Gibberelino miltelių atradimas atvėrė naują skyrių augalų augimo reguliatorių istorijoje. Jis atsirado tyrinėjant ryžių „bakanae ligą“-. Giberelinu užkrėsti ryžiai demonstravo nerimą keliantį pernelyg didelį augimą. Mokslininkai išskyrė veikliąją medžiagą, kuri vėliau tapo žinoma kaip „giberelino“ augalų hormonų šeima. Šiuo metu žinoma daugiau nei 130 giberelinų, iš kurių GA₃ yra plačiausiai naudojamas pramoninėje gamyboje. Pagrindinė vertėGiberelino milteliaislypi jo gebėjime reguliuoti vegetatyvinį augimą ir reprodukcinį vystymąsi, skatinant ląstelių pailgėjimą ir dalijimąsi, vaidinant nepakeičiamą vaidmenį nutraukiant sėklų ramybės būseną, skatinant žydėjimą, skatinant vaisių augimą ir formuojant vaisius be sėklų.
🧬Tetracikliniai terpenoidai sudaro aktyvaus kūno stuburą
Pagrindinė aktyvioji giberelino miltelių molekulė turi tipišką standų tetraciklinį giberelino pagrindą su hidroksilo, karboksilo ir penkių -narių laktono žiedais, paskirstytais išilgai anglies žiedo struktūros. Laktono struktūra yra nepakeičiamas pagrindinis biologinio aktyvumo palaikymo vienetas. Remiantis anglies pagrindo skirtumais, giberelinai gali būti suskirstyti į du pagrindinius tipus: C19 ir C20. Pagrindinis rinkoje esantis GA₃ priklauso C19 tipui, kur molekulė praranda 20-ąjį anglies atomą, kad susidarytų laktono tiltas, todėl fiziologinis aktyvumas yra žymiai didesnis nei C20 pirmtako molekulė. Hidroksilo grupių pakeitimo vietos ant pagrindo tiesiogiai lemia molekulės prisijungimo prie receptorių afinitetą. Dihidroksilo pakeitimo konfigūracija 3 ir 13 padėtyse leidžia vienu metu formuoti kelis vandenilio jungčių tinklus, žymiai padidindama afinitetą tiksliniam baltymui.
Kieto tetraciklinio anglies žiedo ir poliarinių funkcinių grupių derinys šoninėse grandinėse sukuria unikalias Giberelino miltelių tirpumo savybes. Polinės hidroksilo ir karboksilo grupės užtikrina hidrofiliškumą, o didelio ploto angliavandenilio žiedo stuburas pasižymi hidrofobinėmis savybėmis. Apskritai jis šiek tiek tirpsta gryname vandenyje, bet lengvai tirpsta alkoholiuose ir esteriuose. Dėl šių fizikinių ir cheminių savybių Gibberelino miltelių koncentratas reikalauja alkoholio kaip tirpiklio ir negali būti tiesiogiai ir visiškai ištirpinamas gryname vandenyje. Daugelis vandenyje tirpių reguliatorių, nors ir juos paprasta naudoti, silpnai prasiskverbia į augalo epidermio odelę ir daro tik laikiną poveikį lapų paviršiui.
Molekulinė erdvinė konfigūracija lemia stabilų Giberelino miltelių prisijungimą prie GID1 receptoriaus. Įėjus į kamerą,Giberelino milteliaiįsiterpia į receptorių baltymo ertmę, sukeldamas konformacinius receptorių pokyčius ir sudarydamas trijų komponentų kompleksą. Izomerai su erdviniu nesutapimu negali tiksliai įsiterpti į baltymų ertmę ir beveik neturi fiziologinio reguliavimo pajėgumų. Aukšto-grynumo giberelino milteliai griežtai kontroliuoja neveiksmingus izomerus, fermentacijos likučius ir priemaišas, pvz., įvairias organines rūgštis, užtikrindami vienodą aktyvių komponentų konfigūraciją. Laktono vientisumas ir aktyviųjų komponentų kiekis išlieka stabilus įvairiose gamybos partijose, užkertant kelią efektyvumo svyravimams ir nenuosekliems pasėlių atsakams naudojant lauke.
