Gibberellins

Les gibberellins sont des phytohormones qui régulent les processus de croissance et de développement des plantes supérieures

Que sont les Gibberellins?

Le gibberellins Ce sont des hormones végétales, ou phytohormones, qui régulent différents processus de croissance et de développement des plantes supérieures. Stimuler la croissance et l'allongement de la tige, le développement des fruits et la germination des graines.

Ils ont été découverts par des chercheurs japonais au milieu des années 30, qui ont étudié la croissance anormale des plantes de riz. Le nom de Gibbeline vient du champignon Gibberrella funjikuroi, organisme à partir duquel il a été initialement extrait, agent causal de la maladie Bakanae.

Bien que plus de 112 gibberellins aient été identifiés, très peu d'activité physiologique exprimée. Seulement Gibberellin à₃, o acide gibère et gibberellins à₁, POUR₄ déjà₇ Ils ont une importance commerciale.

Ces phytormones favorisent des changements surprenants dans la taille des plantes, en plus d'induire la division cellulaire en feuilles et tiges. L'effet visible de son application externe est la croissance des tiges minces, un nombre plus faible de branches et des feuilles moins fragiles.

Types de Gibberellins

La structure des Gibberellins est le résultat de l'union isoprénoïde à cinq carbone, qui forment ensemble une molécule à quatre brins. Sa classification dépend de l'activité biologique.

Structure chimique de l'acide Giberélica

Manières libres

Correspond à ces substances dérivées de l'ent-kaureno, dont la structure fondamentale est l'ent-gibberelano. Ils sont classés comme diterpénoïdes acides. Deux types de formes libres sont connues.

• INACTIF: Ils présentent 20 carbones.
• Actif: Ils présentent 19 carbones, car ils ont perdu un carbone spécifique. L'activité est conditionnée pour posséder 19 carbones et présenter une hydroxylation en position 3.

Formes conjuguées

Ce sont les gibberellins associés aux glucides, ils ne présentent donc pas d'activité biologique.

Fonction de Gibère

- La principale fonction des Gibberellins est l'induction de la croissance et de l'allongement des structures végétales. Le mécanisme physiologique qui permet l'allongement est lié aux changements de concentration endogène de calcium au niveau cellulaire.

- L'application de Gibberellins encourage le développement de la floraison et des inflorescences de diverses espèces, en particulier dans les plantes à long jour (PDL). Associés aux phytochromes, ils ont un effet synergique, stimulant la différenciation des structures florales, telles que les pétales, les étamines ou les carpelles, pendant la floraison.

- Ils provoquent la germination des graines qui sont maintenues en dormance, car ils activent la mobilisation des réserves, induisant la synthèse des amylases et des protéases dans les graines.

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- Ils favorisent le développement des fruits, stimulant le caillé ou la transformation des fleurs en fruits. De plus, ils favorisent la partenocarpie et sont utilisés pour produire des fruits sans pépins.

Mode d'action des Gibberellins

Gibberellins favorise la division et l'allongement cellulaire, car les applications contrôlées augmentent le nombre et la taille des cellules. Le mode d'action des Gibberellins est régulé par la variation de la teneur en ions calcium dans les tissus.

Ces phytormones sont activées et génèrent des réponses physiologiques et morphologiques à de très faibles concentrations dans les tissus végétaux. Au niveau cellulaire, il est essentiel que tous les éléments impliqués soient présents et viables pour que le changement se produise.

Le mécanisme d'action des Gibberellins a été étudié sur le processus de germination et de croissance de l'embryon dans les graines d'orge (Hordeum vulgare). En fait, la fonction biochimique et physiologique des gibberellins sur les changements qui se produisent dans ce processus ont été vérifiés.

Les graines d'orge ont une couche de cellules riches en protéines sous l'Episperma, appelée couche aléuronienne. Au début du processus de germination, l'embryon libère des gibérines qui agissent sur la couche des aleurones, qui génère en même temps des enzymes hydrolytiques.

Dans ce mécanisme, l'α-amylase, responsable du dépliage de l'amidon dans les sucres, est l'enzyme principale synthétisée. Des études ont montré que les sucres ne sont formés que lorsque la couche d'aliéones est présente.

Par conséquent, l'α-amylase originaire de la couche d'Aleronas est responsable de la transformation de l'amidon de réserve dans l'endosperme d'amylaceo. De cette façon, les sucres et les acides aminés libérés sont utilisés par l'embryon en fonction de leurs besoins physiologiques.

Il est présumé que les Gibberellins activent certains gènes qui agissent sur les molécules RNM responsables de la synthèse de l'α-amylase. Bien qu'il n'ait pas encore été vérifié que la phytohormone agit sur le gène, sa présence est indispensable pour la synthèse d'ARN et la formation enzymatique.

Biosynthèse des gibberellins

Les Gibberellins sont des composés terpénoïdes dérivés de l'anneau Gibano composé d'une structure tétracyclique ent-gibbereal. La biosynthèse est réalisée par la route de l'acide mévalonique, qui constitue la principale voie métallique des eucaryotes.

Cette voie se produit dans le cytosol et dans le réticulum endoplasmique des cellules végétales, des levures, des champignons, des bactéries, des algues et des protozoaires. Le résultat est cinq structures de carbones, appelées pyrophosphate de pyrophosphate d'isopényle et de diméthylilyle, utilisée pour obtenir des isoprénoïdes.

