تاریخ :۱۰ فروردین ۱۴۰۳
 تکمیل جوانه زنی بذر و رشد ریشه چه

 تکمیل جوانه زنی بذر و رشد ریشه چه

  • تکمیل جوانه زنی بذر و رشد ریشه چه

    به جز چند مورد خروج ریشه چه از ساختار اطراف جنین نشانگر پایان جوانه زنی و آغاز رشد گیاهچه است دیواره های سلولی جنین بذرهای خشک و رسیده به صورت چروکیده هستند که در زیر میکروسکوپ الکترونی به شکل موج دار یا تاخورده دیده می شوند در آغاز آبگیری دیواره ها با جذب آب توسعه می یابند اما آبگیری در این مرحله در بذرهای بدون قوه زیست و بذرهای در حال خواب نیز اتفاق می افتد. برای اینکه جوانه زنی تکمیل شود، ریشه چه باید گسترش یابد و به ساختارهای اطراف خود نفوذ کند. در این مطب از سایت دی مگ با تکمیل جوانه زنی بذر و رشد ریشه چه آشنا می شویم.

    مراحل سنتز DNA

    خروج ریشه چه می تواند همراه با تقسیم سلولی باشد یا نباشد. دو مرحله مجزای سنتز DNA پس از جذب آب در سلول های ریشه چه اتفاق می افتد. اولین مرحله با فاصله کمی پس از جذب آب رخ می دهد. شامل ترمیم DNA آسیب دیده، آبگیری مجدد و سنتز DNA میتوکندریایی است. در مرحله دوم DNA سنتز شده در فرایندهای تقسیم سلولی بعد از جوانه زنی نقش دارد.

    مراحل سنتز DNA

    مراحل سنتز DNA

    توسعه ریشه چه در باقلوا

    در تعدادی از بذرها بدون تابش نور توسعه سلولی قبل از تقسیم سلولی اتفاق می افتد. به عنوان مثال: در باقلا طول ریشه چه ۱۸ ساعت قبل از تقسیم سلولی افزایش می یابد. در سایر بذرها، اختلاف زمانی بین تقسیم سلولی و بزرگ شدن سلول بسیار نزدیک است، اما دلیلی قوی برای اثبات تقدم یکی از این ها بر دیگری یا وقوع همزمان آنها وجود ندارد. با توجه به الگوی طویل شدن سلولی باقلا توسعه ریشه چه در دو مرحله اتفاق می افتد. ابتدا یک مرحله کند در حدود ۴۸ ساعت وجود دارد که در بذرها ریشه چه پوسته بذر را سوراخ می کند. سپس مرحله سریع است که با افزایش تعداد سلو ها و فرایند میتوزی در نوک ریشه چه همراه است.

    شرایط طویل شدن سلولی

    تفاوت آغاز توسعه و طویل شدن سلولی نسبت به رشد بعدی ریشه چه را می توان از طریق بررسی میزان حساسیت این دو رویداد به تنش آبی مشخص نمود بذرهایی که طویل شدن ریشه چه در آنها هنوز شروع نشده است و به عبارتی جوانه زنی تکمیل نشده است اگر در محلولی با حداکثر پتانسیل آب برابر با ۱۲ بار قرار گیرند از جوانه زنی آنها جلوگیری می شود. بذرهایی که وارد مرحله دوم از طویل شدن ریشه چه می شوند رشد آنها شروع می شود و برای ممانعت از جوانه زنی به پتانسیل های آب کمتری (حداقل ۲۰ بار) نیاز دارند. این نشان می دهد که آغاز طویل شدن سلولی نسبت به مراحل بعدی به شیوه متفاوتی کنترل می شود.

