Giberelinler (Gibberellic Asit) - Giberellinlerin bitkiler üzerine etkisi
Giberellinler ikinci grup bitki hormonudur. 1950’li yıllarda karakterize edilen giberellinler 80’den fazla bileşenin bulunduğu bir gruptur. Giberellinlerin esas etkisi, bitkilerin boyuna büyümesini sağlamaktır. Böylece uzun bir bitki gövdesi aktif giberellinleri, cüce bir bitki gövdesinden daha fazla ihtiva eder. Giberellinlerin sentezi ve kontrolü genetik kontrol altındadır.
İlk olarak giberellinler Gibberella fujikuroi ’ de bir metabolit olarak keşfedilmiştir. Bu mantarın pirinç fidelerinde aşırı gövde ve yaprak uzamasına sebep olduğu belirlenmiştir. 1930’larda Japon bilim insanları Gibberella fujikuroi fungusundan büyümeyi uyaran bir bileşiği kristal olarak elde etmeyi başardılar ve giberellin A olarak adlandırdılar. 1950’lerde Amerika ve İngiltere’de mantarlardan saflaştırılan maddeye giberillik asit adı verildi. 1958’de Mac Millan ve arkadaşları yüksek bitkilerde giberellin keşfettiler. Olgun olmayan tohumlardaki giberellin konsantrasyonu vejetatif dokulardakinden çok fazla olduğundan bu çalışmada tohumlar kullanıldı.
Sonra bu hormon izole edilerek dört tipe ayrıldı, giberellin A, giberellin Al, giberellin A2 ve giberellin A3 gibi birçok türevleri bulundu.
Her bir hormon tipinin moleküler yapısı ve fonksiyonu birbirinden farklıdır. Devari olarak birlikte bazı giberelin yapıları diğer bitkiler, mantarlar ve hatta bakteriler aracılığıyla tanımlanabilir. Bu hormondaki toplam karbon, 4 ila 5 halka yapısına dahil edilen 19 ila 20 ünitedir. Bazı uzmanlar, bu sentezin sonuçlarının, 3 asetil molekülü CoA üreten 2 biyosentezi, 2 NADPH molekülü olan ve mevalonik asitten bir yan etki ürünü olarak hareket ettiğini tahmin ediyor.
Giberellin hormonu, embriyonik hücrelerin gelişiminde ve çimlenmesinde güneş ışığı işlevinin yardımı ile çok etkili olan bir hormondur. Daha sonra nişasta bileşiklerinin parçalanmasını etkileyen enzimlerin oluşumunu teşvik eder. Bu enzim, amilaz enzimidir. Bileşiklerin birleştirilmesi bir gıda rezervi olan endospermde meydana gelir. Neden parçalanması gerekiyor? Enerji üreten bileşikler olan glikoz bileşikleri üretmek için. Bu hormon genellikle bodur bitkilere verilir. Çünkü mesele, bu bitkilerin büyümesini normalleştirmeye yardımcı olmaktır.
"Giberellinler izopren birimlerinden yapılmıştır. Giberellinler 4 izoprenoid biriminden türevlenen 20 karbonlu terpenoidlerir. GA -aldehit bütün bitkilerde ilk oluşan giberellinlerdir ve bütün giberellinlerin öncü maddesidir. GA ’nin hidroksilasyon ve oksidasyonu sonucunda diğer giberellinler oluşur."
Her ne kadar hormonların etkileri tek tek etkili oluyormuş gibi tartışılsa da bitkilerde büyüme ve gelişme pek çok sinyalin birlikteliğinin bir sonucudur. Ayrıca hormonlar bir diğerinin biyosentezini etkileyebilir. Dolayısıyla bir hormonun oluşturduğu etkilere diğeri aracılık edebilir. Oksinlerin etilen biyosentezini teşvik ettiği uzun zamandan beri bilinmektedir.Günümüzde giberellinin oksin biyosentezini , oksinin de giberellin biyosentezini teşvik ettiği iyi bilinmektedir.
Bu hormonun işleyişi oksin hormonu gibi diğer hormonlar tarafından desteklenir.
