תוֹכֶן
חומצה גיברית (GA) היא סוג של הורמון החשוב לגדילת הצומח. "המהפכה הירוקה" של החקלאות התרחשה במידה רבה בגלל היישום של חומצה גיבברלית לגידולים. מדענים מגלים את הדרכים הרבות בהן גיבברלינים מסייעים להתפתחות הצמחים, תוך הבחנת השיטות בהן הם מועברים ומסונתזים בצמחים.
חומצה גיברית (GA) היא הורמון הנמצא בצמחים המסייע בגדילת צמחים ובהתפתחותם. הוא משמש בדרך כלל בחקלאות כדי להגדיל את יבול היבול.
תיאור חומצה גיברית
חומצה גיברית, או GA, היא הורמון המצוי בצמחים. חומצה גיברית יכולה להימצא ברקמות צמחיות גדלות כמו יורה, עלים צעירים ופרחים. זה חומצי חלש. שם נוסף לחומצה ג'יבריאלית הוא גיברילין. חומצה גיבברלית יכולה להיכנס לקרומי תאים באמצעות דיפוזיה פשוטה. החומצות יכולות להיעזר גם במובילי זרם, שהם חלבונים שיכולים להעביר GAs על קרום התא. סוג טרנספורטר אחד הוא טרנספורטר ניטרט 1 / טרנספורטר פפטיד (NPF). הובלות אחרות מסוג זה כוללות SWEET13 ו- SWEET14, שככל הנראה מעבירות סוכרוז לפלם הצמח. בחלקו הפנימי של התא יש חומציות נמוכה יותר (pH גבוה יותר), ולכן GA הופך לשלילי באחריות. לאחר אותה נקודה, הגיבברלין אינו יכול להימלט מהתא מבלי להצטרף למרכיב אחר. מדענים מניחים כי חייבים להיות הובלות שיכולות להעביר גיבברלין החוצה מהציטופלסמה, אך עד כה לא נמצאו "הובילי שפכים" אלה.
למעלה מ -130 סוגים של חומצות ג'יבברליות התגלו עד כה. כמה מאלו אינם פעילים ביולוגית (ביו-אקטיבית), ולכן הם משמשים כמבשר לרגילות ביו-אקטיביות כמו GA1, GA3, GA4 ו- GA7. הביוסינתזה של ה- GA הפעילים הללו אינה מובנת היטב, אך מדענים מרוויחים בתחום זה. למרות שנראה כי גזים לא-ביו-אקטיביים נעים מרחקים ארוכים בצמחים, אך ביו-אקטיביים אינם נוטים לעשות זאת. ברור ש- GA יכול לעבור לשקע פלם של צמחים, וכי הוא מסייע לצמיחה והתפתחות של הצמחים, כמו גם לפריחתם. ככל הנראה, רשויות ממשלת החינוך יכולות לעבור גם מרחקים קצרים. במקרה של GA9, גיבברלין זה מיוצר בשחלות צמחיות ומועבר לעלות עלי כותרת וקברים. משם הוא עובר שינויים להפוך ל- GA4. הורמון ביו-אקטיבי זה בתורו משפיע על צמיחת איברים מהצומח. מדענים ממשיכים לחפש תשובות לגבי מידת חומצות הגיבברל הניידות בצמחים.
הורמון גדילה GA3
הורמון גדילה GA3 הוא סוג של ג'יברילין שהוא ביו-אקטיבי. מדען יפני גילה את AC3 בשנות החמישים. באותה תקופה, פטריה השפיעה על גידולי האורז כך שהיא גרמה לצמחים להתבגר תוך הפסקת ייצור הזרעים. צמחים עקשניים ועקרים אלה לא יכלו אפילו לתמוך במשקלם. כאשר מדענים חקרו פטרייה זו, הם גילו שהיא מכילה תרכובות שיכולות לקדם צמיחת צמחים. הפטרייה נקראה Gibberella fujikuroi, שמקורה בשם Gibberellin. אחת התרכובות הללו, המכונה כיום GA3, היא החומצה הגיבברלית המיוצרת ביותר לשימוש תעשייתי. הורמון הגדילה של GA3 חשוב לחקלאות, למדע ולגננות. GA3 ממריץ את התרחשותם של איברים זכריים במינים מסוימים.
ייצור גידולי חומצה וגידולים
גילוי חומצות גיבוריות הוביל להתפתחויות משמעותיות בחקלאות. חקלאים גילו שהם יכולים להגדיל את תשואות התבואה שלהם באמצעות GAs. זה הוביל למה שנקרא "מהפכה ירוקה" בחקלאות. חקלאים יכלו להוסיף עוד דשן חנקן לגידולים מבלי לדאוג להתארכות גזעית רבה מדי. העלייה שהתקבלה כתוצאה מחיטה ואורז שינתה לחלוטין את החקלאות ברחבי העולם, והוכיחה את החשיבות הגדולה של חומצה גיברית בחקלאות המודרנית.
