Gibberellin (GA)

1/ Gibêrelin (Gibberellin) là gì? Nguồn gốc Gibêrelin (Gibberellin):

Gibêrelin (Gibberellin) là một hoóc môn thực vật có công dụng điều chỉnh sự phát triển ở thực vật và gây ảnh hưởng tới một loạt những nbsp;sự hình thành và phát triển nbsp;như khiến cho thân dài ra, nảy mầm,ngủ, ra bông, dấu hiệu gen, kích thích enzym và hiện trạng già yếu của lá cũng như quả v.v.

Gibêrelin (Gibberellin) là nhóm phytohormone thứ hai được tìm thấy sau auxin

+ Năm 1989, Hori tìm ra bệnh Bakanae được gây nên bởi nấm thuộc chi Fusarium.

+ Năm 1935, Yabuta phân lập được Gibêrelin (Gibberellin) A.

+ Năm 1938, Yabuta và Sumiki kết tinh thành công Gibêrelin (Gibberellin) A và B.

Tiếp đến những nhà khoa học đã tìm kiếm được đông đảo dẫn xuất của GA khác, hiện nay đã có khoản 136 GA được tìm ra, thường hay được phân lập và kết tinh từ nấm mốc Gibberella fugikuroi và một vài loài thực vật có hoa khác.

Gibêrelin (Gibberellin) thường hay được dùng nhất là GA3 và các dạng hoạt động GA1/

2/ Công thức kết cấu nbsp;Gibêrelin (Gibberellin)

Cực kỳ đa dạng, có hơn70 loại Gibêrelin (Gibberellin) có mặt ở cây cối, vi sinh vật. Người ta đặt tên những Gibêrelin (Gibberellin) theo thứ tự thời gian phát hiện GA1/ GA2/… GAn, trong đó quan trọng nhất có thể nói đến là GA3/ Những Gibêrelin (Gibberellin) đều là dẫn xuất của vòng gibban.

Kết cấu của một vài nbsp;Gibêrelin (Gibberellin) tiêu biểu

3/ Vai trò sinh lý của Gibêrelin (Gibberellin)

• Gibêrelin (Gibberellin) thúc đẩy sự nối dài tế bào:

GA thúc đẩy sự nối dài của tế bào (không bằng cơ chế sinh trưởng acid như auxin), tuy vậy trong thực tế GA luôn xuất hiện cùng auxin – có thể công dụng nbsp;nối dài của GA dựa vào auxin.

• Gibêrelin (Gibberellin) kích thích sinh trưởng chiều cao thân, chiều dài cành, rễ, nối dài lóng cây hoà thảo:

(dãn theo chiều dọc của tế bào):

Tác động của GA3 lên sự nối dài thân của cây giống đậu lùn

(trái) cây đối chứng, (phải) cây 7 ngày sau khi xử lý GA3

Hiệu quả sinh lý rõ ràng nhất của Gibêrelin (Gibberellin) là kích thích mạnh mẽ sự phát triển nối dài của thân, sự vươn dài của lóng. Hiệu quả này có được là do của Gibêrelin (Gibberellin) kích thích mạnh lên pha giãn của tế bào theo chiều dọc. Do đó khi xử lý của Gibêrelin (Gibberellin) cho cây đã nâng cao nhanh sự phát triển dinh dưỡng nên nâng cao sinh khối của cây. Dưới ảnh hưởng của Gibêrelin (Gibberellin) khiến cho thân cây tăng chiều cao cực kỳ mạnh (đậu xanh, đậu nành thành dây leo, cây đay cao gấp 2-3 lần).

->  Những đột biến lùn (khiếm khuyết gen tổng hợp GA) – xử lý GA sẽ có hiệu quả cao

• Gibêrelin (Gibberellin) kích thích sự phân chia tế bào:

GA không chỉ thúc đẩy sự phát triển mà còn thúc đẩy sự phân chia tế bào. GA thúc đẩy sự phân chia tế bào bằng phương pháp khởi động một vài gene CDK (cyclin-dependent protein kinase) đóng vai trò trong điều hoà chu trình tế bào (chuyển tế bào từ pha G1 sang pha S)

• Gibêrelin (Gibberellin) kích thích làm tăng khả năng nảy mầm, nảy chồi của những mầm ngủ, của hạt và củ:

