2.5.1.1. Vai trò sinh lý của gibberellin
Gibberellin được xác định với hơn 100 loại khác nhau được ký hiệu là GA3, GA2… nhưng hoạt tính của GA3 là mạnh nhất.
-Sự kéo dài tế bào
Gibberelin kiểm soát hướng đặt các vi sợi celluloz (vừa mới được tổng hợp nhờ celluloz 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), tuy nhiên sự phối hợp hoạt động giữa gibberelin và auxin trong sự đặt các vi ống chưa được biết.
Gibberelin hạ thấp nồng độ Ca2+ trong vách (có lẽ bằng cách kích thích sự hấp thu ion này vào trong tế bào) và do đó giúp sự kéo dãn vách, vì Ca2+ cản sự kéo dãn vách ở dicot (không cản ở monocot). Trong hoạt động này, vách tế bào không bị acid hoá bởi giberelin (khác với hoạt động nhanh của auxin).
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.
- Sự kéo dài của thân
Hiệu quả sinh lý rõ rệt nhất của gibberellin là kích thích mạnh mẽ sự sinh trưởng kéo dài của thân, sự vươn dài của lóng. Hiệu quả này có được là do của gibberellin kích thích mạnh lên pha giãn của tế bào theo chiều dọc. Vì vậy khi xử
lý gibberellin cho cây đã làm tăng nhanh sự sinh trưởng dinh dưỡng nên làm tăng sinh khối của cây. 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.
- Sự kéo dài lóng và tăng trưởng lá
Kích thích sự kéo dài lóng, vừa do sự kéo dài vừa do sự phân chia tế bào thân, là đặc tính nổi bật của gibberelin. Gibberelin kích thích mạnh sự phân chia tế bào nhu mô vỏ và biểu bì. 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.
- 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.Trong trường hợp này của gibberellin kích thích sự tổng hợp của các enzyme amilaza và các enzyme thuỷ phân khác như protease, photphatase... và làm tăng hoạt tính của các enzyme 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.
- Sự ra hoa, quả
GA là nhóm phytohoocmon quan trọng nhất ảnh hưởng rõ rệt đến sự ra hoa của nhiều loài thực vật. Nhà sinh lý thực vật học người Nga - Chailakhyan đã đề xướng học thuyết hoocmon ra hoa đã tồn tại mấy chục năm nay. Theo quan điểm này thì sự ra hoa của thực vật được điều chỉnh bằng các hoocmon ra hoa. Ảnh hưởng đặc trưng của sự ra hoa của gibberellin là kích thích sự sinh trưởng kéo dài và nhanh chóng của ngồng hoa (trụ dưới hoa). Gibberellin kích thích cây ngày dài ra hoa trong điều kiện ngày ngắn.
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.
2.5.1.2. Một số nghiên cứu, ứng dụng Gibberelin trên cây ăn quả.
Gibberellin được tổng hợp chủ yếu ở các cơ quan còn non như chồi non, hạt non, lá non, rễ non. Do đó Gibberellin thường giàu trong giai đoạn kéo daì tế bào (tăng trưởng nhanh) và đạt tới đỉnh vào thời điểm đậu trái. Hạt là nguồn giàu gibberellin. Gibberellin ảnh hưởng đến độ lớn và hình dạng của trái bằng cách làm giảm lão hóa.
Gibberrelin giữ cho vỏ trái cam quýt tươi lâu hơn, chậm mềm khi chín và kéo dài thời gian bảo quản. Gibberelin cũng làm cho vỏ trái táo đẹp hơn.
Sử lý nho với GA3 (5-40ppm tùy theo giống) là biện pháp phổ biến và quan trọng làm tăng năng suất nho lên gấp bội và cải thiện được phẩm chất (Phun cho nho 2 lần khi mầm hoa mới nhú và khi quả mới hình thành. Đối với cà phê, điều và các cây ăn quả (nhãn, vải, xoài, chôm chôm, táo, vú sữa…) để kích thích cây ra hoa nhiều, nhanh và đồng loạt phun GA3 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 hoa (để khô hạn, bóc khoanh vỏ hoặc phun, tưới thuốc), phun GA3 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 GA3 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 GA3 khi quả bắt đầu lớn làm quả lớn nhanh, quả to và ít bị rụng. Phun GA3 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.
Ở Thái Lan, hiện nay nhãn được bán quanh năm, do người sản xuất đã nắm được và tác động một số biện pháp kỹ thuật sản xuất trái vụ. Vì vậy, việc sử dụng giống, và các hoá chất ra hoa trái vụ để thúc đẩy nhãn ra hoa trái vụ đã được nhiều người quan tâm (Charatnone, 2005).
Khi phun GA3 nồng độ 25 mg/l và 50 mg/l vào tuần thứ 4 sau khi đậu quả đã làm tăng kích thước quả, ở nồng độ 75 mg/l đã làm tăng kích thước quả đồng thời pH và axit ascobic tăng (Hegele1 et al., 2008).
Chen et al. (1984) đã chỉ ra rằng GA3 (nồng độ 100mg/ lít) và Ethrel (500- 1000 mg/ lít) đã làm tăng khả năng ra hoa khi phun vào thời kỳ phân hoá mầm hoa. Các chất điều tiết sinh trưởng cũng làm tăng số hoa, lượng hoa cái và làm giảm lá dị hình trên chùm hoa. Năng suất trung bình của các công thức thí nghiệm trong 2 năm là 2,8 tấn/ha (đối chứng), 7,5 tấn/ha (GA3- 100mg/ lít) và 5,5 tấn/ha (Ethel – 100mg/ha).