The asid gibberellic adalah hormon tumbuhan berdasarkan sumber dan semua tumbuh-tumbuhan vaskular (di atas). Ia bertanggungjawab mengatur pertumbuhan dan perkembangan semua organ sayur-sayuran.
Asid Gibberellic, tergolong dalam kumpulan hormon tumbuhan yang dikenali sebagai "gibberellins". Ia adalah sebatian kimia kedua yang diklasifikasikan sebagai hormon tumbuhan (bahan yang mempromosikan pertumbuhan) dan, bersama-sama, giberelin adalah salah satu fitohormon yang paling banyak dikaji di bidang fisiologi tumbuhan.
Struktur kimia asid Gibberellic (Sumber: dibuat oleh Minutemen menggunakan BKchem 0.12 melalui Wikimedia Commons)
Gibberellins (atau asid giberelat) pertama kali diasingkan pada tahun 1926 oleh saintis Jepun Eiichi Kurosawa dari kulat Gibberella fujikuroi. G. fujikuroi adalah patogen yang bertanggungjawab untuk penyakit "tanaman bisu", yang menyebabkan pemanjangan batang berlebihan pada tanaman padi.
Walau bagaimanapun, tidak sampai awal tahun 1950-an struktur kimia asid giberelik dijelaskan. Tidak lama kemudian, banyak sebatian dengan struktur serupa dikenal pasti, yang menyatakan bahawa mereka adalah produk endogen dari organisma tumbuhan.
Asid Gibberellic mempunyai banyak kesan terhadap metabolisme tanaman, contohnya ialah pemanjangan batang, perkembangan berbunga dan pengaktifan tindak balas asimilasi nutrien pada biji.
Pada masa ini, lebih daripada 136 sebatian "seperti gibberellin" telah diklasifikasikan, sama ada endogen pada tumbuhan, yang berasal dari mikroorganisma eksogen, atau dihasilkan secara sintetik di makmal.
ciri
Di hampir semua buku teks, asid giberelat atau giberelin disingkat dengan huruf GA, A3, atau Gas dan istilah "asid giberelat" dan "giberelin" sering digunakan tanpa membezakan.
Asid Gibberellic, dalam bentuk GA1nya, memiliki formula molekul C19H22O6 dan didistribusikan secara universal di semua organisma kerajaan tumbuhan. Bentuk hormon ini aktif di semua tanaman dan mengambil bahagian dalam peraturan pertumbuhan.
Secara kimia, asid giberel mempunyai kerangka yang terdiri daripada 19 hingga 20 atom karbon. Mereka adalah sebatian yang terdiri dari sekelompok asid tetpisiklik asam dan cincin yang membentuk struktur pusat sebatian ini adalah ent -giberelane.
Asid Gibberellic disintesis di pelbagai bahagian tanaman. Walau bagaimanapun, telah dikesan bahawa dalam embrio biji dan di jaringan meristematik mereka dihasilkan dalam kuantiti yang jauh lebih besar daripada organ lain.
Lebih daripada 100 sebatian yang diklasifikasikan sebagai giberelin tidak mempunyai kesan sebagai fitohormon per se, tetapi merupakan prekursor biosintetik sebatian aktif. Sebaliknya, yang lain adalah metabolit sekunder yang tidak diaktifkan oleh beberapa jalur metabolik selular.
Ciri umum asid giberelik yang aktif secara hormon adalah kehadiran kumpulan hidroksil pada atom karbonnya pada kedudukan 3β, sebagai tambahan kepada kumpulan karboksil pada karbon 6 dan γ-lakton antara atom karbon 4 dan 10.
Sintesis
Laluan sintesis asid giberelik berkongsi banyak langkah dengan sintesis sebatian terpenoid lain dalam tumbuhan, dan langkah-langkah telah dijumpai yang dikongsi dengan laluan pengeluaran terpenoid pada haiwan.
Sel tumbuhan mempunyai dua jalur metabolik yang berbeza untuk memulakan biosintesis gibberellin: jalur mevalonat (di sitosol) dan jalur fosfat metilerythritol (dalam plastid).
Pada langkah pertama kedua-dua laluan, geranylgeranyl pyrophosphate disintesis, yang bertindak sebagai rangka pendahuluan untuk pengeluaran diterpenes gibberellin.