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Les isoprénoïdes sont les molécules de promotion de diverses particules, telles que les coenzymes, la vitamine K et parmi lesquelles, les phytohormones. Au niveau de l'usine, normalement la voie métabolique se termine par l'obtention de l'AG₁₂-aldéhyde.

Obtenu ce composé, chaque espèce végétale suit différents processus jusqu'à ce que la variété des gibberellines connue. En fait, chaque gibbeline agit indépendamment ou interagit avec les autres phytormones.

Ce processus se produit exclusivement dans les tissus méristématiques des jeunes feuilles. Ensuite, ces substances sont transférées au reste de la plante à travers le phloème.

Chez certaines espèces, les gibberellins sont synthétisées au niveau de l'apex racine, traduit sur la tige à travers le phloème. De plus, les graines immatures ont une teneur élevée de Gibberellins.

Obtention de gibberellins naturels

La fermentation de l'azote, des sources gazéides et des sels minéraux est le moyen naturel d'obtenir des gibbers commerciaux. En tant que source gazéifiée, le glucose, le saccharose, la farine naturelle et la graisse sont utilisés, et les sels minéraux de phosphate et de magnésium sont appliqués.

Le processus nécessite 5 à 7 jours pour une fermentation efficace. Des conditions d'agitation et d'aération constantes sont nécessaires, maintenant une moyenne de 28 à 32 ° C et des niveaux de pH de 3-3,5.

Le processus de récupération de la gibberellin est effectué par la dissociation de la biomasse fermentée du bouillon. Dans ce cas, le surnageant sans cellules contient les éléments utilisés comme régulateurs de croissance des plantes.

Au niveau du laboratoire, les particules de gibberellin peuvent être récupérées par un processus de colonnes d'extraction liquide-liquide. Pour cette technique, l'acétate d'éthyle est utilisé comme solvant organique.

À défaut, des résines d'échange anionique sont appliquées au surnageant, réalisant la précipitation des Gibberellins par l'élution de gradient. Enfin, les particules sont séchées et cristallisées en fonction du degré de pureté établi.

Dans le domaine agricole, les gibberellins sont utilisés avec un degré de pureté entre 50 et 70%, mélangé à un ingrédient inerte au niveau commercial.

Dans les techniques de micropropagation et de cultures In vitro, Il est recommandé d'utiliser des produits commerciaux avec un degré de pureté supérieur à 90%.

Effets physiologiques des Gibberellins

L'application des gibberellins en petites quantités favorise diverses actions physiologiques dans les plantes, parmi lesquelles sont:

- Induction de la croissance du tissu et de l'allongement des tiges.

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- Stimulation de la germination.

- Promotion de l'écoulement des fleurs aux fruits.

- Régulation de la floraison et du développement des fruits.

- Transformation des plantes biannues en.

- Altération de l'expression sexuelle.

- Suppression naine.

L'application exogène de Gibberellins agit sur la jeunesse de certaines structures végétales. Des boutures ou des enjeux utilisés pour la multiplication végétative, commencent facilement le processus d'enracinement lorsque son caractère jeunesse se manifeste.

Dans l'inverse, si les structures végétales manifestent leur caractère adulte, la formation des racines est vide. L'application de Gibberellins permet à l'usine de passer de sa jeunesse à l'adulte, ou vice versa.

Ce mécanisme est essentiel lorsque vous voulez commencer à fleurir dans des cultures qui n'ont pas terminé sa phase jeunesse. Les expériences avec les espèces ligneuses, comme les cyprès, les pins ou le rivage commun, ont réussi à réduire considérablement les cycles productifs.

Applications commerciales

- Des heures légères ou des conditions froides chez certaines espèces peuvent être fournies par des applications spécifiques de la gibberellin.

- De plus, les gibberellins peuvent stimuler la formation de structures florales et finalement déterminer les attributs sexuels de la plante.

- Dans le processus de fruits, les Gibberellins favorisent la croissance et le développement des fruits. De même, ils retardent la sénescence des fruits, empêchant leur détérioration dans l'arbre ou fournissant une durée de vie utile une fois récolté.

- Lorsque vous souhaitez obtenir des fruits sans pépins (démarrage-up), des applications de gibberelline spécifiques induisent ce phénomène. Un exemple pratique est la production de raisins sans pépins, qui sont plus demandés au niveau commercial que les espèces avec des graines.

- Les applications de gibère en graines dans un état de dortance permettent d'activer les processus physiologiques et de sortir de cette condition. En fait, une dose adéquate active les enzymes hydrolytiques qui dégradent l'amidon de sucre, favorisant le développement de l'embryon.

- Dans le plan biotechnologique, les gibberellines sont utilisées pour régénérer les tissus des cultures In vitro d'expansions sans agent pathogène.

- Les applications de Gibère dans les usines mères stimulent leur croissance, facilitant l'extraction de solutions saines au niveau du laboratoire.

- Au niveau commercial, les applications de la gibberellin en culture de canne à sucre (Saccharum officinarum) Laisser augmenter la production de sucre. À cet égard, ces phytormones induisent l'allongement des compétences où le saccharose est produit et stocké, et l'accumulation de sucre de plus grande taille.

Les références

1. Cerezo Martínez, Jorge. Physiologie des plantes. Gibberellins. Université polytechnique de Carthagène.
2. Delgado Arrieta, G. et Domenech López, F. Gibberellins. Sciences techniques.