ジベレリンの種類、機能、作用機作、生合成、応用



の ジベレリン それらは植物ホルモンまたは植物ホルモンであり、高等植物の成長および発達の異なる過程に介入する。事実、それらは茎の成長と伸長、果実の発達と種子の発芽を刺激します。.

その発見は、水稲の異常成長を研究した日本の研究者によって30代半ばになされました。ジベレリンという名前は真菌から来ています ジベレラふんくくろい, 最初に抽出された生物、病気の原因物質 「バカナエ」.

１１２を超えるジベレリンが同定されているが、生理学的活性を示すものは非常に少ない。ジベレリンAのみ3 またはジベレリン酸、およびジベレリンA1, A4 とA7 彼らは商業的に重要です.

これらの植物ホルモンは、葉や茎の細胞分裂を誘導することに加えて、植物の大きさの驚くべき変化を促進します。その外因性の適用の目に見える影響は、細い茎の伸び、より少ない枝および壊れやすい葉です.

索引

  • 1種類
    • 1.1自由形式
    • 1.2共役形式
  • 2つの機能
  • 3動作モード
  • ジベレリンの生合成
  • 5天然ジベレリンを入手する
  • 6生理作用
  • 7商用アプリケーション
  • 8参考文献

タイプ

ジベレリンの構造は、一緒になって4環の分子を形成する5つの炭素イソプレノイドの結合の結果です。その分類は生物学的活性に依存する.

フリーフォーム

基本構造がent-giberelanoであるent-Kaureno由来の物質に対応します。それらはent-カウレン複素環式炭化水素からの酸ジテルペノイドとして分類される。 2種類の自由形式が知られています.

  • 無効： 20個の炭素を提示.
  • アクティブ： 彼らは特定の炭素を失ったので、彼らは19の炭素を提示します。活性は１９個の炭素を有し、３位にヒドロキシル化を示すように調整される。.

共役形式

それらは炭水化物と関連しているそれらのジベレリンです、従ってそれらは生物学的活性を持っていません.

機能

ジベレリンの主な機能は植物構造の成長と伸長の誘導です。伸長を可能にする生理学的メカニズムは細胞レベルでの内因性カルシウム濃度の変化に関連している.

ジベレリンの施用は、特に長日植物（ＰＤＬ）において、様々な種の開花および花序の発達を促進する。フィトクロームと関連して、それらは開花の間、花弁、雄しべまたはカーペットなどの花の構造の分化を刺激する相乗効果を示します。.

その一方で、彼らは休眠状態のまま種子の発芽を引き起こします。事実上、それらは埋蔵量の動員を活性化し、種子中のアミラーゼおよびプロテアーゼの合成を誘導する.

同様に、それらは果実の成長を促進し、花の果実への凝結または変換を刺激する。さらに、彼らは単為結果性を促進し、種子なしで果物を生産するために使用されています.

行動モード

制御された適用は細胞の数およびサイズを増大させるので、ジベレリンは細胞分裂および伸長を促進する。ジベレリンの作用機序は組織中のカルシウムイオン含有量の変動により調節される.

これらの植物ホルモンは活性化されており、植物組織中で非常に低濃度で生理的および形態学的反応を起こします。細胞レベルでは、関与するすべての要素が存在し、変化が起こるために実行可能であることが不可欠です。.

ジベレリンの作用機序は、オオムギ種子における胚の発芽および成長の過程について研究されている。大群の尋常性）実際、ジベレリンの生化学的および生理学的機能は、この過程で起こる変化について検証されています.

オオムギの種子には、発情期の下にタンパク質が豊富な細胞の層があります。これは、糊粉層と呼ばれます。発芽過程の開始時に、胚は両方の加水分解酵素を生成する糊粉層に作用するジベレリンを放出する.

このメカニズムでは、デンプンを糖に展開する原因となるα-アミラーゼが合成される主な酵素です。研究は、アリューロン層が存在するときにのみ糖が形成されることを示した。.

それ故、アリューロン層に由来するα－アミラーゼは、予備澱粉をアミロース胚乳に変換する原因となる。このようにして、放出された糖とアミノ酸はそれらの生理学的要求に従って胚によって使用されます。.

ジベレリンは、α－アミラーゼの合成に関与するｍＲＮＡ分子に作用する特定の遺伝子を活性化すると推定される。植物ホルモンが遺伝子に作用することはまだ確認されていないが、その存在はRNAの合成および酵素の形成に必須である。.

ジベレリンの生合成

ジベレリンは、ent-ジベレラン四環式構造からなるジバノ環から誘導されるテルペノイド化合物である。生合成は真核生物の主な金属経路であるメバロン酸の経路を通して行われます。.

この経路は、サイトゾル内および植物細胞、酵母、真菌、細菌、藻類および原生動物の小胞体内に生じる。その結果、イソプレノイドを得るために使用されるイソペンテニルピロリン酸およびジメチルアリルピロリン酸と呼ばれる５炭素構造が得られる。.

イソプレノイドは、補酵素、ビタミンK、そしてそれらの中で植物ホルモンのような様々な粒子のプロモーター分子です。植物レベルでは、代謝経路は通常GAを得ることで終わります12年-アルデヒド.

