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Botenstoffe der Pflanzen

Gibberelline

Gibberelline sind Phytohormone, die vor allem das Streckungswachstum von Pflanzen fördern. Im Jahr 1912 beschrieb Sawada in Japan erstmalig eine merkwürdige Krankheit, bei der Reispflanzen extrem schnell spindelförmig empor wachsen; sie wurde entsprechend später als "Krankheit der verrückten Keimlinge" bezeichnet. Verursacher war der auf den Pflanzen parasitierende Pilz Fusarium moniliforme (= Gibberella fujikuroi), der eine Substanz ausscheidet, die T. Yabuta 1935 "Gibberellin" (GA) nannte. Die Strukur der Gibberelline wurde erst 1954/55 von Takahashi et al. aufgeklärt.

Mittlerweile sind über 125 verschiedene Gibberelline (bezeichnet mit GA1, GA2, GA3 usw.) bekannt, die sich chemisch sehr stark ähneln, jedeoch sehr unterschiedliche biologischen Aktivität aufweisen. Gibberelline sind Diterpene aus vier Isopreneinheiten, die zu einem tetracyclischen Ringsystem verbunden sind. Sie enthalten entweder 19 oder 20 C-Atome, wobei das 20. C-Atom Teil der Seitenkette ist (R1). Typische C20-Seitenketten sind z.B. CH3 in GA12, CHO in GA19 oder COOH in GA28.

Abb.1
Grundstruktur und Strukturformeln einiger Gibberelline

Der Gibberellingehalt einer Pflanze ist im wachsenden meristematischen Achsengewebe, in der Wurzelspitze und im unreifen oder keimenden Samen am höchsten. Defekte in der Biosynthese der Gibberelline kann bei den betreffenden Pflanzen zu Zwergwuchs führen, der sich durch exogene Gaben von Gibberellinen kompensien lässt. Neben dem Streckungswachstum stimulieren Gibberelline auch die Pollenkeimung und die Entwicklung einiger parthenokarper (also ohne Befruchtung entstandener) Früchte, so z.B. von Äpfeln, Kürbissen und Auberginen. Bei manchen Pflanzenarten wird auch die Blütenbildung oder die Mobilisierung von Reservestoffen des Endosperms von Gibberellinen (GA3) beeinflusst.

Gibberelline wirken vermutlich, indem sie an einen membranständigen Rezeptor der Zielzellen binden. Dieses Signal wird innerhalb der Zelle über einen second messenger in den Zellkern geleitet, wo es über DNA-bindende Transkriptionsfaktoren die Genexpression beeinflussen kann.

Link zur Gibberellin-Datenbank

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