настоящее время существует более 100 уникально идентифицируемых молекул гиббереллина. Эти молекулы синтезируются во многих клетках растения, но имеют тенденцию концентрироваться в корнях. Это отличается от ауксина, который имеет тенденцию концентрироваться на вершине.

Гиббереллин представляет собой дитерпеноид, который является широко известным и широко представленным молекула в биохимия, Он составляет основу таких молекул, как витамин А и витамин Е. Ниже представлен гиббереллин А1, который был первым идентифицированным гиббереллином.

Другие гиббереллины имеют такую ​​же основную структуру, но имеют различные боковые группы. Эти группы влияют на то, где и как действует гиббереллин, и именно поэтому гиббереллин может иметь так много разнообразных и уникальных функций в разных тканях.

Коммерческое использование гиббереллина

Например, виноград без косточек с трудом становится очень большим без применения гиббереллина. Молекулы гиббереллина обычно распыляются на виноградные лозы, где они увеличивают количество воды и сахара, хранящихся в каждом фрукте. Это отлично подходит для виноградников и виноградарей, которые могут значительно увеличить свой урожай.

Интересно, что еще одно применение гиббереллина заключается в удалении его из растений. Полударфийский рис, вид, который растет быстро и эффективно, был разработан путем отбора штаммов, у которых были уничтожены генетические коды для получения молекул гиббереллина. Это эффективно сделало растения дефицитными гиббереллина и значительно уменьшило их высоту. Хотя это может показаться плохим, рис на самом деле растет намного быстрее и производит такое же количество риса. Еще одно использование гиббереллина включает использование его на цветках огурца, где он продвигает все мужские цветы. Это позволяет фермерам получить Цветочная пыльца желаемого сорт, для использования в гибридизации с другими сортами. Слаборазвитое, но интересное применение гиббереллина заключается в устранении требования холода к цветам. Как правило, холодное заклинание требуется для стимулирования производства гиббереллина на заводе. Благодаря непосредственному распылению гормона этого процесса можно избежать, и декоративные растения будут цвести напрямую.

викторина

1. Фермер выращивает два растения томата. Один он позволяет расти естественно, только регулярно его поливая. Другое растение он дополняет гиббереллином. Что из следующего НЕ является возможным результатом?A. Растение гиббереллин будет вышеB. Листья растения гиббереллина будут намного крупнее обычного растенияC. Растение гиббереллин может погибнуть

Ответ на вопрос № 1

В верно. Гиббереллин является сложным гормоном. Это, вероятно, сделает растение более высоким за счет клеточного удлинения, но также может привести к гибели растения, если его будет слишком много. Гиббереллин обычно не влияет на размер листьев.

2. Ученый испытывает гиббереллин на некоторых семенах. Одна партия семян оставлена ​​в качестве контроля, без обработки. Другая партия опрыскивается концентрированной обработкой гиббереллином. Каков ожидаемый результат?A. Контрольные семена будут прорастать меньше и медленнееB. Обе группы прорастут, но семена гиббереллина будут более крупными растениямиC. Ни одна группа не прорастет, но по разным причинам

Ответ на вопрос № 2

верно. Гиббереллин, на этой стадии развития растений, быстро помогает разрушить эндосперм и дает мощный импульс для рассады. Если ученый не будет продолжать применять гиббереллин, вполне вероятно, что саженцы станут нормальными растениями после того, как они прорастут.

3. Когда вы «зажимаете почку» растения или отрываете осевую почку, производство ауксина в верхней части растения прекращается, и уровень ауксина падает. Это также снижает уровень гиббереллина. Какую пользу это дает травмированному растению?A. Рост останавливается, позволяя на ремонтB. Нет преимуществC. Это увеличивает рост междоузлия

Ответ на вопрос № 3

верно. В этом случае растению необходимо устранить повреждения и разработать новый бутон. Гиббереллин отвечает за рост стебля. Пока почка не установлена, направления роста нет, и любое удлинение ствола будет бессмысленным и потреблять энергию без необходимости. Когда создается новый бутон, уровни ауксина и гиббереллина повышаются, и растение продолжает расти.

Источник

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА

Гиббереллины

Автор Чергинцев Д. А.

Многие открытия делаются при попытках решить какую-либо проблему вполне бытового характера. Подобная история и привела к обнаружению гиббереллинов. В Японии довольно широко распространено заболевание риса, называемое баканоэ, что означает «бешеный рис». Больные растения имеют аномально длинные и тонкие побеги, склонные к полеганию из-за слабо развитых механических тканей. При этом зерна на растениях практически не бывает. Болезнь стали активно изучать, и в 1926 Эйичи Куросава выделил ее возбудителя, которым оказался гриб Fusarium monoliforme (ранее Gibberella fujikuroi). Из этого патогена было получено стимулирующее рост риса вещество, которое и назвали гиббереллином. Позднее была установлена его структурная формула, представляющая собой гиббереллиновую кислоту ГК₃ (номер отражает порядок открытия).