Gibêrelin (Gibberellin) kích thích làm tăng khả năng nảy mầm, nảy chồi của những mầm ngủ, của hạt và củ, vậy nên nó có công dụng trong việc phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ của chúng. Hàm lượng Gibêrelin (Gibberellin) thường được tăng lên lúc chồi cây, củ, căn hành hết giai đoạn nghỉ, lúc hạt nảy mầm. Trong trường hợp này của Gibêrelin (Gibberellin) thúc đẩy sự tổng hợp của những enzyme amilaza và những enzyme thuỷ phân khác như protease,photphatase… và nâng cao hoạt tính của những enzyme này, do đó mà đẩy nhanh quá trình phân hủy tinh bột thành đường cũng như phân hủy những polime thành monome khác, tạo điều kiện về nguyên vật liệu và năng lượng cho quá trình nảy mầm. Ở trên cơ sở đó, nếu xử lý Gibêrelin (Gibberellin) ngoại sinh thì có thể phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ của hạt, củ, căn hành bao gồm cả trạng thái nghỉ sâu.

• Kích thích làm tăng khả năng ra hoa và phân hóa giới tính hoa:

Trong nhiều trường hợp của Gibêrelin (Gibberellin) thúc đẩy sự ra bông rõ ràng. Tác động đặc thù của sự ra bông của Gibêrelin (Gibberellin) là thúc đẩy sự phát triển nối dài và mau chóng của cụm hoa. Gibêrelin (Gibberellin) kích thích cây ngày dài ra bông trong hoàn cảnh ngày ngắn (Lang, 1956).

Gibêrelin (Gibberellin) ảnh hưởng nhiều đến sự phân hóa giới tính của hoa, ức chế sự phát triển hoa cái và thúc đẩy sự phát triển hoa đực. Gibêrelin (Gibberellin) có công dụng giống auxin là nâng cao kích thước của quả và tạo quả không hạt. Hiệu quả này càng rõ ràng khi kết hợp công dụng với auxin.

• Gibêrelin (Gibberellin) kích thích tạo thành quả và tạo quả không hạt (tương đương auxin)

Xử lý GA tăng tỷ lệ đậu trái và quả không hoặc ít hạt, làm to quả, nâng cao năng suất quả. Cả Auxin và GA phải hiện diện trong quả để có thể đậu trái. Một vài cây trồng (nho, anh đào…) có phản ứng đặc hiệu với GA

4/ Sự liên lạc của Gibêrelin (Gibberellin) với auxin:

Trong đa phần những trường hợp, GA có hoạt động bổ sung cho auxin:

– Auxin kích thích tượng tầng, GA kích thích mô phân sinh lóng.

– Auxin thúc đẩy sự nối dài tế bào của những tế bào dẫn xuất từ mô phân sinh (vùng dưới ngọn, vùng nối dài ); GA thúc đẩy sự nối dài của những tế bào có xuất xứ từ mô phân sinh lóng.

– Auxin cản chồi nách; GA thúc đẩy sự tăng trưởng chồi và gỡ vài sự ngủ của chồi và phôi.

– Auxin thúc đẩy sự tạo rễ; GA không có hiệu ứng này (thỉnh thoảng có hiệu ứng nghịch).

	GA	Auxin
Kết cấu	Có một vòng gibban cơ bản Chỉ có nguyên tố C, H, O Nhân Gibêrelin (Gibberellin)	Có vòng indol hoặc vòng phenol Luôn có N trong công thức kết cấu Nhân Indol
Tổng hợp	Tiền chất là acid mevalonic	Tiền chất là triptophan
Công dụng sinh lý	Kích thích sinh trưởng nối dài của cây	Thúc đẩy sự phát triển giãn của tế bào theo mọi hướng

5/ Một vài ứng dụng của Gibêrelin (Gibberellin)

GA đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp và đã mang lại những hiệu quả lớn lớn như kích thích sự sinh trưởng của cây để tăng sản lượng (như với các rau ăn lá), kích thích ra bông nhanh và nhiều, hạn chế rụng hoa, rụng quả non và tăng kích thước của quả (với các cây lấy quả), kích thích hạt nẩy mầm (với lúa…) và nhiều ứng dụng khác. Với mỗi nhóm cây có thể sử dụng GA tùy theo mục đích.

* Đối với cây lúa: Thường sử dụng GA để kích thích hạt nẩy mầm, kích thích đẻ nhánh, kích thích bông lúc trổ nhanh và thoát, hạn chế nghẹn bông.

