Gibberellic acid (GA) is een soort hormoon dat belangrijk is voor de groei van planten. De 'groene revolutie' van de landbouw vond grotendeels plaats door de toepassing van gibberellinezuur op gewassen. Wetenschappers ontdekken de vele manieren waarop gibberellines de ontwikkeling van planten bevorderen, terwijl ze de methoden onderscheiden waarmee ze in planten worden getransporteerd en gesynthetiseerd.

Gibberellinezuur (GA) is een hormoon in planten dat helpt bij plantengroei en ontwikkeling. Het wordt veel gebruikt in de landbouw om de opbrengst van gewassen te verhogen.
Gibberellinezuur Beschrijving

Gibberellinezuur, of GA, is een hormoon dat voorkomt in planten. Gibberellinezuur is te vinden in groeiende plantweefsels zoals scheuten, jonge bladeren en bloemen. Het is zwak zuur. Een andere naam voor gibberellinezuur is gibberelline. Gibberellinezuur kan celmembranen binnendringen via eenvoudige diffusie. De zuren kunnen ook worden geholpen door instroomtransporters, eiwitten die GA's over het celmembraan kunnen verplaatsen. Een soort instroomtransporter is een nitraattransporter 1 /peptidetransporter (NPF). Andere dergelijke transporters omvatten SWEET13 en SWEET14, die blijkbaar sucrose naar het floëem van de plant transporteren. De binnenkant van de cel heeft een lagere zuurgraad (een hogere pH), en dus wordt GA negatief. Na dat punt kan de gibberelline niet uit de cel ontsnappen zonder met een andere component te zijn verbonden. Wetenschappers veronderstellen dat er transporters moeten zijn die gibberelline weer uit het cytoplasma kunnen verplaatsen, maar tot nu toe zijn deze "efflux-transporters" niet gevonden.

Tot nu toe zijn meer dan 130 soorten gibberellinezuren ontdekt. Verschillende hiervan zijn niet biologisch actief (bioactief), dus ze dienen als voorlopers voor bioactieve GA's zoals GA1, GA3, GA4 en GA7. De biosynthese van deze actieve GA's wordt niet goed begrepen, maar wetenschappers maken op dit gebied winst. Terwijl niet-bioactieve GA's lange afstanden in planten lijken te verplaatsen, doen bioactieve GA's dit meestal niet. Het is duidelijk dat GA in phloem-sap van planten kan bewegen en dat het de groei en ontwikkeling van de planten bevordert, evenals hun bloei. Blijkbaar kunnen GA's zich ook over korte afstanden verplaatsen. In het geval van GA9 wordt deze gibberelline gemaakt in eierstokken van planten en verplaatst naar bloemblaadjes en kelkblaadjes. Van daaruit ondergaat het wijzigingen om GA4 te worden. Dit bioactieve hormoon beïnvloedt op zijn beurt de groei van plantenorganen. Wetenschappers blijven antwoorden zoeken op hoe mobiel gibberellinezuur in planten zit.
GA3 Groeihormoon

GA3 groeihormoon is een soort gibberelline dat bioactief is. Een Japanse wetenschapper ontdekte AC3 in de jaren vijftig. In die tijd had een schimmel invloed op de rijstgewassen, waardoor de planten lang werden en de productie van zaden werd gestopt. Deze slungelige, onvruchtbare planten konden hun gewicht niet eens dragen. Toen wetenschappers deze schimmel bestudeerden, ontdekten ze dat het verbindingen bevatte die de plantengroei konden bevorderen. De schimmel werd Gibberella fujikuroi genoemd, die de naam gibberellin heeft gekregen. Een van deze verbindingen, nu GA3 genoemd, is het meest geproduceerde gibberellinezuur voor industrieel gebruik. GA3 groeihormoon is belangrijk voor de landbouw, wetenschap en tuinbouw. GA3 stimuleert het voorkomen van mannelijke organen in bepaalde soorten.
Gibberellinezuur- en gewasproductie

De ontdekking van gibberellinezuren leidde tot belangrijke ontwikkelingen in de landbouw. Boeren ontdekten dat ze hun graanopbrengsten konden verhogen door GA's te gebruiken. Dit leidde tot wat in de landbouw een 'groene revolutie' werd genoemd. Boeren zouden meer stikstofmeststof aan gewassen kunnen toevoegen zonder zich zorgen te maken over te veel stengelverlenging. De resulterende toename van tarwe en rijst veranderde de landbouw over de hele wereld volledig, wat het grote belang van gibberellinezuur in de moderne landbouw bewees.