    توسعه سلولی برای تکمیل جوانه زنی

    کلید کنترل جوانه زنی مربوط به کنترل توسعه سلولی است طویل شدن ریشه چه یک فرایند ناشی از آماس است و نیازمند دیواره های سلولی انعطاف پذیر در سلول های ریشه جنینی است که بین کلاهک ریشه و پایه لپه قرار دارند. نگهداری فشار آماس (۷) یک لازمه مشخص برای توسعه سلولی است تا به دیواره های سلولی فشار وارد کرده و باعث گسترش آنها گردد. جذب آب به وسیله سلول ها بستگی به پتانسیل آب درون آنها دارد و جوانه زنی با کاهش پتانسیل اسمزی (۷) سلول های ریشه چه کنترل و تحریک می شود. به نظر می رسد که احتمالاً شل شدن دیواره سلولی پیش نیاز طویل شدن سلولی برای تکمیل جوانه زنی است.

    توسعه سلولی برای تکمیل جوانه زنی

    توسعه سلولی برای تکمیل جوانه زنی

    مراحل شل شدن دیواره سلولی

    • مکانیسم شل شدن دیواره سلولی برای توسعه سلول ها در بذر کمتر مطالعه شده است.
    • فرضیه رایج این است که پروتون ها، یون های هیدروژن به دیواره سلول های در حال توسعه وارد می شود و باعث اسیدی شدن دیواره ها می گردند.
    • اسیدی شدن باعث شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره کربوهیدراتی دیواره ها می شود.
    • pH پایین شرایط را برای هیدرولیز آنزیمی دیواره ها فراهم می کند.
    • تغییر استحکام دیواره به عبارتی افزایش انبساط پذیری دیواره باعث توسعه سلولی می شود.

    تاثیر هورمون های گیاهی بر جوانه زنی

    اکسین ها و برخی مواد شیمیایی خاص مثل محصولات فیوزی کوکسین قارچی می توانند باعث تحریک افزایش سرعت رشد بافت های گیاهان متعددی شوند این مواد نیز باعث نشت یون های هیدروژن به دیواره و افت pH می گردند. فیوزی کوکسین باعث تحریک جوانه زنی در بذرهای در حال خواب می شود و افزودن این ترکیب به بستر جنین های تربچه باعث افزایش pH می گردد که نشانگر آزاد شدن پروتون ها است. افت pH اغلب به توسعه سلولی نسبت داده می شود جوانه زنی خروج ریشه چه و دلیل قانع کننده ای برای اثر فیوزی کوکسین ها در تحریک آغاز خروج ریشه چه از طریق کاهش pH وجود ندارد. بدیهی است که سایر هورمون ها می توانند از طریق افزایش نفوذ پذیری غشا و تحریک پمپ پروتونی باعث تحریک توسعه ریشه چه گردند، اما دلایل و شواهد محکمی در این رابطه وجود ندارد.

    جشنواره پاییزه
    جشنواره فروش بذر های خاص و کمیاب با بیش از ۱۲۰۰ رقم تنوع
    همین الآن خرید کنید

    عوامل موثر جوانه زنی بر رشد ریشه چه

    پتانسیل اسمزی سلول های ریشه چه در اواخر جوانه زنی به علت تجزیه ذخایر پلیمری موجود در سلول های ریشه چه و تجمع مواد محلول منفی تر می شود کاهش پتانسیل اسمزی منجر به افزایش جذب آب و فشار آماس می گردد که محرک گسترش سلول ها است. در هرحال، در مورد سازگاری برای تغییرات پتانسیل اسمزی سلول طی جوانه زنی مدرکی وجود ندارد. توسعه پذیری دیواره های سلولی ریشه چه به طویل شدن آنها کمک می کند. مکانیسم هایی که منجر به توسعه پذیری بیشتر سلول های ریشه چه نسبت به سایر بافت ها می شوند مشخص نیست.