Основные места синтеза гиббереллинов – молодые листья и листовые примордии, но они также могут синтезироваться и в корнях. По типу пути биосинтеза гиббереллины относятся к дитерпеноидам. Их образование проходит в трех различных компартментах клеток растений под влиянием различных факторов, таких как ауксин и сигналы от фитохромов. Несколько начальных этапов синтеза являются одинаковыми для всего дитерпеноидного ряда веществ. В пластидах происходит конденсация четырех изопреновых (изопентинилпирфосфат, диметиаллилпирофосфат) фрагментов с образованием типичной дитерпеноидной структуры, которая в дальнейшем претерпевает циклизацию с образованием энт-каурена, имеющего общий для всей группы гиббановый скелет. Энт-каурен выходит из пластиды и направляется к ЭПР, на мембране которого проходит несколько этапов окисления. Дальнейшее окисление и преобразование промежуточного продукта в разнообразные гиббереллиновые формы, в том числе, ГК₁ и ГК_4, происходит в цитоплазме.

Гиббереллины – это самый многочисленный класс растительных гормонов, их известно более сотни. Существуют как активные, так и неактивные формы, функции которых до сих пор неизвестны. При этом в разных растениях могут быть активны различные молекулы, а в одном растении может быть найден не один десяток гиббереллиноподобных веществ, но активным среди них будет только одно. Главными и наиболее распространенными природными гиббереллинами являются ГК1 и ГК4.

Эффекты гиббереллинов довольно схожи с эффектами ауксинов, однако есть и различия.

Механизмы удлинения междоузлий пока в основном остаются неясными. Известно, что гиббереллины способны, как и ауксины, запускать образование фермента (ксилоглюканэндотрансгликозилаза), расщепляющего сшивочные глюканы клеточной стенки, но без закисления среды.

Источник

Инструкция по применению Гиббереллина для обработки растений

Гиббереллин — это уникальный гормон, который впервые был выведен из паразитического грибка рода фузариум. Этот препарат активно используется в период предпосевной обработки семян, а также для повышения качества и количества урожая винограда, томатов, плодовых деревьев. Его активные вещества ускоряют обменные процессы в тканях зародившегося корешка, что провоцирует его активный рост.

Свойства и применение препарата

Гиббереллин влияет на морфогенез растений вместе с Ауксином, благодаря чему быстро концентрируется в растущих организмах: созревающих плодах и семенах, проростках, гипокотиле, семядольных и разворачивающихся листьях. Специалисты утверждают, что Ауксин — это своеобразные гормоны бодрости, а вот Гиббереллин — гормон молодости. По соотношению доступности и эффективности для частных хозяйств наиболее выгодным стимулятором роста считается гиббереллиновая кислота. В продаже сегодня можно встретить различные смеси этого препарата, которые используются в садоводстве и виноградарстве.

Спектр действия гиббереллина на растения достаточно широк. В первую очередь гормон используется для регулировки цветения и формирования здоровых плодов. Помимо этого, Гиббереллин — это активное средство, сила действия которого сравнима только с Гетероауксином. Именно поэтому многофункциональность и высокая результативность этого гормона, активно используется в следующих целях:

Обработка виноградников

Из всех имеющихся культур самым отзывчивым на воздействие гормона роста считается именно виноград. Но даже в этом случае важно отметить, что применение Гиббереллина на винограде целесообразно только в благоприятных условиях, ведь препарат не может возместить недостаток тёплых и солнечных дней, большой избыток влаги или исправить имеющиеся технологические ошибки в агротехнике. Помимо этого, специалисты не рекомендуют использовать гормон роста для винных сортов, так как итоговый вкус будут просто испорчен также не стоит опрыскивать Изабеллу и ближайшие к ней сорта винограда.

Идеальным вариантом считаются кишмишные сорта, которые отлично реагируют на своевременную обработку препаратом. Оптимальная дозировка раствора и кратность опрыскиваний для полиплоидных, диплоидных, европейских и американских сортов имеют совершенно индивидуальные показатели. Поэтому прежде чем приступить к опрыскиванию, внимательно изучите все особенности выращиваемого сорта винограда.

