تاریخ :۹ فروردین ۱۴۰۳
جوانه-تنفس-آب

جوانه زنی بذر و تنفس طی جذب آب

  • جوانه زنی بذر و تنفس طی جذب آب

    تنفس، فعالیت آنزیم و اندامک ها و سنتز ریبونوکلئیک اسید از فعالیت های سلولی اصلی هستند که به طور تنگاتنگی با جوانه زنی و آمادگی برای رشد بعدی مرتبط هستند. بدین جهت بسیاری از تحقیقات در مورد بیوشیمی جوانه زنی و رشد روی این فرایندها تمرکز دارند و به نظر می رسد که در بذر متورم سه مسیر تنفسی breathing به نام های گلیکولیز، پنتوز فسفات، چرخه سیتریک اسید، چرخه کربس یا تری کربوکسیلیک اسید فعال است. در این مطلب از سایت دی مگ با جوانه زنی بذر و تنفس طی جذب آب آشنا خواهیم شد.

    زنجیره انتقال الکترون در جوانه زنی بذر

    گلیکولیز با آنزیم های سیتوپلاسمی که در شرایط هوازی و غیر هوازی برای تولید پیروات فعالیت می کنند تسریع می شود. اما در غیاب اکسیژن اگر دی اکسید کربن از دست نرود اتانول، دی اکسید کربن و لاکتیک اسید تولید می شوند. مسیرهای گلیکولیز و پنتوز فسفات اکسیداتیو طی مرحله اول ادامه می یابد و آنزیم های چرخه کربس فعال می شوند. بذرهای در حال جوانه زنی بسیاری از گونه های گیاهی اغلب اتانول تولید می کنند. تولید اتانول در نتیجه ی کاهش اکسیژن است.

    زنجیره انتقال الکترون در جوانه زنی بذر

    زنجیره انتقال الکترون در جوانه زنی بذر

    • کمبود اکسیژن ممکن است باعث تولید پیروات بیشتری از آنچه که برای فعالیت چرخه کربس و زنجیره انتقال الکترون لازم است شود.
    • در تنفس غیر هوازی با نام تخمیر به ازای یک مولکول گلوکز فقط دو مولکول آدنوزین تری فسفات ATP تولید می گردد.
    • در تنفس هوازی طی تشکیل پیروات شش مولکول ATP ساخته می شود.
    • در حضور اکسیژن پیروات در میتوکندری مصرف می شود.
    • دی کربوکسیلاسیون اکسیداتیو، استیل کوآنزیم A تولید می کند.
    • در حضور اکسیژن توسط چرخه سیتریک اسید با دی اکسیدکربن و آب ترکیب می شود و به ازای هر مولکول گلوکز ۳۲ مولکول ATP تولید می کند.

    مسیر انتقال الکترون

    زمانی که الکترون ها در زنجیره انتقال الکترون توسط یک سری از ناقل های الکترون سیتوکروم که در غشای داخلی میتوکندری جای دارند به مولکول اکسیژن منتقل می شوند مولکول ATP طی فسفریلاسیون اکسیداتیو تولید می گردد.

    • مسیر دیگری برای انتقال الکترون در میتوکندری اتفاق می افتد که سیتوکروم ها در آن نقش نداشته باشند.
    • مسیر پنتوز فسفات منبع مهم NADPH است که به عنوان دهنده هیدروژن و الکترون به خصوص در بیوسنتز اسیدهای چرب عمل می کند.
    • واسطه ها در این مسیر ترکیباتی را برای فرایندهای بیوسنتزی متنوع مانند ترکیبات معطر و شاید نوکلئوتیدها و نوکلئیک اسیدها به وجود می آورند.
    مسیر انتقال الکترون

    مسیر انتقال الکترون

    ارزیابی تنفس در بذرهای خشک

    تنفس بذرهای رسیده خشک با ۱۵-۱۰ رطوبت در مقایسه با بذرهای در حال نمو یا جوانه زنی بسیار کم است و در میکروفلور آلوده اغلب اندازه گیری ها پیچیده هستند. بذرهای خشک وقتی در معرض آب قرار داده می شوند گازی از آنها آزاد می گردد به نام انفجار مرطوب شدگی و گازی که از جذب کلوئیدی آزاد می گردد مجدداً جذب می شود. اکیتواسیدها مانند آلفا کیتو گلوتاریک اسید و پیروات که واسطه های مهمی در مسیرهای تنفسی Respiration during water absorption هستند از نظر شیمیایی ناپایدار بوده و ممکن است در بذر خشک وجود نداشته باشند.

    • یک واکنش متابولیکی بسیار سریع طی جذب آب اتفاق می افتد.
    •  چند دقیقه پس از ورود آب به سلول ها آمینواسیدها به وسیله واکنش های دی آمیناسیون و ترانس آمیناسیون تغییر می یابند.
    • مانند گلوتامیک اسید و آلانین الگوی مصرف اکسیژن توسط جنین و بافت های ذخیره ای متفاوت است.

