Gibberellins

Gibberellins são fitohormônios que regulam os processos de crescimento e desenvolvimento das plantas superiores

O que são Gibberellins?

As Gibberellins São hormônios vegetais, ou fitohormônios, que regulam diferentes processos de crescimento e desenvolvimento das plantas superiores. Estimular o crescimento e o alongamento do caule, o desenvolvimento dos frutos e a germinação de sementes.

Eles foram descobertos por pesquisadores japoneses em meados dos 30 anos, que estudaram o crescimento anormal de plantas de arroz. O nome da linha de bichoster vem do fungo Gibberrella funjikuroi, organismo do qual foi inicialmente extraído, agente causador da doença Bakanae.

Embora mais de 112 giberellins tenham sido identificados, muito poucos expressam atividade fisiológica. Apenas giberellin para₃, o ácido giberélico e giberellins para₁, PARA₄ já₇ Eles têm importância comercial.

Esses fitormônios promovem mudanças surpreendentes no tamanho das plantas, além de induzir a divisão celular em folhas e caules. O efeito visível de sua aplicação externa é o crescimento de hastes finas, menor número de galhos e folhas menos frágeis.

Tipos de giberellins

A estrutura das giberellinas é o resultado da união isoprenóide de cinco carbonos, que juntos formam uma molécula de quatro rings. Sua classificação depende da atividade biológica.

Estrutura química do ácido giberélica

Maneiras livres

Corresponde àquelas substâncias derivadas do Ent-Kaureno, cuja estrutura fundamental é o entc-gibberelano. Eles são classificados como diterpenóides ácidos. Dois tipos de formas livres são conhecidas.

• INATIVO: Eles apresentam 20 carbonos.
• Ativo: Eles apresentam 19 carbonos, já que perderam um carbono específico. A atividade é condicionada a possuir 19 carbonos e apresentar uma hidroxilação na posição 3.

Formas conjugadas

Eles são aqueles giberellins associados a carboidratos, para que não apresentem atividade biológica.

Função da gibeellina

- A principal função das giberellinas é a indução de crescimento e alongamento das estruturas vegetais. O mecanismo fisiológico que permite o alongamento está relacionado às mudanças de concentração endógena de cálcio no nível celular.

- A aplicação de Gibberellins incentiva o desenvolvimento de flores e inflorescências de várias espécies, especialmente em plantas de longo dia (PDL). Associados aos fitocromos, eles têm um efeito sinérgico, estimulando a diferenciação de estruturas florais, como pétalas, estames ou carpelos, durante a floração.

- Eles causam a germinação de sementes que são mantidas em dormência, pois ativam a mobilização de reservas, induzindo a síntese de amilases e proteases nas sementes.

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- Eles favorecem o desenvolvimento de frutas, estimulando a coalhada ou transformação de flores em frutas. Além disso, eles promovem partenocarpia e são usados ​​para produzir frutas sem sementes.

Modo de ação dos giberellins

Gibberellins promove a divisão e o alongamento celular, uma vez que as aplicações controladas aumentam o número e o tamanho das células. O modo de ação das giberellinas é regulado pela variação do conteúdo de íons de cálcio nos tecidos.

Esses fitormônios são ativados e geram respostas fisiológicas e morfológicas a concentrações muito baixas nos tecidos vegetais. No nível celular, é essencial que todos os elementos envolvidos estejam presentes e viáveis ​​para que a mudança ocorra.

O mecanismo de ação das giberellinas foi estudado sobre o processo de germinação e crescimento do embrião em sementes de cevada (Hordeum vulgare). De fato, a função bioquímica e fisiológica das giberellinas nas mudanças que ocorrem nesse processo foi verificada.

As sementes de cevada têm uma camada de células ricas em proteínas sob o Episperma, chamado de camada Aleuroniana. No início do processo de germinação, o embrião libera giterelinas que atuam na camada de aleurons, que gera ao mesmo tempo enzimas hidrolíticas.

Nesse mecanismo, a α-amilase, responsável por desdobrar amido em açúcares, é a principal enzima sintetizada. Estudos mostraram que os açúcares são formados apenas quando a camada de aleurons está presente.

Portanto, a α-amilase originada na camada de Aleuronas é responsável por transformar o amido de reserva no amylaceo endosperm. Dessa maneira, os açúcares e aminoácidos liberados são usados ​​pelo embrião de acordo com seus requisitos fisiológicos.

Presume-se que as giberellinas ativem certos genes que atuam nas moléculas RNM responsáveis ​​por sintetizar a α-amilase. Embora ainda não tenha sido verificado que o fitohormônio atua no gene, sua presença é indispensável para a síntese de RNA e a formação de enzimas.

Biossíntese das giberellins

Gibberellins são compostos terpenóides derivados do anel Gibano composto por uma estrutura tetracíclica ent-gibbereal. A biossíntese é realizada através da rota do ácido mevalônico, que constitui a principal rota metálica dos eucariotos.

Esta rota ocorre no citosol e no retículo endoplasmático de células vegetais, leveduras, fungos, bactérias, algas e protozoários. O resultado são cinco estruturas de carbonos, chamadas isopenil e dimetilililililililililililililililililililililfosfato, pirofosfato, usado na obtenção de isoprenoides.