Giberellinlerin saflaştırılmasında kâğıt veya ince tabaka kromatografisi, son zamanlarda yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılmaktadır. İmmunoassay, giberellin kullanımı için sınırlıdır.
Giberellin hormonunun bitkilerde mükemmel oluşum sürecine yardımcı olacak işlevi vardır. Aşağıdaki belirtilen etkiler giberellin hormonu fonksiyonunun bir açıklamasıdır:
-Embriyo tomurcuklarının büyümesine yardım
-Embriyo çimlenmesine yardımcı olur
-Amilaz, maltaz ve protein parçalanma enzimlerinin oluşumunu teşvik eder
-Tohum oluşumuna yardımcı olur
-Çekirdeksiz meyvenin görünümü
-Glikoz bileşikleri üretmek için nişasta bileşiklerini parçalayabilme
-Cüce bitkilerini normal bitkilere yetiştirme
-Tohum oluşturma sürecinde yardımcı
-Poleni veya poleni uyarır
Biyoassayler
Giberellinler için çok sayıda bioassay mevcuttur fakat üç tanesinin genel kullanım amacı fazladır. Bu bioassayler, inhibitör bileşiklere çok duyarlıdır. Bu nedenle bitki ekstratından bir dereceye kadar saflaştırılmaları oldukça önemlidir.
Marul hipokotil uzama bioassayı; Marul fidelerinin parlak bir ışık altında filtre kağıdı üzerinde çimlendirilmesi ile çok kısa hipokotil (5mm) elde edilir. Bu hipokotiller filtre kağıdı üzerinde giberellinlerle muamele edilirse 30mm kadar uzaya bilirler. Bu metodun dezavantajları fidelerin tam olarak saflaştırılmamış ekstratlardaki inhibitörlere çok duyarlı olmalarıdır. Fideler inhibitörler tarafından öldürülebilir.
Cüce pirinç / mikrodamla bioassayi; Cüce pirinç fideleri ışıkta, küçük agar kutularında çimlendirilerek elde edilir ve test edilecek çözeltiden damlalar her bir fidenin ikinci çıkan yaprağının ucu üzerine konulur. Bu işlemden sonra yaprak kınının uzaması ölçülür.
Çimlenen hububat tanelerinde alfa-amilaz üretimi; Hububat tanelerindeki giberellin mevcudiyeti, nişastayı parçalayan enzim olan alfa-amilazın üretimini uyarır. Sulandırılmış hububat taneleri yarısından enine kesilir ve embriyosuz yarım, giberellin ihtiva eden çözelti ile inkübe edilir. Üretilen alfa-amilazın yıktığı şekerler kolorimetrik olarak belirlenir.
Giberellinlerin fizyolojik etkileri nelerdir?
Giberellinler, birçok otsu çok yıllık bitkilerin ve tanesiz hububatların uzayan gövdelerindeki genişleme ve hücre bölünmesi olaylarının başlatılmasında, meyve büyümesi ve tohum çimlenmesinin uyarılmasında, tohum dormansisinin kırılmasında, çiçeklenme için uygun şartların oluşumunda ve ilkbaharda ılıman bölge odunsu bitkilerinde dormansi kırılmasında görev alırlar.
Cüce bitkilerin gövde uzaması
GA tek gen cüce mutantların (cüce mısır) ve rozet şeklindeki (lahana, marul) bitkilerin gövde uzamasını uyarırlar. Bu etkiye paralel olarak gövde kalınlığında azalma, yaprak boyutunda küçülme ve yapraklarda açık yeşil renge doğru azalmalar meydana gelir. Diğer taraftan gövde uzamasını sağlayan GA miktarıyla gövde uzaması arasında her zaman doğru bir orantı yoktur.
Uzun gün bitkilerinde gövde uzaması
Bazı bitkiler rozet formunda kalır, uzun günlerde ise gövde büyür, uzar ve sadece bu peryotta çiçek açar kısa gün koşullarında bırakılan bitkilere giberellin uygulanması, gövdenin uzamasını sağlar. Bu sonuçlar tabii olarak gövde uzamasının giberellinler tarafından uyarıldığını gösterir.
