TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA SINH- KTNN

Chương 4

GIBBERELLIN và ỨNG DỤNG

11/19/17

1


NỘI DUNG

I - Lược sử nghiên cứu.

II - Sự phân bố ở sinh vật và trong cơ thể thực vật.

III – Các con đường tổng hợp.

IV – Chức năng sinh lý của gibberellin đối với thực vật .

V – Những ứng dụng của gibberellin đối với đời sống
con người.
11/19/17

2


I - Lược sử nghiên cứu.

Gibberellin lần đầu tiên được nhà khoa học người Nhật Bản là Eiichi Kurosawa ghi nhận vào
năm 1926, khi ông nghiên cứu bệnh bakanae (lúa von) ở lúa.
Chất này kích thích cây lúa phát triển rất cao, các lóng dài ra, thân cây nhỏ lại, màu xanh của
cây ngả dần sang xanh vàng hoặc trắng.
Năm 1926, nhà nghiên cứu bệnh lý thực vật Kurosawa (Nhật Bản) đã thành công trong thí
nghiệm gây “bệnh von” nhân tạo cho lúa và ngô

11/19/17

3


Hình ảnh lúa von

11/19/17

4


Những giberelin được Teijiro Yabuta kết tinh đầu tiên là vào năm 1935 từ chủng
nấm Giberella fujikuroi do Kurosawa cung cấp, khi đó ông đã kết tinh được hai dạng
gibberellin và gọi chúng là gibberellin A và B
Năm 1955 hai nhóm nghiên cứu của Anh và Mỹ đã phát hiện ra axit gibberellic ở cây
lúa bị bệnh lúa von và xác định được công thức hóa học của nó là C

11/19/17

H O .
19 22 6


5


Năm 1956, West, Phiney, Radley đã tách được gibberellin từ các thực vật bậc cao và xác định
rằng đây là phytohormone tồn tại trong các bộ phận của cây.
=> Giberelin là một hooc môn thực vật có tác dụng điều chỉnh sự phát triển ở thực vật và có ảnh
hưởng tới một loạt các quá trình phát triển như làm cho thân dài ra, nảy mầm, ngủ, ra hoa, biểu hiện
gen, kích thích enzym và tình trạng già yếu của lá cũng như quả v.v.

11/19/17

6


II. NƠI PHÂN BỐ CỦA GIBERELIN (GA):
Giberellin được phân lập đầu tiên từ nấm Giberella fujikuroi. Từ khi được phát hiện, nó đã được
tìm thấy trên nhiều loài thực vật như: thực vật hạt kín, thực vật hạt trần, dương xỉ, tảo nâu, tảo lục,
nấm và vi khuẩn.
Trong cây: gibbrellin được tổng hợp trong phôi đang sinh trưởng, trong các cơ quan đang sinh
trưởng khác như lá non, rễ non, quả non... và trong tế bào thì được tổng hợp mạnh ở trong lục lạp.

11/19/17

7


GA vận chuyển không phân cực, có thể hướng ngọn hoặc hướng gốc tùy nơi sử dụng. GA
được vận chuyển trong hệ mạch dẫn với vận tốc từ 5-25 mm trong 12h. GA cũng tồn tại ở dạng
tự do và dạng liên kết với glucose và protein.
GA liên kết với các chất đường: nhiều gibbrellin-glycosid được tìm thấy ở thực vật nhất là

trong các hạt. Khi các gibbrellin được áp dụng vào thực vật, một phần gibbrellin bị glycosyl hóa;
ngược lại gibbrellin-glycosid có thể được đổi thành gibbrellin tự do.

11/19/17

8


III – Các con đường tổng hợp.
Gibbrellin được tổng hợp từ mevalonic acid trong những chồi non đanh sinh trưởng tích
cực và hộp đang phát triển.
Sau khi mevalonic acid biến đổi thành mevalonic acid pyrophosphate rồi thành isopenteny
pyrophosphate sẽ tách ra hướng tổng hợp xytokinin, abscisic acid và con đường khác theo các
bước tiếp theo để tạo thành ent-kaurene sẽ dẫn đến sự thành lập các phân tử gibbrellin.
Quá trình tổng hợp gibbrellin có thể bị ức chế bởi các chất làm chậm sinh trưởng trong
bước chuyển hóa từ geranylgeranyl pyrophosphate thành copyl pyrophosphate.