Tot op de dag van vandaag worden gibberellinezuren gebruikt om planten met dwergfenotypes te behandelen. De gibberellines stimuleren de plantengroei in deze dwergplanten. Gibberellinezuur kan ook worden gebruikt om de bloei in jonge fruitboomgaarden te verminderen. Op deze manier hebben de fruitbomen meer tijd om te groeien. Het helpt ook als een preventieve maatregel tegen plantenvirussen in jonge bomen die worden overgedragen door pollen. Boeren bepalen hoeveel gibberellinezuur ze op hun gewassen moeten gebruiken door te bepalen wat hun productiedoel is. Als ze fruit moeten bezuinigen, kunnen ze grote hoeveelheden gibberellinezuur gebruiken. Aan de andere kant, als ze minder GA gebruiken, kunnen de groenten of fruit meer produceren. Boomgaarden die veel fruit dragen, hebben niet zoveel GA-toepassing nodig. Over het algemeen mogen GA's alleen bij warm weer worden toegepast, anders werken ze ook niet om de groei te stimuleren.

Gibberellinezuur kan ook fruit zoals citrus helpen. Toepassing van gibberellinezuur op citrus kan de afbraak van albedo voorkomen, wat een vouwen en barsten van sinaasappelschillen is. Het toepassen van gibberellinezuur kan ook watermerkvlekken op citrusvruchten verminderen. Gibberellinezuur verbetert daarom de kwaliteit van de citrusschil. De toepassing van GA levert een fruit van hogere kwaliteit op dat beter bestand is tegen ongunstig weer en andere mogelijke manieren van verval en verwonding. Veel aandacht voor toepassingen op gezonde planten in de juiste omstandigheden kan een citrusgewas aanzienlijk verbeteren. Typisch treden de beste resultaten van GA-toepassing op wanneer het niet alleen wordt gebruikt, maar eerder in een mix met andere verbindingen. Het is duidelijk dat gibberellinezuur door de verbeteringen in gewasopbrengsten en vruchtkwaliteit een belangrijk hulpmiddel is in de landbouw. De rol in GA's van het verbeteren en vergroten van de voedselvoorziening is indrukwekkend en lijkt waarschijnlijk nog enige tijd te blijven bestaan.
Wat is de functie van Gibberellins?

Gibberellins functioneren als groeiregelaars in planten. Ze werken om de kieming van zaden een kickstart te geven, de scheutgroei en rijping van bladeren te bevorderen en de bloei te beïnvloeden. Wanneer gibberellines worden vrijgegeven, beginnen ze een proces van het verzwakken van zaadlagen door genexpressie te beginnen. Dit leidt tot de uitbreiding van cellen.

GA's zijn factoren die bijdragen aan de ontwikkeling van bloemen. In tweejarigen zullen ze de ontwikkeling van bloemen stimuleren. Interessant is dat in vaste planten gibberellines de bloei remmen. Bovendien zijn gibberellinezuren cruciaal voor verlenging van de internode. Nogmaals, het resultaat is een uitbreiding van cellen en celdeling. Dit gebeurt als reactie op lichte en donkere cycli.

In mutante planten die dwergachtig of laatbloeiend zijn, is er minder gibberellinezuur aanwezig. In deze planten is meer toepassing van GA nodig om de planten terug te brengen naar een normaler groeipatroon. Daarom functioneert gibberellin als een soort reset voor planten.

Een andere gibberellin-functie is om het ontkiemen van pollen te bevorderen. Tijdens pollenbuisgroei is aangetoond dat de hoeveelheid gibberelline toeneemt. Gibberellins beïnvloeden ook de mannelijke en vrouwelijke vruchtbaarheid in planten. Gibberellinezuur speelt een rol bij het onderdrukken van vrouwelijke bloemvorming.

De meeldraad is een hoofdsite voor het maken van gibberellinezuren.

Recente ontdekkingen in de plantkunde hebben geleid tot een beter begrip van signaalroutes voor gibberellinezuren. Over het algemeen vereisen deze routes een GA-receptor, groeirepressoren die DELLA's worden genoemd en eiwitten van verschillende soorten. De DELLA-eiwitten remmen de plantengroei, terwijl het GA-signaal de groei bevordert. Om verder te gaan dan deze remming, vormen gibberellinezuren een complex dat leidt tot de afbraak van de groeirespressors van DELLA.

Wetenschappers proberen nog steeds het proces te begrijpen voor de manier waarop GA's al deze dingen laten gebeuren. Theoretisch moeten gibberellinen lange afstanden binnen planten vervoeren. Het mechanisme hiervoor is nog niet duidelijk.

Omdat planten niet kunnen bewegen, is het belang van signaalmoleculen en hormonen van groot belang. Meer informatie over de fundamentele transportmechanismen van gibberellinezuur, naast de signaalwegen van de hormonen, zal leiden tot een beter begrip van planten. Dit zal op zijn beurt de landbouw helpen, omdat mensen geconfronteerd worden met de behoefte aan zeer efficiënte gewasopbrengsten