Качественная обработка виноградных кустов гормоном роста в благоприятные для этой культуры годы помогает улучшить товарность кистей (они получаются более плотными, где преобладают партенокарпические ягоды). Показатель урожайности увеличивается более чем на 80%, при этом истощения растения не происходит.

На сегодняшний день специалистами одобрено две основные стратегии обработки винограда гиббереллином:

По европейскому методу первое опрыскивание гормоном роста применяют только тогда, когда виноградники зацвели на 50%, а вот повторная обработка — в период активного формирования завязей.

Японо-китайский метод рекомендует проводить первую обработку за неделю до цветения растений, а вторую — через 7 дней после него.

Но как опытным, так и начинающим виноградарям важно помнить, что все вышеперечисленные рекомендации эффективны только в том случае, если сорт винограда районирован к месту возделывания. В противном случае оптимальная схема обработки обязательно должна соответствовать месту селекции.

Стандартная схема использования гормона

Командой специалистов МОИП при МГУ было установлено, что для винограда с косточкой лучше всего использовать следующую схему обработки Гиббереллином:

Для винограда без семян действует следующая схема:

Работа с цитрусовыми, фруктовыми, овощными культурами

Благодаря препарату Гиббереллин существенно увеличивается итоговое количество урожая, улучшаются вкусовые свойства плодов, стабилизируется плодоношение. Обрабатывать такие растения необходимо ещё до того, как появятся первые бутоны, или же в период, когда плод будет иметь характерную зелёную окраску. Расход раствора: на 1 кв. м. уходит в среднем 30 мг препарата. Обработку нужно проводить 1 или 2 раза в сезон, но не больше.

К препаратам гиббереллиновой группы относится препарат Гибберсиб. В инструкции по применению указано, что он способствует образованию завязей и предотвращает их опадание, в несколько раз повышает урожайность. Саженцы томатов следует обрабатывать ещё до высадки в открытый грунт (примерно за 10 дней). Стандартный расход на 1 кв. м составляет 40 мг препарата. За один сезон можно обработать овощные культуры не более одного раза. Универсальность и эффективность этого препарата позволяет добиться большого и качественного урожая, что очень важно для аграриев и дачников.

В зависимости от культуры подбирается наиболее подходящая дозировка рабочего раствора:

Для обработки клубники Гиббереллин лучше не использовать. Конечно, валовой сбор урожая возрастёт, но ягоды при этом становятся мелкими и теряют свой вкус. Помимо этого, растение становится более чувствительным к заболеваниям и различным вредителям.

Гиббереллин для яблонь даёт более высокий урожай и хорошую лежкость плодов, но при условии правильной агрикультуры. Использовать регулятор роста нужно 3 раза: вначале бутонизации, перед распусканием цветков и после формирования завязей.

Варианты обработки растений

В инструкции по применению препарата на винограде и других культурах сказано, что существует несколько вариантов обработки растений:

Выбор того или иного варианта обработки зависит исключительно от личных предпочтений. Но самым большим спросом пользуются: обмакивание, опрыскивание и пластырь.

Самостоятельное изготовление гормонального пластыря

Такой метод воздействия на растения впервые был придуман в Симферополе. Благодаря своей практичности и эффективности он сразу завоевал доверие среди виноградарей. Этот способ позволяет экономично расходовать стимулятор Гиббереллин, а также сократить временные затраты на обработку растений.

Чтобы самостоятельно изготовить такой пластырь вам понадобиться самый обычный медицинский лейкопластырь, спиртовой раствор Гиббереллина, сахароза (из расчёта 1 гр на 1 г препарата). В спиртовой раствор вводится сахароза, которая выступает в качестве переносчика молекул роста в клетки растения. Только после того, как раствор приобрёл однородную структуру им нужно пропитать пластырь. Готовое изделие просто приклеивается на гребненожку кисти. Такой способ предотвращает передозировку препаратом, которая могла бы нести фатальные последствия для всего растения.

Преимущества регулятора роста

На сегодняшний день Гиббереллин наиболее востребован для обработки винограда и других культур, благодаря наличию весомых преимуществ:

Препарат не несёт опасности для людей и животных, его использование не загрязняет окружающую среду. Главная цель использования регулятора роста Гиббереллина — направить определённый сигнал растению, спровоцировав его стремительный рост таким образом, чтобы улучшить количественные и качественные показатели урожая. Чтобы добиться хорошего результата, нужно тщательно изучить влияние этого препарата на виноград и другие культуры. Благодаря этому не только дачники, но и крупные аграрии смогут получить большой урожай с отличными товарными качествами.

Originally posted 2018-02-18 13:48:35.

Источник