Отрывки из книги “Основы химической регуляции роста и продуктивности растений” Муромцев Г.С., Чкаников Д.И., Кулаева О.Н., Гамбург К.З., Москва, 1987г. ст. 33-49

ГИББЕРЕЛЛИНЫ

Приоритет открытия гиббереллинов принадлежит япон­ским ученым. В начале века японские фитопатологи изучали болезнь риса «бакане», характерный симптом ко­торой— чрезмерное вытягивание пораженных растений, значительно обгоняющих в высоту здоровые. Было вы­сказано предположение о том, что стимуляция роста рас­тений может быть связана с жизнедеятельностью пато­генного гриба Гибберелла — возбудителя болезни (цит. но Stodola, 1957). Эта догадка нашла эксперименталь­ное подтверждение в работе Куросавы (1926) (цит. по Stodola, 1958). Он обработал молодые здоровые расте­ния риса стерильными фильтратами жидкой культуры гриба, и растения, несмотря на отсутствие возбудителя, начали быстро вытягиваться. Стало ясно, что этот эф­фект обусловлен действием физиологически активных веществ, выделяемых грибом Гибберелла в культураль­ную среду. В конце 30-х гг. японские химики (Yabuta, Snmiki, 1938) выделили это вещество в чистом виде, на­звав его гиббереллином — по латинскому названию гриба-продуцента.

Второй и наиболее важный этап исследования гиббереллинов начинается с середины 50-х гг. К этому вре­мени японские ученые неплохо изучили гиббереллины и эти вещества, возможно, остались бы еще одной, хотя и весьма любопытной, группой среди многочисленных физиологически активных микробных метаболитов, если бы не открытие во второй половине 50-х гг. их уникальных свойств как гормональных регуляторов роста растений. Многосторонняя и очень высокая физиологическая ак­тивность гиббереллинов, и в первую очередь их способ­ность обеспечивать зацветание определенных групп рас­тений в неиндуктивных условиях, вызвала громадный интерес физиологов, а затем и биохимиков.

В 50-х гг. началось промышленное производство гиббереллина, позволившее быстро расширить масштабы научных исследований и разработать способы практиче­ского применения препарата.

Дальнейшие исследования показали, что гибберелли­ны присутствуют во всех цветковых растениях, являясь важной составной частью их гормонального комплекса.

Гиббереллины представляют собой группу близких по строению тетрациклических [кольца А, В, С и D (рис.3)] карбоновых кислот, относящихся к дитерпенам. Эти ве­щества рассматриваются как производные гипотетиче­ского углеводорода энт-гиббереллана, нумерация угле­родных атомов в котором соответствует правилам для тетрациклических дитерпеноидов (МсCrindle, Overton, 1965).

К 1984 г. из высших растений и из культуры гриба Гибберелла вы­делено 66 гиббереллинов:

Наиболее известен и преимущественно применяется гиббереллин А₃ [гибберелловая кислота (ГК)]. Это объ­ясняется тем, что гриб Gibberella fujikuroi синтезирует основном именно этот гиббереллин, который является главным компонентом коммерческих препаратов.

Гиббереллины, по-видимому, присутствуют во всех органах растений. Особенно богаты ими проростки, ин­тенсивно растущие молодые органы, созревающие и прорастающие семена (Муромцев, Агнистикова, 1973, 1984). Важные места локализации их в клетке — хлоро­пласты и вакуоли (Якушкина, Пушкина, 1976; Browning, Saunders, 1977; Ohlrogge et al., 1980).

Содержание гиббереллинов в растениях обычно со­ставляет 10^-9—10^-8 г/кг сырой массы (Григорьева идр., 1969). По определениям Г. Сембднера с соавт. (Sembdner et al., 1970)

Изучение места синтеза гиббереллинов и интерпретация получаемых данных зна­чительно более сложны, чем кажется с первого взгляда. В растениях гиббереллины постоянно передвигаются, ме­няются их локальные концентрации, поэтому в местах синтеза содержание гиббереллина может оказаться да­же ниже, чем в органах, где они накапливаются. За синтез de novo может быть принято повышение содер­жания активных гиббереллинов в результате перехода их из связанного состояния в свободное. В исследовани­ях по определению локализации синтеза гиббереллинов используют культуру тканей и изолированных органов (Butcher, 1963), а также меченые предшественники (Sit- ton et а 1., 1967). Эти методы успешно сочетаются с при­менением ингибиторов биосинтеза гиббереллинов (Lang, 1970).

Накопленные к настоящему времени данные позво­ляют заключить, что гиббереллины синтезируются вомногих органах, особенно в интенсивно растущих. Убе­дительно доказано новообразование гиббереллинов в прицветниках, молодых листьях, частях цветков, в фор­мирующихся и прорастающих семенах (Jones, Phillips, 1966), в апикальных стеблевых почках и зрелых листьях (Loveys, Wareing, 1971). В фотосинтезирующих тканях гиббереллины образуются в хлоропластах.

Для гиббереллинов характерны высокая физиологиче­ская активность и широкий спектр реакций, которые они способны вызывать. Обычно используют препараты, ос­новным компонентом которых является гибберелловая кислота (ГK, А₃)

Стимуляция вегета­тивного роста — самый известный эффект гиббереллина. Эта реакция наблюдается как у травянистых, так и у древесных растений, но у первых она выражена значи­тельно сильнее. Стимуляция может выражаться не только в вытягивании междоузлий, но и в увеличении их количества, усилении образования и роста боковых по­бегов, возрастании количества цветоносов и т. д.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИББЕРЕЛЛИНОВ

Отрывок из статьи «Гиббереллиновая кислота стимулирует ранний рост озимой пшеницы и ржи» А.Д.Павлиста, Д.В. Балтенспергер, Д.К. Сантра, Г.Ц. Гергерт, С. Кнокс, 2014, American Journal of Plant Science.

Посев озимой пшеницы (Triticum aestivum) в Небраске рекомендовано проводить в середине сентября, но часто яровые культуры (предшественники) убираются с поля около 01 октября. Это приводит к задержке посева. Может ли гиббереллиновая кислота (ГА 3), регулятор роста, догнать отставание в росте при позднем посеве?

Тестирование проводилось на протяжении 2005-2010 годов на полях с орошением на пшенице и ржи.  Посев проводился 15 сентября, 1 октября, 15 октября.

Отставание в росте было полностью наверстано для пшеницы сорта Goodstreak в концентрации ххххх ррm. Для сорта Westly потребовалась концентрация ххххх ррm. Рожь продемонстрировала средние показателями между сортами пшеницы.