Laluan yang paling banyak menyumbang kepada pembentukan gibberellins berlaku pada plastid, melalui jalur metilerythritol fosfat. Sumbangan laluan sitosolik mevalonat tidak begitu ketara seperti plastid.
Bagaimana dengan geranylgeranyl pirofosfat?
Dalam sintesis asid giberelat, dari geranylgeranyl pirofosfat, tiga jenis enzim turut serta: terpena sintase (siklase), sitokrom P450 monooxygenases dan dioksigenase yang bergantung pada 2-oxoglutarate.
Cyochrome P450 monooxygenases adalah antara yang paling penting semasa proses sintesis.
Enzim ent -copalyl diphosphate synthase dan ent -kaurene synthase memangkinkan transformasi metilerythritol fosfat menjadi ent -kaurene. Akhirnya, monooksigenase sitokrom P450 dalam plastid mengoksidakan ent -kauren, mengubahnya menjadi gibberellin.
Jalur metabolisme sintesis giberelin pada tanaman yang lebih tinggi sangat terpelihara, namun, metabolisme sebatian ini sangat berbeza antara spesies yang berbeza dan bahkan antara tisu tumbuhan yang sama.
ciri-ciri
Asid Gibberellic terlibat dalam pelbagai proses fisiologi pada tumbuhan, terutama dalam aspek yang berkaitan dengan pertumbuhan.
Beberapa eksperimen kejuruteraan genetik berdasarkan reka bentuk mutan genetik di mana gen yang mengekodkan asid giberelik "dihapuskan" telah memungkinkan untuk menentukan bahawa ketiadaan fitohormon ini mengakibatkan tanaman kerdil, separuh dari ukuran tanaman normal.
Kesan ketiadaan asid giberel pada tanaman barli (Sumber: CSIRO melalui Wikimedia Commons)
Begitu juga, eksperimen yang sama menunjukkan bahawa mutan untuk asid giberelik menunjukkan kelewatan dalam pertumbuhan vegetatif dan pembiakan (pengembangan bunga). Selanjutnya, walaupun alasannya belum dapat ditentukan dengan pasti, jumlah RNA utusan keseluruhan yang lebih rendah telah diperhatikan dalam tisu tumbuhan mutan.
Giberelin juga berpartisipasi dalam pengendalian fotoperiodik pemanjangan batang, yang telah ditunjukkan dengan penerapan giberelin eksogen dan induksi masa operasi.
Oleh kerana gibberellin berkaitan dengan pengaktifan mobilisasi dan degradasi bahan-bahan cadangan yang terkandung dalam biji, salah satu fungsi yang paling sering disebut dalam bibliografi adalah penyertaannya dalam mempromosikan percambahan biji benih banyak spesies tumbuhan .
Asid Gibberellic juga terlibat dalam fungsi lain seperti pemendekan kitaran sel, kepanjangan, kelenturan, dan penyisipan mikrotubulus ke dinding sel sel tumbuhan.
Aplikasi dalam industri
Gibberellin dieksploitasi secara meluas dalam industri, terutama dari segi agronomi.
Aplikasi eksogennya adalah amalan biasa untuk mencapai hasil yang lebih baik dari tanaman yang berbeza dengan kepentingan komersial. Ia sangat berguna untuk tanaman dengan dedaunan dalam jumlah besar dan diketahui menyumbang kepada peningkatan penyerapan nutrien dan asimilasi.
Rujukan
- Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Fisiologi dan perkembangan tumbuhan.
- Pessarakli, M. (2014). Buku panduan fisiologi tanaman dan tanaman. CRC Press.
- Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Asas fisiologi tumbuhan (No. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
- Buchanan, BB, Gruissem, W., & Jones, RL (Eds.). (2015). Biokimia dan biologi molekul tumbuhan. John Wiley & Anak.
- Lemon, J., Clarke, G., & Wallace, A. (2017). Adakah aplikasi asid giberelat merupakan alat yang berguna untuk meningkatkan pengeluaran oat? Dalam »Doing More with Less», Prosiding Persidangan Agronomi Australia ke-18 2017, Ballarat, Victoria, Australia, 24-28 September 2017 (hlm. 1-4). Persatuan Agronomi Australia Inc.
- BRIAN, PW (1958). Asid Gibberellic: Hormon tumbuhan baru yang mengawal pertumbuhan dan berbunga. Jurnal Persatuan Seni Diraja, 106 (5022), 425-441.