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Os isoprenóides são as moléculas promoventes de várias partículas, como coenzimas, vitamina K, e entre elas, fitohormônios. No nível da planta, normalmente a via metabólica termina na obtenção do GA₁₂-aldeído.

Obteve este composto, cada espécie de planta segue diferentes processos até a variedade de giberellins conhecidos. De fato, cada linha de fios age de forma independente ou interage com os outros fytromonos.

Este processo ocorre exclusivamente nos tecidos meristemáticos de folhas jovens. Em seguida, essas substâncias são translocadas para o resto da planta através do floema.

Em algumas espécies, as giberelinas são sintetizadas no nível do ápice da raiz, sendo translocadas para o caule através do floema. Além disso, sementes imaturas têm um alto teor de giberellins.

Obtendo giberellinas naturais

A fermentação de nitrogênio, fontes carbonatadas e sais minerais é a maneira natural de obter diabos comerciais. Como fonte carbonatada, glicose, sacarose, farinha natural e gordura é usada e os sais minerais de fosfato e magnésio são aplicados.

O processo requer 5 a 7 dias para fermentação eficaz. As condições constantes de agitação e aeração são necessárias, mantendo uma média de 28 a 32º C e 3-3,5 níveis de pH.

O processo de recuperação de giberelina é realizado através da dissociação de biomassa de caldo fermentado. Nesse caso, o sobrenadante livre de células contém os elementos usados ​​como reguladores de crescimento de plantas.

No nível do laboratório, as partículas de Gibberelin podem ser recuperadas através de um processo de colunas de extração líquido-líquido. Para esta técnica, o acetato de etila é usado como solvente orgânico.

Falhando nisso, as resinas de troca aniônica são aplicadas ao sobrenadante, alcançando a precipitação das giberellinas pela eluição do gradiente. Finalmente, as partículas são secas e cristalizadas de acordo com o grau de pureza estabelecida.

No campo agrícola, as giberellinas são usadas com um grau de pureza entre 50 e 70%, misturado com um ingrediente inerte no nível comercial.

Nas técnicas de micropropagação e culturas Em vitro, Recomenda -se usar produtos comerciais com um grau de pureza superior a 90%.

Efeitos fisiológicos de giberellins

A aplicação de giberellinas em pequenas quantidades promove várias ações fisiológicas em plantas, entre as quais estão:

- Indução do crescimento de tecidos e alongamento das hastes.

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- Estimulação da germinação.

- Promoção de fluxo de flores para frutas.

- Regulação da floração e desenvolvimento das frutas.

- Transformação de plantas semestrais em anual.

- Alteração da expressão sexual.

- Supressão anã.

A aplicação exógena de giberellins age sobre a condição da juventude de certas estruturas vegetais. Estacas ou apostas usadas para multiplicação vegetativa, inicia facilmente o processo de enraizamento quando seu caráter juvenil se manifesta.

Da maneira oposta, se as estruturas vegetais manifestarem seu caráter adulto, a formação de raízes é anulada. A aplicação de Gibberellins permite que a planta passe de sua condição juvenil para o adulto, ou vice -versa.

Esse mecanismo é essencial quando você deseja começar a florescer em culturas que não concluíram sua fase juvenil. Experiências com espécies lenhosas, como ciprestes, pinheiros ou costa comum, conseguiram reduzir consideravelmente os ciclos produtivos.

Aplicações comerciais

- Horas -luz ou condições frias em algumas espécies podem ser fornecidas por aplicações específicas de giberellina.

- Além disso, as giberellinas podem estimular a formação de estruturas florais e, eventualmente, determinar os atributos sexuais da planta.

- No processo de frutificação, Gibberellins promove o crescimento e o desenvolvimento de frutas. Da mesma forma, eles atrasam a senescência dos frutos, impedindo sua deterioração na árvore ou fornecendo alguma vida útil uma vez colhido.

- Quando você deseja obter frutas sem sementes (start -up), aplicações específicas de giberellina induzem esse fenômeno. Um exemplo prático é a produção de uvas sem sementes, que são mais exigidas no nível comercial do que as espécies com sementes.

- As aplicações de gibeellina em sementes em um estado de dormência permitem ativar processos fisiológicos e sair dessa condição. De fato, uma dose adequada ativa as enzimas hidrolíticas que degradam o amido de açúcar, favorecendo o desenvolvimento do embrião.

- No plano biotecnológico, as giberellinas são usadas para regenerar tecidos nas culturas Em vitro de expansão livre de patógenos.

- As aplicações de gibeelina em plantas -mãe estimulam seu crescimento, facilitando a extração de aparadores saudáveis ​​no nível do laboratório.

- Em um nível comercial, as aplicações de Gibberelin no cultivo de cana -de -açúcar (Saccharum officinarum) Deixe aumentar a produção de açúcar. Nesse sentido, esses fytromônios induzem o alongamento das habilidades em que a sacarose é produzida e armazenada, e o maior acúmulo de açúcar de tamanho.

Referências

1. Cerezo Martínez, Jorge. Fisiologia vegetal. Gibberellins. Universidade Politécnica de Cartagena.
2. Delgado Arrieta, G. e Domenech López, f. Gibberellins. Ciências Técnicas.