עד היום משתמשים בחומצות ג'יבברליות לטיפול בצמחים שיש להם פנוטיפים גמדים. הגיבברלינים ממריצים את צמיחת הצמחים בצמחים גמדים אלה. ניתן להשתמש בחומצה גיברית גם להפחתת הפריחה בפרדסי עץ צעיר. בדרך זו, לעצי הפרי יש יותר זמן לגדול. זה גם מסייע כאמצעי מניעה נגד נגיפי צמחים בעצים צעירים המועברים על ידי אבקה. החקלאים מחליטים כמה חומצה גיברית להשתמש בגידולים שלהם על ידי קביעת מטרת הייצור שלהם. אם הם צריכים לקצץ בפרי, הם יכולים להשתמש בכמויות גבוהות של חומצה גיברית. מצד שני, אם הם משתמשים פחות ב- GA, אז הפירות והירקות יכולים לייצר יותר. בוסתנים שנושאים הרבה פירות לא יזדקקו ליישום GA רב ככל האפשר. באופן כללי, יש ליישם מקורות הגרעין רק במזג אוויר חם, או שהם לא יפעלו גם כדי לעורר צמיחה.
חומצה גיברית יכולה גם לסייע לפירות כמו הדרים. יישום של חומצה גיבברלית על הדר יכול למנוע התפרקות של אלבדו, שהיא קמיעה ופיצוח של גידולי תפוז. מריחת חומצה גיבברלית יכולה גם להפחית את כתמי סימני המים על פרי הדר. לכן חומצה גיברית משפרת את איכות הגלידה של הדרים. יישום ה- GA מניב פרי איכותי יותר העמיד יותר בפני מזג אוויר שלילי ושדרות אפשריות אחרות של ריקבון ופציעה. שימו לב מקרוב ליישומים לצמחים בריאים בתנאים הנכונים יכולים לשפר מאוד את יבול ההדרים. בדרך כלל התוצאות הטובות ביותר של יישום GA מתרחשות כאשר אין בהן שימוש בלבד, אלא בתערובת עם תרכובות אחרות. ברור כי השיפורים בתפוקות היבול ובאיכות הפירות הופכים את החומצה הגיבריתית לכלי חשוב בחקלאות. התפקיד ב- GA של שיפור והגדלת אספקת המזון הוא מרשים, ונראה שהוא יישאר זמן מה.
מה הפונקציה של גיבברלינים?
הגיבברלינים מתפקדים כבקרי צמיחה בצמחים. הם פועלים להניע את נביטת הזרעים, לסייע בצמיחת העלייה ובהבשלת העלים ומשפיעים על הפריחה.
עם נביטת זרעים, זרעים נשארים רדומים עד שהם מופעלים לנביטה. כשמשתחררים גיבברלינים הם מתחילים בתהליך של החלשת מעילי זרעים על ידי התחלת ביטוי גנים. זה מוביל להתרחבות התאים.
GAs הם גורמים התורמים להתפתחות הפרחים. בביאנלה הם יעודדו את התפתחות הפרחים. מעניין לציין כי אצל צמחים רב-שנתיים גיבברלינים מעכבים את הפריחה. בנוסף, חומצות ג'יברלריות הינן חשובות להארכה פנימית. שוב, התוצאה היא התרחבות של תאים וחלוקת תאים. זה מתרחש כתגובה למחזורי אור וחשוך.
בצמחים המוטנטים הגמדים או בפריחתם המאוחרת, קיימת פחות חומצה גיבליאלית. בצמחים אלה נדרש יישום רב יותר של GA כדי להחזיר את הצמחים לדפוס גידול נורמלי יותר. לכן הגיבברלין מתפקד כסוג של איפוס לצמחים.
תפקוד גיבברלין נוסף הוא סיוע לנביטת אבקה. במהלך גידול צינורות אבקה הוכח כי כמות הגיבברלין עולה. גיבברלינים משפיעים גם על פוריות הזכר והנקבה בצמחים. חומצה גיבברלית ממלאת תפקיד בדיכוי היווצרות פרחים נשיים.
האבקן הוא אתר מרכזי לייצור חומצות גיבלי.
התגליות האחרונות בוטניקה הביאו להבנה רבה יותר של מסלולי האיתות לחומצות גיבברליות. באופן כללי, דרכים אלה דורשות קולטן GA, מדכאי צמיחה הנקראים DELLAs וחלבונים מסוגים שונים. חלבוני DELLA מעכבים את צמיחת הצומח ואילו אות GA מסייע לצמיחה. כדי לעבור מעבר לעיכוב זה, חומצות ג'יבברלי מהוות קומפלקס שמוביל להתמוטטות מדכאי הצמיחה של DELLA.
מדענים עדיין מבקשים להבין את התהליך שבאמצעותם גורמי החשבונות המקוונים גורמים לכל הדברים האלה לקרות. תיאורטית, גיבברלינים חייבים להעביר מרחקים ארוכים בתוך צמחים. המנגנון לכך אינו ברור עדיין.
מכיוון שצמחים אינם יכולים לזוז, חשיבותם של איתות מולקולות והורמונים היא בעלת חשיבות רבה. נשענות יותר על מנגנוני התעבורה הבסיסיים של חומצה גיברית, בנוסף למסלולי האיתות של ההורמונים, תביא להבנה רבה יותר של הצמחים. זה, בתורו, יסייע לחקלאות כאשר בני האדם עומדים בפני הצורך בתשואות יבול יעילות ביותר.