11/19/17

9


Các chất làm chậm sinh trưởng gốc pyrimidine, triazole, tetcyclacis và inabenfide cũng ức chế
sự biến đổi từ ent-kaurene thành ent-kaurenol, từ ent-kaurenol thành ent-kaurenal, từ ent-kaurenal
thành ent-kaurenoic acid. Quá trình sinh tổng hợp gibbrellin của nấm G.fujikuroi và thực vật bậc cao
có thể chia thành 3 giai đoạn chính:
+ chuyển hóa mevalonic acid thành ent-kaurene.
+ chuyển hóa ent-kaurene thành gibbrellin prototype, GA12-aldehyde.
+ chuyển hóa GA12-aldehyde thành C 20-GA, rồi thành C19-GA với con đường không 13-hydroxyl
hóa và con đường 13-hydroxyl hóa sớm ở các vị trí khác nhau và sau cùng thành các dạng GA khác

nhau.

11/19/17

10


CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA GIBBERELLIN
Gây nên sự giải ức chế gen chịu trách nhiệm tổng hợp các enzyme này mà trong hạt đang
ngủ nghỉ chúng hoàn toàn bị trấn áp bằng các protein histon.
Đóng vai trò như là chất cảm ứng mở gen để hệ thống tổng hợp protêin enzyme thủy phân
hoạt động.
Kích thích sự giải phóng các enzyme thủy phân vào nội nhũ xúc tiến quá trình thủy phân các
polime thành các monome kích thích sự nảy mầm của các loại hạt.

11/19/17

11


Xúc tiến hoạt động của auxin, hạn chế sự phân giải auxin do chúng có tác dụng kìm
hãm hoạt tính xúc tác của enzym phân giải auxin (auxinoxydase, flavinoxydase), khử tác
nhân kìm hãm hoạt động của auxin.
Gibberellin có ảnh hưởng trên toàn bộ của cây do gibberellin được vận chuyển qua mô
gỗ và mô libe.

11/19/17

12



ĐỘC TÍNH CỦA GIBBERELLIN
Acid gibberellic là chất ổn định, dễ bắt cháy và không tương thích với các acid
và các chất ôxi hóa mạnh.
Nó có thể có tác động như là một chất gây kích thích dị ứng đối với mắt (R36).
Liều gây tử vong đối với 50% mẫu chuột cống thử nghiệm bằng đường miệng là
LD  = 6.300 mg/kg.
50
Về mức dư lượng cho phép (MRL – Maximum Residue Level) của Gibberellin
trên rau là 0,001 ppm.

11/19/17

13


IV – CHỨC NĂNG SINH LÝ CỦA GIBERELIN:
4.1. Sự kéo dài tế bào:
Gibberelin kiểm soát hướng đặt các vi sợi cellulose ( vừa mới được tổng hợp nhờ
cellulose synthetaz) trong vách tế bào, hướng đặt này lại do hướng đặt của các vi ống ở
ngoại vi tế bào quyết định.
Gibberelin cảm ứng sự đặt các vi ống theo hướng ngang ở nhiều kiểu tế bào ( kể cả các
tế bào mà gibberelin không kích thích sự kéo dài).

11/19/17

14


Gibberelin hạ thấp nồng độ Ca


2+ 

trong vách (bằng cách kích thích sự hấp thu ion này

vào trong tế bào), do đó giúp sự kéo dãn vách tế Trong hoạt động này, vách tế bào không bị
acid hoá bởi giberelin.
Gibberelin cản hoạt động của các peroxidaz vách tế bào, do đó làm chậm sự hoá cứng
của vách, hiện tượng do sự tạo lignin dưới tác dụng của các peroxidaz.