Viso valymo proceso metu nuolat pašalinami fermentacijos ląstelių baltymai, polisacharidai, spalvotos priemaišos ir neveiksmingi giberelino homologai. Fermentacijos sultinyje yra daug mikrobų medžiagų apykaitos šalutinių produktų; šios priemaišos gali prilipti prie augalo epidermio, trukdančios absorbcijai, o kai kurios stambios molekulinės priemaišos gali net sukelti stomatų užsikimšimą, trukdančios normaliam dujų mainams augaluose. Po membranos atskyrimo, kristalizacijos žemoje-temperatūroje ir perkristalizavimo gryninimo visos priemaišos yra kontroliuojamos iki itin žemo lygio. Didelio -grynumo giberelino milteliai, suformuluoti į purškimo tirpalą, yra mažiau linkę į suspensiją ir nuosėdas, neatsiskiria net ilgai stovint, todėl tinka nuolatiniam naudojimui didelėse{5}}laukų purškimo sistemose.
⚗️Keli signalizacijos keliai sinergiškai reguliuoja augalų vystymąsi
Kai sėklos yra ramybės būsenos, endogeninių hormonų pusiausvyra linkusi slopinti daigumą, o sukauptos krakmolo ir polisacharidų maistinės medžiagos negali būti greitai suskaidytos, kad būtų užtikrintas embriono vystymasis. Sugėrę sėklų, giberelino milteliai skatina aleurono sluoksnio ląsteles sintetinti didelius kiekius hidrolizinių fermentų, tokių kaip -amilazė ir proteazė. Šie hidroliziniai fermentai nuolat skaido dideles endosperme saugomas molekules, paversdami jas monosacharidais, aminorūgštimis ir kitomis tiesiogiai naudojamomis mažų molekulių -molekulėmis maistinėmis medžiagomis, taip suardydami sėklos fiziologinį ramybės būseną. Daugelio miško medžių ir vaistinių žolelių sėklų, esančių žemoje temperatūroje, ramybės būsenoje, vernalizacija natūraliomis sąlygomis trunka kelis mėnesius; tinkamos giberelino miltelių koncentracijos gali pakeisti žemos{6}}temperatūros signalą ir sutrumpinti ramybės periodą. Palyginti su tiesiog išoriniu cukrumi ir maistinėmis medžiagomis, fermentų{8}}sukeltas režimas gali nuolat mobilizuoti pačios sėklos medžiagų apykaitos sistemą, todėl daigai auga stipriau ir tolygiau.
Giberelino milteliai reguliuoja ląstelių pailgėjimą moduliuodami DELLA slopinantį baltymą. Augaluose DELLA baltymas nuolat slopina augimu susijusių genų ekspresiją. Gibberelino milteliai prisijungia prie tarpląstelinio GID1 receptoriaus, skatina DELLA baltymo ubikvitinaciją ir skaidymą, sumažindami augimą{4}}stabdantį signalą. Tai lemia ilgalaikę su ląstelių sienelės atsipalaidavimu{6}} susijusių genų ekspresiją, padidina ląstelės sienelės išplėtimą ir pagreitina ląstelių pailgėjimą. Šis poveikis pirmiausia veikia stiebo tarpmazginį audinį ir nekeičia tarpmazgių skaičiaus. Žemaūgiuose pasėliuose ir sustingusių sodinukų laukuose naudojimas gali veiksmingai sumažinti augimo sulėtėjimą. Tiksli koncentracijos kontrolė yra labai svarbi; per didelės dozės gali sukelti per didelį ląstelių sienelių atsipalaidavimą, per didelį tarpmazgių pailgėjimą, sumažėjusį mechaninį stiprumą ir žymiai padidėjusį išgulimo pavojų.