    عوامل موثر جوانه زنی بر رشد ریشه چه

    عوامل موثر جوانه زنی بر رشد ریشه چه

    • شل شدن دیواره سلولی در نتیجه شکافتن و پیوستن مولکول های زایلوگلوکان، میکروفیبریل های سلولزی مجاور را کنترل می کنند.
    • با انفصال میکروفیبریل به توسعه سلول کمک می کند.
    • فعالیت زایلوگلوکان اندوترانس گلیکولاز (XET) آنزیمی که شکافته شدن برگشت پذیر مولکول های زایلوگلوکان را کاتالیز می کند.

    اثر XET بر رشد ریشه چه

    نوک ریشه های گیاهچه ذرت طی طویل شدن افزایش می یابد که بعد از تکمیل جوانه زنی انجام می شود. پروتئین های شل کننده دیواره سلولی توانایی گسستن پیوندهای هیدروژنی بین پلیمرهای دیواره سلولی پلی ساکاریدها و میکروفیبریل های سلولزی را دارند. این پروتئین ها در توسعه هیپوکوتیل های خیار مؤثر هستند. هیچ یک از این پروتئین های شل کننده دیواره سلولی در بذرهای در حال جوانه زنی مشاهده نمی شوند. فعالیت XET و پروتئین های شل کننده دیواره سلولی در گیاهچه ها توسط اکسین افزایش می یابند که بر بهبود جوانه زنی اثری ندارند و فعالیت XET در ریشه های گیاهچه ذرت نیز با آبسیزیک اسید (ABA) که بازدارنده قوی طویل شدن ریشه جنینی است افزایش می یابد. بافت های اطراف نوک ریشه چه بذرها ضعیف بوده و به طویل شدن نوک کمک می کنند. پتانسیل فشاری سلول های ریشه چه برای تحریک طویل شدن آنها کافی است.

    رشد و تحریک ریشه چه در تکمیل جوانه زنی

    در بسیاری از بذرهای در حال جوانه زنی مانند شلغم روغنی پوسته بذر طی جوانه زنی شکافته می شود. وقتی دیواره ها در مراحل اولیه طویل شدن ریشه چه نرم می شوند پتانسیل فشاری سلول کاهش می یابد. در سایر بذرها پتانسیل فشاری به تنهایی برای تحریک گسترش دیواره کافی نیست و محدودیت شدیدی به وسیله ساختارهای پیرامونی روی رشد سلول ریشه چه اعمال می شود. در بذرهای کاهو و گوجه فرنگی آندوسپرم و در خربزه پریسپرم ساختارهای محدود کننده هستند. کاهش محدودیت این ساختارهای پیرامونی برای تکمیل جوانه زنی ضروری می باشد. محدودیت مکانیکی ساختار پوشش دهنده کلاهک ریشه جنینی در آندوسپرم بذرهای فلفل و پریسپرم بذرهای خربزه به هنگام ظهور ریشه چه کاهش می یابد. این کاهش مقاومت به وسیله هیدرولیز کننده های دیواره سلولی مانند همی سلولاز که در آندوسپرم تولید و نگهداری می شوند انجام می گیرد.

    رشد و تحریک ریشه چه در تکمیل جوانه زنی

    رشد و تحریک ریشه چه در تکمیل جوانه زنی

    • اولین علامت تکمیل جوانه زنی بذر افزایش رشد طول و وزن ریشه چه است.
    • در بسیاری از بذرها ریشه چه به محض شروع رشد در ساختارهای اطراف خودش نفوذ می کند.
    • در برخی دیگر مثل باقلا و سایر لوبیاها رشد قابل ملاحظه ریشه چه قبل از تجزیه پوسته اتفاق می افتد.
    • بذرهایی وجود دارند که هیپوکوتیل اولین بخشی است که در آنها ظاهر می شود.
    • در برخی گونه های آناناسیان، تیره خرما، اسفناجیان، گل مغربیان و تیره تیفاسه لویی دیده می شود.
    • در برخی بذرها مثل برنج که تحت شرایط بدون اکسیژن یا کمبود اکسیژن جوانه می زنند رشد کلئوپتیل قبل از رشد ریشه چه اتفاق می افتد.

    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 *