Was ist Gibberellin?
Gibberellin (chemische Formel: C19H22O6) ist die allgemeine Bezeichnung für Pflanzenhormone, die am Pflanzenwachstum beteiligt sind.
Es ist eine natürlich vorkommende chemische Substanz und das erste Pflanzenhormon der Welt, das von dem japanischen Ingenieur Eiichi Kurosawa entdeckt wurde. Teijiro Yabuta kristallisierte es und bestimmte seine Struktur. Es gibt mehr als 100 Substanzen, die zu den Gibberellinen gezählt werden.
Bei Raumtemperatur liegen es in Form eines weißen Pulvers vor. Gibberelline sind aufgrund ihrer physiologischen Wirkungen auf Pflanzen, wie z. B. Stammverlängerung, Förderung der Keimung, Blüte und Vergrößerung des Meristems, von großer Bedeutung. Die Forschung hofft, dass die Gibberelline zur Lösung von Nahrungsmittelkrisen und Energiemangel eingesetzt werden können.
Anwendungen von Gibberellinen
Gibberelline sind eine Art Pflanzenhormon und spielen eine wichtige Rolle für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Sie werden hauptsächlich in der Landwirtschaft als Pestizide hergestellt und eingesetzt, um die Wachstumsbedingungen von Nutzpflanzen zu kontrollieren, indem ihre Wirkung auf das Pflanzenwachstum genutzt wird.
1. Förderung des Wachstums
Gibberelline fördern die Streckung und Vermehrung von Pflanzenzellen. Die Anwendung von Gibberellin-Behandlungen fördert das Wachstum von Stängeln und Blättern sowie das gesamte Pflanzenwachstum.
2. Unterbrechung der Keimruhe
Gibberelline werden auch während der Keimruhe von Pflanzensamen produziert und sind für das Aufbrechen der Keimruhe verantwortlich. Die Anwendung von Gibberellinen auf ruhende Pflanzen verkürzt die Ruhezeit und ermöglicht den Übergang zur Wachstumsperiode.
3. Förderung der Monofruktifikation
Monofruktifikation ist ein Phänomen, bei dem die Pollenbestäubung auf derselben Blüte oder auf derselben Pflanze stattfindet, was zur Fruchtbildung von Samen führt. Gibberelline können die Monofruchtbildung fördern. Monofruiting kann für Züchtungszwecke genutzt werden, da die Samen genetisch verändert werden können.
4. Förderung der Blüte
Gibberelline fördern die Blüte von Pflanzen. Umweltbedingungen und die eigenen Wachstumsbedingungen der Pflanze beeinflussen die Blüte der Pflanzen, aber Gibberelline können dazu beitragen, den Blühzeitpunkt zu steuern und die Blütenqualität zu verbessern.
Funktionsweise der Gibberelline
Gibberelline sind praktisch unlöslich in Wasser, aber gut löslich in Alkohol und Dimethylsulfoxid (DMSO). Gibberelline können auch unter sauren Bedingungen instabil werden.
Gibberelline sind instabil und werden leicht durch Licht und Sauerstoff zersetzt. Sie werden auch durch Wärme zersetzt, weshalb empfohlen wird, sie während der Lagerung an einem kühlen, dunklen Ort aufzubewahren.
Es ist eines der wichtigsten Hormone für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Es wird in der Forschung über Pflanzenwachstum und -entwicklung, in der Landwirtschaft und im Gartenbau eingesetzt. Es hat physiologische Wirkungen wie „Förderung der Streckung und des Wachstums“, „Unterbrechung der Keimruhe und Förderung der Keimung“, „Induktion von Amylase“, „Förderung der Bildung von Blütenknospen und der Blüte“ und „Förderung der Einfachfruchtbildung“.
Struktur der Gibberelline
Gibberelline sind eine Art Terpenoid-Verbindung mit einem Azicen-Diterpen-Skelett. Es handelt sich dabei um den Gattungsnamen für mehr als 100 verschiedene Strukturen, von denen die meisten aus Diterpenoidverbindungen mit einer Kohlenstoffzahl von 20 bestehen. Die allgemeine Struktur der Gibberelline wird durch die Summenformel C19H22O6 dargestellt.
Gibberelline haben eine Terpenoidstruktur, die durch die Bindung von Isopren-Einheiten gebildet wird, ein komplexes 19-Kohlenstoff-Diterpengerüst mit drei Hydroxylgruppen und zwei Carboxylgruppen. Sie haben fünf Ringe, von denen vier aus einem Cyclopentanopentaengerüst bestehen und ein Ring ein Cyclohexanongerüst ist aus dem Cyclohexanon-Grundgerüst. Diese Strukturen beeinflussen die biologische Aktivität und die Eigenschaften der Gibberelline.
Weitere Informationen zu Gibberelline
Herstellung
Gibberelline werden auf natürliche Weise aus Pflanzen gewonnen, aber in der Industrie wird hauptsächlich die chemische Synthese verwendet.
1. Chemische Synthese
Unter Verwendung von Cyclohexanon als Ausgangsstoff wird das Cyclopentanopentaengerüst gebildet, gefolgt von Reaktionen wie Oxidation und Acylierung, um Gibberelline zu erhalten.
Gibberelline können auch durch mikrobielle Fermentationsverfahren hergestellt werden.
2. Mikrobielle Fermentationsmethoden Gibberelline können durch die Kultivierung von Aktinomyceten und Schimmelpilzen und aus den von ihnen produzierten Metaboliten gewonnen werden. Die Nachteile der auf diese Weise gewonnenen Gibberelline sind ihre geringe Reinheit und die aufwendige Herstellung.