    مراحل تنفس طی جذب آب و جوانه زنی

    • مرحله یک

    با فعالیت و آبگیری آنزیم های میتوکندری در چرخه سیتریک اسید و زنجیره انتقال الکترون مصرف اکسیژن در ابتدا افزایش می یابد. تنفس طی جذب آب در این مرحله به طور خطی با آبگیری بافت ها افزایش می یابد.

    •  مرحله دو

    این مرحله به علت ثابت بودن جذب اکسیژن یا افزایش تدریجی آن با کندی تنفس همراه است. آبگیری اجزای بذر در این مرحله کامل می شود و تمام آنزیم های موجود فعال می گردند. احتمالاً در این مرحله آنزیم های تنفس کننده یا تعداد میتوکندری ها کمی بیشتر افزایش می یابند ممکن است در برخی از بذرها بخشی از مرحله کند اتفاق افتد. چون پوسته ها یا سایر ساختارهای پیرامونی جذب اکسیژن توسط جنین متورم یا بافت های ذخیره ای را محدود نموده و منجر به غیر هوازی شدن موقتی شرایط می گردد.

    جشنواره پاییزه
    جشنواره فروش بذر های خاص و کمیاب با بیش از ۱۲۰۰ رقم تنوع
    همین الآن خرید کنید
    مراحل تنفس طی جذب آب و جوانه زنی

    مراحل تنفس طی جذب آب و جوانه زنی

    • حذف پوسته از بذرهای متورم نخود فرنگی مرحله کند را خیلی محدود می کند.
    • علت دیگر کند بودن این مرحله آن است که فعالیت مسیر گلیکولیز در جوانه زنی سریع تر از توسعه میتوکندری است که می تواند به علت نقص چرخه سیتریک اسید یا زنجیره فسفریلاسیون اکسیداتیو انتقال الکترون منجر به تجمع پیروات گردد.
    • مقداری از پیروات به مسیر تخمیر که نیاز به اکسیژن ندارد منحرف می شود.
    • بین مراحل دو و سه ریشه چه جنین به ساختار اطراف نفوذ کرده و جوانه زنی کامل می شود.

    سرعت تنفس طی جذب آب

    • مرحله سه

    این مرحله با افزایش سریع تنفس اتفاق می افتد. به دلیل افزایش فعالیت میتوکندری تازه سنتز شده و آنزیم های تنفسی سلول های تکثیر شونده جنین است. تعداد میتوکندری ها در بافت های ذخیره ای نیز افزایش می یابد که به تحرک ذخایر مربوط است. همچنین افزایش اکسیژن در دسترس از طریق منافذ پوسته یا سایر ساختارهای پیرامونی به افزایش تنفس در هر دو قسمت گیاه کمک می کند.

    • مرحله چهار
    1. این مرحله فقط در بافت های ذخیره ای و پس از تخلیه ذخایر غذایی بذر رخ می دهد.
    2. طول مرحله یک تا چهار در گونه های گیاهی به علت تفاوت در سرعت جذب آب، نفوذپذیری پوسته بذر به اکسیژن و سرعت متابولیکی متفاوت است.
    3.  طول این مراحل به طور قابل توجهی با شرایط محیطی به خصوص دما تغییر می کند.
    4. در بذر یولاف طی جذب اکسیژن مرحله دوم مشاهده نمی شود می تواند به علت کارآیی سیستم تنفسی باشد که در اوایل مرحله جذب آب شامل افزایش میتوکندری است.
    5. بنابراین مصرف اکسیژن افزایش می یابد همچنین ممکن است نفوذناپذیری پوسته قبل از جوانه زنی جذب اکسیژن را محدود نکند.

    توزیع قندها طی جوانه زنی بذر

    مواد مورد نیاز جوانه زنی بذر و تنفس طی جذب آب باید به آسانی در دسترس باشند. این حالت با هیدرولیز ذخایر اصلی فراهم نمی شود چون این اتفاق معمولاً پس از تکمیل جوانه زنی رخ می دهد. بسیاری از بذرهای خشک دارای ساکارز هستند و خیلی از بذرها در حد کمی دارای یک یا چند الیگوساکارید سری رافینوز مانند رافینوز ساکارزریا، گالاکتوسیل استاشیوز، ساکارز دی گالاکتوسیل و ورباسکوز ساکارز تری گالاکتوسیل می باشند.

    • ساکارز و الیگوساکاریدهای سری رافینوز در حین جوانه زنی هیدرولیز می شوند و در چند گونه فعالیت آلفا گالاکتوزید که واحدهای گالاکتوز را از ساکارز جدا می کند افزایش می یابد و در نتیجه مقدار رافینوز و استاشیوز کاهش می یابد.
    •  فروکتوز و گلوکزهای آزاد طی هیدرولیز ساکارز و الیگوساکاریدها ممکن است در بذرها انباشته شوند اما گالاکتوز تجمع نمی یابد و به سرعت مصرف می شوند
    • به دیواره سلول یا به گالاکتولیپیدهای غشاهای تازه تشکیل شده در سلول های گیاهچه در حال نمو متصل می گردند.

    منبع: کتاب فیزیولوژی خواب و جوانه زنی بذر

    امتیاز شما به این مقاله چقدره؟

    میانگین امتیازات ۵ از ۵

    اشتراک‌گذاری

    دیدگاهتان را بنویسید

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *