ریشه گیاه چگونه به كمبود اکسیژن پاسخ می‌دهد؟

دانشمندان فرانسوی موفق به کشف مکانیسمی در گیاهان شده اند که به آن ها کمک می کند وضعیت آبی و رشد و نمو خود را در شرایط تنش غرقابی تنظیم نمایند. این مکانیسم با استفاده از ژنی تحت عنوان HCR1 انجام می شود که به کمک فعال شدن آن، ریشه گیاه قادر می شود به طور همزمان به میزان در دسترس بودن دو عنصر اکسیژن و پتاسیم در خاک واکنش نشان داده و بر اساس آن میزان فعالیت ریشه و نفوذ آب به گیاه را تنظیم نماید.

فیزیولوژیست های گیاهی، قبل از این به درک این موضوع رسیده بودند که ریشه ها قادرند خصوصیات مختلف خاک نظیر میزان آب، عناصر غذایی و در دسترس بودن اکسیژن را به طور مجزا حس نموده و در مقابل هر یک واکنش خاص خود را نشان دهند. ولی وجود پاسخی که به دنبال درک همزمان دو یا چند خصوصیت خاک اتفاق بیافتد، امری است که تازگی دارد.

ریشه ها اندام هایی هستند که برای رشد و بقای گیاهان ضروری می باشند. رشد آن ها در خاک و منشعب شدنشان به گیاه کمک می کند تا آب و عناصر غذایی مورد نیاز خود را جذب نماید. ریشه ها برای انجام این مهم، نیازمند انرژی هستند و این انرژی را از طریق تنفس و مصرف اکسیژن به دست می آورند.

ریشه ها اندام هایی هستند که برای رشد و بقای گیاهان ضروری می باشند. رشد آن ها در خاک و منشعب شدنشان به گیاه کمک می کند تا آب و عناصر غذایی مورد نیاز خود را جذب نماید. ریشه ها برای انجام این مهم، نیازمند انرژی هستند و این انرژی را از طریق تنفس و مصرف اکسیژن به دست می آورند. لذا اگر در خاک شرایطی نظیر شرایط غرقابی و وجود بیش از حد آب اتفاق بیافتد، اکسیژن خاک خارج گردیده و ریشه گیاه به دلیل عدم تنفس و نبود انرژی لازم برای فعالیت خود، دچار مشکل می گردد که این مشکل رشد و نمو کل گیاه را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.

حالا پژوهشگران آزمایشگاه بیوشیمی و فیزیولوژی مولکولی دانشگاه مون پلیه با همکاری موسسه بورگین فرانسه در کشف بنیادی خود متوجه شده اند که در شرایط غرقابی و عدم حضور اکسیژن در خاک، در صورتی که مقادیر کافی از پتاسیم که خود از عناصر مهم و ضروری مورد نیاز گیاهان است، در خاک وجود داشته باشد ژن HCR1 وارد عمل شده و ضمن کاهش ورود آب به ریشه، کلیه واکنش های اضافی مربوط به افزایش خاصیت ارتجاعی بافت های گیاه را متوقف می نماید و از این طریق مصرف اکسیژن ریشه را به شدت کاهش داده، امکان تحمل ریشه را نسبت به شرایط فوق افزایش می دهد. در چنین وضعیتی، هنگامی که تنش غرقابی کم کم از بین برود و اکسیژن مجددا به خاک راه پیدا کند، سلول های ریشه که جان به در برده اند، دوباره جذب آب را از سر گرفته و رشد و نمو گیاه مجددا جریان می یابد.

گفتنی است این کشف که با مطالعه گیاه «آرابیدوپسیس تالیانا» به دست آمده و در نشریه بین المللی «سلول» انعکاس یافته، نه تنها قدم بسیار مهمی در راستای درک فعالیت های گیاه در برخورد با تنش غرقابی به حساب می آید، بلکه می تواند در بهینه نمودن تحمل گیاهان زراعی در مقابل چنین شرایطی نقشی ویژه داشته باشد و این امر با استفاده از تکنیک انتقال ژن و با به کارگیری علم ژنتیک و اصلاح نباتات ممکن می گردد.

 

ترجمه: محمدرضا دلفیه

منبع: Science Daily

No tags for this post.