この化合物を得て、それぞれの植物種は様々な既知のジベレリンを達成するまで異なる過程をたどる。実際、各ジベレリンは独立して作用するか、他の植物ホルモンと相互作用します。.

このプロセスは若い葉の分裂組織でのみ起こります。それから、これらの物質は師部を通って植物の他の部分に移動します。.

いくつかの種では、ジベレリンは師部を通って茎に転位されて、根の頂点のレベルで合成されます。同様に、未熟種子はジベレリンを高含量で含む.

天然ジベレリンの入手

窒素、炭酸塩および無機塩の発酵は、市販のジベレリンを得るための自然な方法である。炭酸源としては、グルコース、スクロース、天然粉および脂肪が使用され、そしてリン酸塩およびマグネシウムの無機塩が適用される。.

効果的な発酵には5〜7日かかります。平均28〜32℃、pHレベル3〜3.5を維持しながら、攪拌と一定の通気条件が必要.

実際には、ジベレリンの回収プロセスは、発酵ブロスからのバイオマスの解離によって行われる。この場合、無細胞上清は植物成長調整剤として使用される要素を含む。.

実験室レベルでは、ジベレリン粒子は液 - 液抽出カラムのプロセスを通して回収することができる。この技術では、酢酸エチルが有機溶媒として使用されています.

その欠点として、陰イオン交換樹脂が上澄みに適用され、勾配溶離によるジベレリンの沈殿が達成される。最後に、粒子は、確立された純度に従って乾燥および結晶化される。.

農業分野では、ジベレリンは、商業的に不活性な成分と混合された、５０から７０％の間の純度で使用される。マイクロ繁殖と作物の技術では in vitro, 純度90％以上の市販品を使用することをお勧めします。.

生理作用

ジベレリンの少量の適用は植物の様々な生理学的作用を促進します。

  • 組織成長の誘導と茎の伸長
  • 発芽の促進
  • 果物への開花促進
  • 開花の調節と果実の発育
  • 二年生植物の一年生植物への変換
  • 性的表現の変化
  • 小人症の抑制

ジベレリンの外因性の適用はある種の植物構造の幼若状態に作用する。栄養繁殖のために使用される切断または杭は、その若々しい性格が明らかにされたときに容易に発根のプロセスを開始します.

逆に、もし植物の構造がその成虫の特徴を表すならば、根の形成は無効です。ジベレリンの施用は、植物がその幼若状態から成人期へ、またはその逆に移行することを可能にする。.

あなたが彼らの幼若期を完了していない作物で開花を開始したいとき、このメカニズムは不可欠です。ヒノキ、マツ、イチイなどの木本種の経験は生産サイクルをかなり短縮しました.

商用アプリケーション

いくつかの種の光の時間や寒さの条件の要件は、ジベレリンの特定のアプリケーションによって補完することができます。さらに、ジベレリンは花の構造の形成を刺激し、最終的には植物の性的属性を決定します。.

結実過程で、ジベレリンは果実の成長と発達を促進します。同様に、それらは果実の老化を遅らせ、それらが木の中で劣化するのを防ぎ、あるいは一旦収穫されたならば幾らかの有効寿命に貢献する。.

種なしで果実を得ることが望まれる場合（パルテノカルピア）、ジベレリンの特定の用途はこの現象を誘発する。実用的な例は、種なしブドウの生産であり、商業的レベルでは種子を持つ種よりも需要があります。.

これに関連して、休眠状態の種子におけるジベレリンの適用は、生理学的過程を活性化し、そしてこの状態から抜け出すことを可能にする。事実、適量は砂糖の澱粉を分解する加水分解酵素を活性化し、胚の発育を促進します。.

バイオテクノロジー分野では、ジベレリンは作物の組織再生に使用されています in vitro 病原体フリーの外植片同様に、マザー植物へのジベレリンの施用はそれらの成長を刺激し、実験室レベルで健康な頂部の抽出を容易にする。.

商業的レベルでは、サトウキビの栽培におけるジベレリンの応用サッカラム・オフィシナラム）砂糖の生産を増やすことができます。これに関して、これらの植物ホルモンは、スクロースが生成および貯蔵される節間の伸長を誘導し、このようにして、より大きなサイズのより大きな糖の蓄積をもたらす。.

参考文献

  1. 野菜ホルモンの応用（2016）園芸で発見された：horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquin andTalónManuel（2008）「植物生理学の基礎」。 Mc Graw Hill、第2版。 ISBN：978-84-481-9293-8.
  3. CerezoMartínezJ​​orge（2017）植物生理学。トピックXジベレリン。カルタヘナ工科大学。 7 pp.
  4. Delgado Arrieta G.とDomenechLópezF.（2016）Gibberelin。技術科学第4.27章、4ページ.
  5. Phytoregulators（2003）UniversitatPolitècnicadeValència。取得元：euita.upv.es
  6. Weaver Robert J.（1976）「農業における植物の成長の調整者」。カリフォルニア大学デービス校。社説トリラ。 ISBN：9682404312.