Meyve oluşumu ve büyüme
Giberellinlerin dıştan uygulanması, oksinlerin etkisiz olduğu bazı durumlarda meyve oluşumunu uyarırlar. Büyüme uyarılmasının en güzel örneği üzümlerdedir. GA, partenokarpiye neden olur. Bu işlem bitki çiçeğine GA çözeltisi püskürtülerek sağlanır. Partenokarpi, döllenme olmadan meyve oluşumudur. Meydana gelen meyve normal görünüşlü fakat meyve tohumsuzdur. Oksinler de partenokarp meyve oluşumunu uyarır fakat GA’lar daha aktiftir.
Çiçeklenmenin uyarılması
GA, bitkilerin büyük bir kısmında çiçeklenmeyi uyarır. Bu işi yapan tek kimyasal olarak giberellik asitler bilinir. Çiçeklenme için gerekli GA miktarı türlere göre değişmekle birlikte ortalama 3–100 mg arasında değişir. Hormon uygulanması bir kez değil belli aralıklarla tekrarlanmalıdır.
Vernalizasyonla ilişkisi
Dıştan uygulanan GA iki yıllık bitkilerde vernalizasyonun (bitkinin soğuk şoku etkisiyle çiçeklenmenin uyarılması olayı) yerini tutar. GA uygulanması, soğuğa maruz kalmadan çiçeklenmeyi sağlar.
Tohum çimlenmesinin uyarılması
Bazı tohumlar özellikle yabani bitkilerin tohumları çimlenmek için ışık ya da soğuğa ihtiyaç duyar. Böyle tohumlarda, ışık ya da soğuk muamelesi olmaksızın giberellin uygulaması dormansi kırılabilir. Daimi olmamakla beraber tohumların üşümesine cevap olarak giberellin seviyesinde sık sık değişiklik olur.
Kaynaklar:
https://dosenbiologi.com/tumbuhan/fungsi-hormon-giberelin
Bidwell, R.G.S., Plant Physiology, New York, 1974
Güven, A., Fizyoloji II Ders Notları, İzmir, 1990
Hart, J.W., Light and Plant Growth, Unwin Hyman Ltd, London, 1988
Hopkins, W.G., Introduction to Plant Physiology, John Willey and Sons Inc.USA, 1995
Hopkins, W.G., Hüner, N.P.A., Introduction to Plant Physiology, John Willey and Sons Inc.USA, 2004
Kadıoğlu, A., Bitki Fizyolojisi, Trabzon, 2007
Önder, N., Genel Bitki Fizyolojisi, İstanbul Üniversitesi, 1985
Salisbury, F.B., Ross, C.W., Plant Physiology, California, 1985
Taiz, L., Zeiger, E., Plant Physiology, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1991
Vardar, Y., Bitki Fizyolojisi Dersleri-II, E.Ü., İzmir, 1982
Wilkins, M.B., Advanced Plant Physiology, Singapore, 1992
Botanik
-
Bitkisel Hormonlar Nelerdir?
-
Bitkisel Hormonları Nelerdir? Auxinler - Oksin Bitki Büyüme Hormonlarının Görevleri Nelerdir?
-
Pinus cembra - İsviçre Fıstık Çamı
-
Pinus banksiana - Banks çamı
-
Pinus aristata (Higori çamı)
-
Palinoloji – Polen Bilimi Hakkında Bilgi
-
Kaktüsgiller - Cactaceae Hakkında Bilgi
-
Papatyagiller - Asteraceae Hakkında Bilgi
-
Karanfilgiller - Caryophyllaceae Hakkında Bilgi
-
Periyant Nedir ? Periant (Çiçek Örtü Yaprakları)
-
Bitki Yaprak Tipleri Ve Görevleri - Yaprak Çeşitleri
-
Bitkilerde Gövde Çeşitleri ve Gövdenin Görevleri Nelerdir ?
-
Opuntia ficusindica - "Dikenli İncir"
-
Bitkilerde Bulunan Doğal Renk Maddeleri
-
Bitki Stresi: Abiyotik ve Biyotik Faktörler