Jenis-jenis, fungsi, cara kerja, biosintesis, aplikasi



itu giberelin mereka adalah hormon tanaman atau phytohormon yang campur tangan dalam berbagai proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman tingkat tinggi. Bahkan, mereka merangsang pertumbuhan dan pemanjangan batang, pengembangan buah-buahan dan perkecambahan biji.

Penemuannya dibuat pada pertengahan 30-an oleh para peneliti Jepang yang mempelajari pertumbuhan abnormal tanaman padi. Nama giberelin berasal dari jamur Gibberrella funjikuroi, organisme dari mana awalnya diekstraksi, agen penyebab penyakit "Bakanae".

Meskipun lebih dari 112 giberelin telah diidentifikasi, sangat sedikit aktivitas fisiologis yang nyata. Hanya giberelin A3 atau asam giberelat, dan giberelin A1, A4 dan A7 mereka memiliki kepentingan komersial.

Fitohormon ini mendorong perubahan mengejutkan dalam ukuran tanaman, selain menginduksi pembelahan sel dalam daun dan batang. Efek yang terlihat dari aplikasi eksogennya adalah perpanjangan batang tipis, cabang lebih sedikit dan daun rapuh.

Indeks

  • 1 Jenis
    • 1.1 Formulir gratis
    • 1.2 formulir terkonjugasi
  • 2 Fungsi
  • 3 Mode tindakan
  • 4 Biosintesis giberelin
  • 5 Memperoleh giberelin alami
  • 6 Efek fisiologis
  • 7 Aplikasi komersial
  • 8 Referensi

Jenis

Struktur giberelin adalah hasil dari penyatuan lima isoprenoid karbon yang bersama-sama membentuk molekul empat-cincin. Klasifikasi tergantung pada aktivitas biologis.

Formulir gratis

Sesuai dengan zat-zat yang berasal dari ent-Kaureno, yang struktur dasarnya adalah ent-giberelano. Mereka diklasifikasikan sebagai asam diterpenoid dari hidrokarbon heterosiklik ent-Kaurene. Dua jenis formulir gratis dikenal.

  • Tidak aktif: menyajikan 20 karbon.
  • Aktif: Mereka menyajikan 19 karbon, karena mereka kehilangan karbon tertentu. Aktivitas dikondisikan untuk memiliki 19 karbon dan menyajikan hidroksilasi pada posisi 3.

Bentuk terkonjugasi

Mereka adalah giberelin yang berhubungan dengan karbohidrat, sehingga mereka tidak memiliki aktivitas biologis.

Fungsi

Fungsi utama giberelin adalah induksi pertumbuhan dan pemanjangan struktur tanaman. Mekanisme fisiologis yang memungkinkan perpanjangan terkait dengan perubahan konsentrasi kalsium endogen pada tingkat sel.

Penerapan giberelin mempromosikan pengembangan pembungaan dan perbungaan berbagai spesies, terutama pada tanaman panjang hari (PDL). Terkait dengan phytochromes, mereka menghadirkan efek sinergis, merangsang diferensiasi struktur bunga, seperti kelopak, benang sari atau karpel, selama berbunga..

Di sisi lain, mereka menyebabkan perkecambahan biji yang tetap aktif. Akibatnya, mereka mengaktifkan mobilisasi cadangan, menginduksi sintesis amilase dan protease dalam biji.

Demikian pula, mereka mendukung pengembangan buah-buahan, merangsang penggumpalan atau transformasi bunga menjadi buah-buahan. Selain itu, mereka mempromosikan parthenocarpy dan digunakan untuk menghasilkan buah tanpa biji.

Mode tindakan

Gibberelin mempromosikan pembelahan dan pemanjangan sel, karena aplikasi terkontrol meningkatkan jumlah dan ukuran sel. Cara kerja giberelin diatur oleh variasi kandungan ion kalsium dalam jaringan.

Fitohormon ini diaktifkan dan menghasilkan respons fisiologis dan morfologis pada konsentrasi yang sangat rendah dalam jaringan tanaman. Pada tingkat seluler, penting bahwa semua elemen yang terlibat hadir dan layak untuk perubahan terjadi..

