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.