* Đối với các loại cây mía: Phun vào giai đoạn bắt đầu vươn lóng làm lóng dài và lớn, có thể tăng năng suất 20-30%. Phun GA cho cây đay có thể làm chiều cao cây tăng gấp 2 lần.

* Đối với các loại rau ăn lá: như rau cải, rau muống, rau dền… phun 2-3 lần ở giai đoạn cây sinh trưởng mạnh có thể tăng năng suất trên 30%.

* Đối với cà phê, điều và các cây ăn quả: (nhãn, vải, xoài, chôm chôm, táo, vú sữa…) để kích thích cây ra bông nhiều, nhanh và đồng loạt phun GA khi mầm hoa bắt đầu hình thành, khoảng 20-30 ngày trước khi trổ hoa chính vụ hoặc sau khi đã thực hiện các biện pháp xử lý ra bông (để khô hạn, bóc khoanh vỏ hoặc phun, tưới thuốc), phun GA lúc này còn làm tăng tỉ lệ đậu quả, hạn chế rụng hoa và quả non.

Một kết quả nghiên cứu của Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh cho thấy khi phun GA cho cà phê vào giai đoạn hoa bắt đầu hình thành làm cho 80% hoa nở tập trung trong thời gian ngắn 15-20 ngày, quả chín đồng loạt, thuận lợi cho thu hoạch.

– Phun GA khi quả bắt đầu lớn làm quả lớn nhanh, quả lớn và ít bị rụng. Ở nhiều nước trong nghề trồng nho sử dụng GA rất phổ biến để tăng năng suất và chất lượng nho, có thể làm nho ít hạt hoặc không hạt. Phun cho nho 2 lần khi mầm hoa mới nhú và khi quả mới hình thành.

– Phun GA lên lá và quả khi quả già sắp chín để neo quả trên cây, làm chậm thời gian thu hoạch để giãn vụ hoặc chờ giá cao, với cam quýt, chanh có thể chậm thu hoạch hàng tháng.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã nghiên cứu thành công biện pháp phá ngủ nghỉ cho củ khoai tây thu hoạch vụ đông để có mầm kịp trồng vụ xuân bằng phun dung dịch GA, tỉ lệ củ nẩy mầm đạt trên 90% trong 5-7 ngày.

Ngoài những ứng dụng phổ biến trên đây, GA còn được sử dụng với nhiều mục đích khác như tạo nhiều hoa đực trong sản xuất hạt giống, kích thích xà lách, bắp cải, xu hào ra bông trong điều kiện nhiệt độ cao, rút ngắn thời gian ra bông cho cây hoa cảnh (cúc, huệ, lay-ơn…). Trong nghề làm bia, GA được sử dụng để kích thích nẩy mầm cho hạt lúa mì, mạch, ngô, giảm chi phí sản xuất men, tăng chất lượng men, rút ngắn thời gian làm men. Ước tính hiện có khoảng 50% khối lượng GA sản xuất trên thế giới được sử dụng trong công nghệ sản xuất rượu bia.

Ngoài GA3 đã được sử dụng phổ biến, gần đây người ta đã phát hiện và sử dụng GA4, GA7 cho cây trồng. GA4 và GA7 mang đầy đủ đăc tính và công dụng như GA3 nhưng sử dụng trong thực tế có phần thuận tiện và an toàn hơn. Xử lý GA3 cây vươn cao mạnh nhưng chiều ngang không tăng nên cây mảnh khảnh, yếu ớt, dễ đổ gẫy. Xử lý GA4 và GA7 cây vươn cao vừa phải với dáng cân đối, vững chắc hơn.

Ở nước ta hiện nay các chế phẩm Gibêrelin (Gibberellin) hầu hết là GA3/

Cũng như các chất điều hòa sinh trưởng thực vật khác, các GA thể hiện hiệu quả với cây ở liều rất thấp và phụ thuốc nhiều vào đặc điểm cây và thời điểm sử dụng. Không tự ý tăng liều lượng và cần áp dụng đúng kỹ thuật sử dụng để có hiệu quả cao và không gây ảnh hưởng xấu tới cây. Chú ý kết hợp cung cấp nước và dinh dưỡng theo yêu cầu. Các GA thuộc nhóm độc IV (LD50 qua miệng > 15/000mg/ kilogam ), tuy rất ít độc với người nhưng khi sử dụng cũng cần đảm bảo thời gian cách ly….