Mekanisme kerja giberelin telah dipelajari pada proses perkecambahan dan pertumbuhan embrio dalam biji barley (Hordeum vulgare). Bahkan, fungsi biokimia dan fisiologis giberelin telah diverifikasi pada perubahan yang terjadi dalam proses ini.

Biji jelai memiliki lapisan sel kaya protein di bawah episperma, yang disebut lapisan aleuron. Pada awal proses perkecambahan, embrio melepaskan giberelin yang bekerja pada lapisan aleuron yang menghasilkan kedua enzim hidrolitik.

Dalam mekanisme ini, α-amilase, yang bertanggung jawab untuk mengungkap pati menjadi gula, adalah enzim utama yang disintesis. Studi telah menunjukkan bahwa gula terbentuk hanya ketika lapisan aleuron hadir.

Oleh karena itu, α-amilase yang berasal dari lapisan aleuron bertanggung jawab untuk mengubah pati cadangan menjadi endosperma amilaceous. Dengan cara ini, gula dan asam amino yang dilepaskan digunakan oleh embrio sesuai dengan persyaratan fisiologisnya.

Diduga bahwa giberelin mengaktifkan gen tertentu yang bekerja pada molekul mRNA yang bertanggung jawab untuk mensintesis α-amilase. Meskipun belum diverifikasi bahwa phytohormon bekerja pada gen, keberadaannya sangat penting untuk sintesis RNA dan pembentukan enzim.

Biosintesis giberelin

Gibberelin adalah senyawa terpenoid yang berasal dari cincin gibano yang tersusun dari struktur tetrasiklik ent-giberelane. Biosintesis dilakukan melalui rute asam mevalonat, yang merupakan jalur logam utama eukariota.

Rute ini terjadi di sitosol dan retikulum endoplasma sel tanaman, ragi, jamur, bakteri, ganggang dan protozoa. Hasilnya adalah struktur lima karbon yang disebut isopentenyl pyrophosphate dan dimethylallyl pyrophosphate yang digunakan untuk memperoleh isoprenoid..

Isoprenoid adalah molekul promotor dari berbagai partikel seperti koenzim, vitamin K, dan di antaranya adalah phytohormon. Pada tingkat tanaman, jalur metabolisme biasanya berakhir dalam memperoleh GA12-aldehida.

Mendapatkan senyawa ini, setiap spesies tanaman mengikuti proses yang berbeda sampai mencapai varietas giberelin yang dikenal. Faktanya, setiap giberelin bertindak secara independen atau berinteraksi dengan phytohormon lainnya.

Proses ini terjadi secara eksklusif di jaringan meristematik daun muda. Kemudian, zat-zat ini dipindahkan ke seluruh tanaman melalui floem.

Pada beberapa spesies, giberelin disintesis pada tingkat puncak akar, dipindahkan ke batang melalui floem. Demikian juga, biji yang belum matang memiliki kandungan giberelin yang tinggi.

Memperoleh giberelin alami

Fermentasi nitrogen, garam berkarbonasi dan mineral adalah cara alami untuk mendapatkan giberelin komersial. Sebagai sumber berkarbonasi, glukosa, sukrosa, tepung alami dan lemak digunakan, dan garam mineral fosfat dan magnesium diterapkan..

Proses ini membutuhkan 5 hingga 7 hari untuk fermentasi yang efektif. Agitasi dan kondisi aerasi konstan diperlukan, mempertahankan rata-rata 28º hingga 32º C, dan tingkat pH 3-3.5.

Efeknya, proses pemulihan giberelin dilakukan melalui pemisahan biomassa dari kaldu yang difermentasi. Dalam hal ini supernatan bebas sel mengandung unsur-unsur yang digunakan sebagai pengatur pertumbuhan tanaman.

Di tingkat laboratorium, partikel giberelin dapat diperoleh kembali melalui proses kolom ekstraksi cair-cair. Untuk teknik ini, etil asetat digunakan sebagai pelarut organik.

Dalam cacatnya, resin penukar anionik diterapkan pada supernatan, mencapai pengendapan giberelin dengan cara elusi gradien. Akhirnya, partikel dikeringkan dan dikristalisasi sesuai dengan tingkat kemurnian yang ditetapkan.