Giberelino milteliai gali dalyvauti reguliuojant reprodukcinį augimą, subalansuojant maistinių medžiagų paskirstymą tarp vegetatyvinio augimo ir žydėjimo/vaisių derėjimo. Kai kurioms ilgoms-dienoms gėlėms ir vaismedžiams reikalinga nuolatinė žema temperatūra, kad žiedpumpuriai išsiskirtų;Giberelino milteliaigali iš dalies pakeisti vernalizacijos sąlygas, skatinant normalų žiedpumpurių formavimąsi. Tinkamas naudojimas žydėjimo metu gali sumažinti gėlių ir vaisių kritimą ir paskatinti vaisių be sėklų vystymąsi, todėl jis plačiai naudojamas vynuogių ir citrusinių vaisių auginimui. Dažniausiai naudojami augimo reguliatoriai yra skirti tik stiebo ir lapų vystymosi reguliavimui, todėl sunku reguliuoti reprodukcinio ciklo reguliavimą. Tačiau giberelino milteliai gali veikti per visą gyvavimo ciklą-nuo sodinukų iki vegetatyvinio augimo ir žydėjimo/vaisių žydėjimo-pasiekiant skirtingus reguliavimo tikslus, pagrįstus naudojimo laiku.
Giberelino milteliai sudaro sudėtingą hormoninės sąveikos tinklą su auksinu, abscisine rūgštimi ir citokininu, kartu reaguodami į išorinės aplinkos pokyčius. Sausra ir žemos temperatūros{1}}temperatūra slopina endogeninę giberelino sintezę, todėl augimas sustoja. Eksogeninis giberelino miltelių papildymas gali atkurti hormonų pusiausvyrą ir sumažinti streso sukeltą augimo slopinimą. Tačiau įvairūs hormonai turi antagonistinius ryšius; abscizino rūgštis gali neutralizuoti daigumą{4}}skatinantį poveikį, todėl reikia vengti prieštaringų komponentų lauko kompozicijose. Vienos-funkcijos reguliatoriai dažnai tik skatina arba slopina fiziologinę veiklą viena kryptimi; Gibberelino milteliai, išnaudodami savo kelių sąveikos ypatybes, prisitaiko prie įvairių auginimo scenarijų reguliavimo poreikių.
📌Keli pritaikymo scenarijai išplečia žaliavų iškrovimo kanalus
Didelio masto{0}}žemės ūkio sodinimas yra tinkamiausia giberelino miltelių naudojimo sritis. Auginant vaisius ir daržoves, jis dažniausiai naudojamas vynuogėms be sėklų apdoroti, citrusinių vaisių konservavimui ir auginimui bei kivių žydėjimo laikotarpiui reguliuoti. Lauko pasėliuose jis gali būti naudojamas sulėtėjusiam ryžių daigų augimui palengvinti ir kviečių sodinimui skatinti. Auginant vaistinius augalus ir miškininkystės sodinukus, giberelino milteliai nutraukia sėklų ramybės būseną ir žymiai padidina daigumą. Augalų augimo reguliatorių rinka ir toliau vystosi mažesnes dozes ir didesnį saugumą, o ūkininkai palaipsniui atsisako neapdorotų ekstraktų, kuriuose yra daug priemaišų, todėl rinkoje nuolat auga didelio -grynumo giberelino miltelių paklausa. Žaliavų gamintojai gali pateikti skirtingas grynumo specifikacijas, tinkamas žemės ūkio mišinių perdirbimo įmonėms, kurios tiesiogiai gamina emulsuojamus koncentratus ir tirpius miltelius.
Gėlininkystės ir sodininkystės pramonė toliau tiria Gibberellino miltelių plėtros potencialą. Daugelis dekoratyvinių gėlių kenčia nuo žydėjimo sunkumų ir uždelstų žydėjimo laikotarpių; Tinkamos giberelino miltelių koncentracijos gali paskatinti ankstesnį žydėjimą ir žydėjimą, optimizuoti augalų aukštį ir pagerinti dekoratyvinę kokybę. Tinkamas giberelino miltelių naudojimas skintų gėlių gamyboje gali sulėtinti stiebo senėjimą ir pailginti vazos tarnavimo laiką. Šaknų mirkymas sodinukų stadijoje vazoniniuose augalų daigynuose gali išspręsti sustingusių ir lėtai augančių sodinukų problemą. Sodininkystės įstaigose keliami aukštesni augimo reguliatorių saugos reikalavimai; didelis-grynumas, be priemaišų-Giberelino milteliaimažiau tikėtina, kad sukels lapų deformaciją, nudegintus galiukus ar kitą fitotoksinį poveikį, atitinkantį aukščiausios klasės gėlių auginimo{0}}standartus.
