Гібереліни

Гібереліни були відкриті у 1926 році японським вченим Е.Куросавою при вивченні ураження рису грибом Gibberella. Хворі рослини сильно витягувались у довжину, вилягали і гинули. Екстракт гриба, а також виділена з нього у кристалічному вигляді речовина викликали аналогічну симптоматику захворювання. Ці речовини були названі гіберелінами. (від назви гриба). 3 хімічної точки зору гібереліни відносяться до сполук дитерпеноїдів. Вихідними сполуками для їх синтезу у клітинах є ацетат і мевалонова кислота. Для комерційних цілей гібереліни отримують з культури грибів шляхом мікробіологічного синтезу.

На сьогодні відомо близько 60 природних гіберелінів, які позначаються скорочено ГК_1;ГК₂ і т.д. Найбільш типовим представником комплексу гіберелінів є гіберелова кислота (ГК3), яка знайдена в усіх вивчених рослинах:

У вищих рослин найбільш багаті на гібереліни швидкоростучі органи - молоді апікальні листки, бруньки, незріле насіння і плоди.

Звідси вони мігрують по флоемі і ксилемі уверх-вниз, тобто гібереліни не виявляють полярності транспорту, яка характерна для ауксинів. Велике значення для утворення гіберелінів у рослині має світло (воно сприяє їх біосинтезу в хлоропластах листків).

Фізіологічна дія гіберелінів

Різнопланові експерименти з вивчення фізіологічної дії гіберелінів дозволяють зробити висновок, що гібереліни - компоненти систем, які регулюють ріст і розвиток рослин .

Найбільш виражена дія гіберелінів - їх здатність стимулювати ріст, видовження стебла за рахунок розтягування клітин ( а не їх поділу), що вказує на подібність із ефектом дії ауксинів. За допомогою гіберелінів відновлюють нормальний ріст карликових сортів гороху, кукурудзи або перетворюють карликову форму квасолі у витку ліану. На практиці гіберелінами обробляють коноплю та льон для підвищення виходу волокна.

Другий класичний ефект дії гіберелінів пов'язаний з виходом насіння злакових із стану спокою. Після того, як насіння поглине крізь мікропіле воду, зародок в зоні щит­ка починає синтезувати гібереліни ГА₃, ГА₄. Гібереліни переміщуються в алейроновий прошарок, що оточує ендосперм, і стимулюють утворення гідролітичних ферментів (альфа-амілаз та ін.). Ферменти починають розщеплювати запасний крохмаль ендосперму до простих цукрів, які використовуються для росту зародка. Таким чином, гібереліновий "запуск" утворення амілаз є необхідною умовою для проростання насіння. Механізм цього процесу остаточно не з'ясований. Вважають, що гібереліни стимулю­ють синтез м-РНК, які специфічні для амілаз.

Важливе значення гіберелінів у процесі яровизації і цвітіння. Яровизація - реакція рослин на вплив низьких позитивних температур (+2 - +10° С) у певний період онтогенезу. Центром сприйняття яровизаційного впливу в рослині може бути точка росту або будь-яка зона, в якій відбувається поділ клітин. Яровизація проявляється у прискоренні початку періоду плодоношення (цвітіння). Встановлено, що у ході яровизації підвищується рівень гіберелінів, що дозволяє холодову обробку замінити обробкою неяровизованих рослин гіберелінами. Так, екзогенно введений гіберелін у багатьох дворічних рослин виключає потребу в яровизації і викликає їх цвітіння.

Гібереліни викликають партенокарпію - процес, при якому плоди розвиваються без запліднення. Для цього квітки рослин обприскують розчином гібереліну, що практич­но застосовується у виноградарстві (отримують без насіннєві ягоди великого розміру).

Серйозної уваги заслуговує здатність гіберелінів зміцнювати у деяких рослин вираженість статі. Встановлено, що вміст гіберелоподібних речовин в рослинах огірка корелює із кількістю чоловічих квіток. Багаточисельними робо­тами показана маскулінізація (зсування статі у чоловічий бік) рослин родини гарбузових гід впливом гіберелінів.