Di bidang pertanian, giberelin digunakan dengan tingkat kemurnian antara 50 dan 70%, dicampur dengan bahan inert komersial. Dalam teknik budidaya dan tanaman in vitro, Dianjurkan untuk menggunakan produk komersial dengan tingkat kemurnian lebih besar dari 90%.

Efek fisiologis

Penerapan giberelin dalam jumlah kecil mendorong berbagai aksi fisiologis pada tanaman, di antaranya adalah:

  • Induksi pertumbuhan jaringan dan pemanjangan batang
  • Stimulasi perkecambahan
  • Promosi pengaturan bunga ke buah-buahan
  • Peraturan berbunga dan pengembangan buah-buahan
  • Transformasi tanaman dua tahunan menjadi semusim
  • Perubahan ekspresi seksual
  • Penindasan dwarfisme

Aplikasi gibberelin eksogen bekerja pada kondisi juvenil struktur tanaman tertentu. Stek atau pasak yang digunakan untuk perkalian vegetatif, dengan mudah memulai proses rooting ketika karakter mudanya dimanifestasikan.

Sebaliknya, jika struktur tanaman memanifestasikan karakter dewasa mereka, pembentukan akar adalah nol. Penerapan giberelin memungkinkan tanaman melewati kondisi remaja hingga dewasa, atau sebaliknya.

Mekanisme ini sangat penting ketika Anda ingin mulai berbunga pada tanaman yang belum menyelesaikan fase juvenilnya. Pengalaman dengan spesies kayu, seperti cemara, pinus atau yew biasa, telah sangat mengurangi siklus produksi.

Aplikasi komersial

Persyaratan jam cahaya atau kondisi dingin di beberapa spesies dapat dilengkapi dengan aplikasi spesifik giberelin. Selain itu, giberelin dapat merangsang pembentukan struktur bunga, dan akhirnya menentukan atribut seksual tanaman.

Dalam proses berbuah, giberelin meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan buah. Demikian juga, mereka menunda penuaan dari buah-buahan, mencegah kemundurannya di pohon atau berkontribusi beberapa waktu masa manfaat setelah panen.

Ketika diinginkan untuk mendapatkan buah tanpa biji (Partenocarpia), aplikasi spesifik giberelin menginduksi fenomena ini. Contoh praktis adalah produksi anggur tanpa biji, yang pada tingkat komersial lebih dituntut daripada spesies dengan biji..

Dalam konteks ini, aplikasi giberelin dalam biji dalam keadaan tidak aktif memungkinkan untuk mengaktifkan proses fisiologis dan keluar dari kondisi ini. Faktanya, dosis yang memadai mengaktifkan enzim hidrolitik yang menurunkan pati dalam gula, mendukung pengembangan embrio..

Di bidang bioteknologi, giberelin digunakan untuk meregenerasi jaringan pada tanaman in vitro eksplan bebas patogen. Demikian juga, aplikasi giberelin pada tanaman induk merangsang pertumbuhannya, memfasilitasi ekstraksi apeks sehat di tingkat laboratorium.

Pada tingkat komersial, aplikasi giberelin dalam budidaya tebu (Sakarum officinarum) memungkinkan untuk meningkatkan produksi gula. Dalam hal ini, fitohormon ini menginduksi pemanjangan ruas di mana sukrosa diproduksi dan disimpan, dengan cara ini untuk ukuran yang lebih besar akumulasi gula yang lebih besar..

Referensi

  1. Penerapan Hormon Sayuran (2016) Hortikultura. Dipulihkan di: horticultivos.com
  2. Azcón-Bieto Joaquín dan Talón Manuel (2008) Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Mc Graw Hill, edisi ke-2. ISBN: 978-84-481-9293-8.
  3. Cerezo Martínez Jorge (2017) Fisiologi Tumbuhan. Topik X. Gibberelin. Universitas Politeknik Cartagena. 7 hal.
  4. Delgado Arrieta G. dan Domenech López F. (2016) Gibberelin. Ilmu Teknis Bab 4.27, 4 hlm.
  5. Phytoregulators (2003) Universitat Politècnica de València. Diperoleh dari: euita.upv.es
  6. Weaver Robert J. (1976) Regulator dari Pertumbuhan Tanaman di Pertanian. Universitas California, Davis. Trillas Editorial. ISBN: 9682404312.