11/19/17

15


4.2. Sự kéo dài của thân:
Hiệu quả sinh lý rõ rệt nhất của gibberellin
là kích thích mạnh lên pha giãn của tế bào theo
chiều dọc từ đó kích thích mạnh mẽ sự sinh
trưởng kéo dài của thân, sự vươn dài của
lóng..........Vì vậy khi xử lý của gibberellin cho
cây đã làm tăng nhanh sự sinh trưởng dinh dưỡng
nên làm tăng sinh khối của cây.

11/19/17

16


Dưới tác động của gibberellin làm

cho thân cây tăng chiều cao rất mạnh
(đậu xanh, đậu tương thành dây leo, cây
đay cao gấp 2-3 lần). Nó không những
kích thích sự sinh trưởng mà còn thúc
đẩy sự phân chia tế bào.

11/19/17

17


4.3. Sự kéo dài lóng và tăng trưởng lá:
Đây là đặc tính nổi bật của gibberelin.
Gibberelin kích thích mạnh sự phân chia tế bào nhu mô vỏ và biểu bì.
Ví dụ: Xử lý gibberelin làm tăng năng suất mía cây và đường (do kích thích sự kéo dài lóng).
Giberelin liều cao (hay phối hợp với citokinin) kích thích mạnh sự tăng trưởng lá (diện tích có thể gấp
đôi bình thường như ở Trèfle, Radis).
Trên lá yến mạch hay diệp tiêu lúa, giberelin chỉ có vai trò làm tăng hiệu ứng auxin.

11/19/17

18


4.4.Sự nảy mầm, nảy chồi:
Gibberellin kích thích sự nảy mầm, nảy chồi của các mầm ngủ, của hạt và củ, do đó nó có tác dụng
trong việc phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ của chúng.
Hàm lượng gibberellin thường tăng lên lúc chồi cây, củ, căn hành hết thời kỳ nghỉ, lúc hạt nảy mầm.

11/19/17


19


Trong trường hợp này của gibberellin kích thích sự tổng hợp của các enzym amylase và các
enzym thuỷ phân khác như protease, photphatase... và làm tăng hoạt tính của các enzym này, vì vậy
mà xúc tiến quá trình phân hủy tinh bột thành đường cũng như phân hủy các polime thành monome
khác, tạo điều kiện về nguyên liệu và năng lượng cho quá trình nảy mầm.
Trên cơ sở đó, nếu xử lý gibberellin ngoại sinh thì có thể phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ của hạt, củ,
căn hành kể cả trạng thái nghỉ sâu.

11/19/17

20


11/19/17

21


4.5. Sự ra hoa, quả:
Trong nhiều trường hợp của gibberellin kích thích sự ra hoa rõ rệt.Nó kích thích sự sinh
trưởng kéo dài và nhanh chóng của cụm hoa. Gibberellin kích thích cây ngày dài ra hoa trong điều
kiện ngày ngắn (Lang, 1956).

11/19/17

22



Gibberellin ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính của hoa, ức chế sự phát triển hoa cái và
kích thích sự phát triển hoa đực.
Gibberellin có tác dụng giống auxin là làm tăng kích thước của quả và tạo quả không hạt.
Hiệu quả này càng rõ rệt khi phối hợp tác dụng với auxin.

11/19/17

23


V - ỨNG DỤNG CỦA GIBBERRELLIN:
5.1. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:

5.1.1. Kích thích sự hình thành rễ của cành
giâm,cành chiết.:
Ðể xử lý ra rễ người ta thường dùng các
chất như: Axit β- indol axetic (IAA); Axit β-indol
butiric (AIB); ∝-NAA; 2,4-D; 2,4,5-T...
Nồng độ sử dụng tùy thuộc vào phương
pháp ứng dụng, đối tượng sử dụng và mùa vụ.

11/19/17

24


5.1.2. Kích thích sinh trưởng của cây, tăng chiều cao, tăng sinh khối và tăng năng suất
Trong lĩnh vực ứng dụng này có thể sử dụng các chất như gibberellin (GA), axit
-∝naphtin axêtic (∝-NAA).

Trên cây lúa: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.

11/19/17

25