Alaus gamybos ir bio{0}}fermentacijos pramonė palaipsniui plečia giberelino miltelių taikymą. Giberelino miltelių pridėjimas į miežių salyklo gamybos procesą gali paskatinti amilazės sintezę, pagerinti krakmolo hidrolizės efektyvumą, sutrumpinti salyklo gamybos ciklą ir sumažinti perdirbimo energijos sąnaudas. Tradiciniai procesai priklauso nuo miežių endogeninio giberelino, kuris dėl veislės ir klimato labai svyruoja. tikslus papildymas egzogeniniais giberelino milteliais gali stabilizuoti susicukravimo lygį. Maisto fermentacijos srityje būtina griežta žaliavos grynumo, sunkiųjų metalų ir mikrobų rodiklių kontrolė; rafinuoti, didelio grynumo-giberelino milteliai gali atitikti alaus pramonės standartus ir atverti naują rinką už žemės ūkio ribų.
Sudėtinių formų kūrimas tęsiasi. Giberelino milteliai dažnai moksliškai derinami su benzilaminopurinu ir brassinolido veikliosiomis medžiagomis. Įvairios veikliosios medžiagos veikia sinergiškai, kad subalansuotų augalo vegetatyvinį ir reprodukcinį augimą. Naudojant vien giberelino miltelius, galima lengvai paskatinti pernelyg didelį vegetatyvinį augimą, tačiau kartu galima sušvelninti vienašališko augimo skatinimo trūkumus, taip skatinant augimą ir pagerėjus vaisių dygimui. Kompozicijų įmonės nuolat kuria standartizuotas iš anksto sumaišytas sudėtines žaliavas, tiesiogiai tiekdamos gatavų mišinių žaliavas žemės ūkio žaliavų platintojams, supaprastindamos tolesnių mišinių derinimo procesus ir sumažindamos naujų produktų kūrimo slenkstį.
🔭Nuolatinis technologinis atnaujinimas, siekiant ištirti žaliavų plėtros potencialą
Nuolat kartojant padermę{0}}pagrįstą fermentacijos optimizavimo technologiją, pagerėjo *Gibberelino* padermės, padidėjo tikslinio GA₃ derlius ir sumažėjo neveiksmingų homologų susidarymas. Tradicinės fermentacijos sistemos vienu metu generuoja kelis mažo -aktyvumo giberelino komponentus, todėl padidėja vėlesnio valymo našta. Dėl genetiškai modifikuotų padermių, specialiai praturtinančių GA₃, veiksmingų komponentų dalis fermentacijos sultinyje žymiai padidėjo, todėl sumažėjo tirpiklio suvartojimas tolesnio valymo metu ir nuolat mažėja gamybos sąnaudos. Atnaujinti fermentacijos procesai taip pat sumažina šalutinių produktų susidarymą, sumažina priemaišų apdorojimo šaltinyje sunkumus ir skatina stabilų, didelio masto didelio-grynumo giberelino miltelių tiekimą.
Žaliųjų valymo procesai nuolat tobulinami. Tradiciniuose valymo metoduose naudojami dideli organinių tirpiklių kiekiai, todėl patiriamos didelės aplinkosaugos sąnaudos ir galimos tirpiklių likučių problemos. Naujas membraninis filtravimas, nepertraukiama chromatografija ir žemos-temperatūros nepertraukiamos kristalizacijos procesai žymiai sumažina organinių tirpiklių sąnaudas, o tai priklauso nuo fizinio atskyrimo, kad praturtintų aktyvius komponentus. Visas procesas vyksta švelnioje temperatūroje, vengiant aukštos -temperatūros žiedo-atsidarymo laktonų inaktyvavimo ir dėl to produkto aktyvumas išlaikomas. Giberelino milteliai, pagaminti naudojant ekologiškus procesus, labiau atitinka vietinius ir tarptautinius žemės ūkio žaliavų eksporto aplinkosaugos standartus, o tai palengvina žaliavų eksportą į užsienio rinkas.
Suderinamumo duomenų bazė yra sistemingai kuriama, nuolat tiriant sinerginius ir antagonistinius ryšius tarpGiberelino milteliaiir įvairių augalų augimo reguliatorių bei lapų trąšų. Skirtingoms kategorijoms, tokioms kaip vaismedžiai, grūdinės kultūros, gėlės ir vaistiniai augalai, sudaromi tinkamų naudojimo koncentracijų sąrašai, optimalus naudojimo laikas ir kontraindikacijos mišiniams. Brandaus naudojimo sprendimai gali būti tiesiogiai pateikti žemės ūkio žaliavų įmonėms ir sodinimo bazėms, kad būtų sumažintos lauko bandymų išlaidos ir fitotoksiškumo rizika. Nuolat plečiantis įrenginių žemės ūkiui ir nuolat tobulinant konkrečių kultūrų panaudojimo duomenis, Gibberelino miltelių rinkos potencialas toliau plečiasi.
Stabilizavimo formulių technologijos yra nuolat optimizuojamos. Sprendžiant lengvo Gibberellino miltelių vandeninių tirpalų skaidymo problemą, buvo sukurta speciali stabilizavimo sistema, prailginanti efektyvią darbinio tirpalo trukmę. Tuo pačiu metu buvo optimizuoti miltelių pakavimo sprendimai, naudojant deguonies -atsparią ir drėgmei-atsparią aliuminio folijos pakuotę, kuri izoliuoja drėgmę ir orą, užkertant kelią lėtam laktonų skaidymui ilgalaikio-laikymo metu. Nuolat diegiamos standartizuotos saugojimo gairės, aiškiai apibrėžiančios temperatūros ir drėgmės kontrolės diapazonus, padedančius platintojams ir augintojams tinkamai laikyti giberelino miltelius, užtikrinant žaliavos veiklos stabilumą viso proceso metu.
Išvada
Giberelino milteliai yra pagrindinė tetraciklinės diterpenoidinės karboksirūgšties augalų hormonų šeimos sudedamoji dalis, tarp kurių GA₃ yra seniausias ir plačiausiai ištirtas giberelinas. Dėl savo molekulinių mechanizmų, skatinančių DELLA baltymų skaidymą ir aktyvinant ląstelių pailgėjimą bei dalijimąsi, jis atlieka nepakeičiamą vaidmenį nutraukiant ramybės būseną, skatinant stiebo ir lapų pailgėjimą, skatinant žydėjimą ir formuojant vaisius be sėklų.
„Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd.“ naudoja pažangią įrangą ir procesus, kad užtikrintų aukštos -kokybės produktus. MūsųGiberelino milteliaiatitinka tarptautinius farmacijos standartus. Mūsų siekis tobulėti, priimtinos kainos ir pageidaujamos aukščiausios kokybės paslaugos daro mus medicinos įstaigų ir mokslininkų partneriais visame pasaulyje. Jei jums reikia Gibberellino miltelių tyrimų ar gamybos, susisiekite su mumis Spustelėkite el.allen@faithfulbio.comArba WhatsApp:+86 13137770562.
Nuorodos
- Carrera, E., Ruiz-Rivero, O., Peres, A., García-Martínez, JL ir Gil, J. (2012). Giberelino biosintezės genas GA20ox1 reguliuoja pomidorų vaisių augimą ir vaisiaus sėkmę. Augalų fiziologija, 159(3), 1126–1141.
- Hedden, P. ir Thomas, SG (2012). Giberelino biosintezė ir jos reguliavimas. The Biochemical Journal, 444(1), 11–25.
- Kim, J. ir Achard, P. (2016). DELLA baltymai integruoja aplinkos signalus, kad moduliuotų augalų augimą. Journal of Experimental Botany, 67(1), 123–134.
- MacMillan, J. (2001). Penkiasdešimt metų giberelino tyrimų. Augalų augimo reglamentas, 35(1), 3–22.
- Oliveira, D., Silva, M. ir Santos, V. (2020). Alternatyvios giberelio rūgšties atgavimo ir gryninimo strategijos iš grybų fermentacijos sultinio. Atskyrimo ir gryninimo technologija, 247, 116962.
- Sakamoto, T., Matsuoka, M., & Tanaka, H. (2004). Genetinis giberelino metabolizmo manipuliavimas ryžiuose. Augalų biotechnologijos žurnalas, 2(2), 113–126.
- Yamaguchi, S. (2008). Giberelino metabolizmas ir reguliavimas aukštesniuosiuose augaluose. Metinė augalų biologijos apžvalga, 59, 225–251.