عامل رشد دهنده ریشه گیاهان کشف شد

طی مطالعاتی که این پژوهشگران در مورد روش و عملکرد رشد ریشه انجام دادند، دریافتند که عملکردهای متضاد ولی هماهنگ دو هورمون اکسین و براسینواسترویید باعث رشد ریشه می‌شود.

 وجود تعادل دربین مکانیسم‌های عملکرد سلول‌های بنیادی، تقسیم‌سلولی و طویل شدن سلولی برای رشد مستمر ریشه بسیار مهم است. دو هورمون اکسین و براسینواسترویید با عملکرد متضاد ولی هماهنگشان این شرایط تعادلی را برای رشد ریشه فراهم می‌کنند.

 این مطالعه جدید گزارش مجموعه مکانیسم‌هایی است که میزان رشد ریشه را تعیین می‌کند. دانستن این مطلب که مکانیسم توسعه ریشه چگونه است منافع زیادی برای پژوهشگران دارد به این دلیل که آنها علاقه‌مند هستند میزان محصولات کشاورزی را افزایش دهند.

ریشه بخشی از گیاه است که معمولا زیر خاک قرار دارد و گیاه با آن، آب و مواد معدنی را جذب می‌کند و همچنین گیاه را محکم در خاک نگه می‌دارد. ریشه‌های گیاهی رشد کرده و در خاک پخش می‌شوند و آب و مواد معدنی ضروری را جذب می‌کنند. آنها متناسب با نوع گیاه و نوع محیط در سطح خاک پخش شده یا به اعماق خاک فرو می‌روند. ریشه‌ها ممکن است در هوا یا در آب وجود داشته باشند و به کمک تارهای کشنده که مانند مو هستند آب و دیگر مواد را می‌گیرد تا آنها را به برگ و ساقه برساند. ریشه مهم‌ترین قسمت گیاه است و گیاهان بدون آن نمی‌توانند حتی اندکی رشد کنند.

در نوک ریشه گیاهان یک محل تقسیم سلولی وجود دارد که با عملکرد آن طول ریشه بیشتر شده و باعث گسترش ریشه در اعماق مختلف خاک می‌شود. دستیابی به مقدار رشد مطلوب ریشه، جهت بقای گیاه در شرایط خشکسالی و همین طور به حداکثر رساندن تخصیص منابع در قسمت‌های مهم گیاه مانند میوه‌ها و دانه‌ها بسیار مهم است. در زمان رشد ریشه سطوح سلولی که در نوک ریشه گیاهی وجود دارند به سمت پایین کشیده می‌شوند، سپس دو مکانیسم متضاد به صورت هماهنگ و در حالت تعادل عمل می‌کنند.

در مرحله اول تقسیمات سلول‌های بنیادی و استراتژی‌های غیرفعال در نوک ریشه انجام می‌گیرد، این استراتژی‌های غیرفعال سلولهای بنیادی را در شرایط استرس حفظ می‌کنند. در مرحله دوم تکثیر سلولهای بنیادی ادامه پیدا کرده و باعث توسعه سلولهای ریشه و افزایش طول ریشه می‌شود.

مطالعات جدید انجام شده توسط جیمز چیوان و زیونگ وانگ عملکرد مکانیسم‌های تعادلی درتکثیر سلولهای بنیادی و استراتژی‌های غیرفعال در نوک ریشه را گزارش می‌دهد. چیوان در این باره بیان می‌کند: « آگاهی بیشتر در مورد فاکتورهای مهمی که میزان رشد ریشه را افزایش می‌دهند می‌تواند کمک زیادی به مهندسین بکند تا محصولات کارآمدتری را با جذب مواد غذایی بیشتر و شرایط ایده‌آل در خاک پرورش دهند». یکی از محرک‌های اصلی رشد نوک ریشه که توسط چیوان و وانگ کشف شده، نوعی هورمون استروییدی است که براسینواسترویید  نامیده می‌شود. آنها فعالیت این هورمون را دریک شیب غلظت که الگوی رشد ریشه را تنظیم می‌کند پیدا کردند.

براسینواستروییدها در اکثر گیاهان بلند یافت می‌شوند و بسیاری از جنبه‌های رشد و تکثیر را تنظیم می‌کنند همچنین میزان مقاومت در برابر تنش‌های خارجی را افزایش می‌دهند. در بسیاری از قسمت‌های فیزیولوژی گیاه ، براسینواستروییدها با هورمون‌های گیاهی دیگری به نام اکسین‌ها فعالیت می‌کنند. این دو هورمون به صورت هماهنگ در بسیاری از فعالیت‌های تکاملی گیاه مثل تمایز سیستم آوندهای آبکشی و افزایش طول بدور جوانه زده و بسیاری از ارگان‌های ساقه  فعالیت می‌کنند. در حال حاضر تحقیقات چیوان و وانگ نتایج شگفت انگیزی را در رابطه با فعالیت متضاد براسینواسترویید و اکسینها را دررابطه با رشد نوک ریشه نشان می‌دهد که این برخلاف عملکرد رایج آنهاست. این دو هورمون در شیب‌های غلظت متفاوتی توزیع شده اند و اثرات متضادی در طویل شدن سلول‌های ریشه دارند وجود تعادل در عملکرد بین آنها میزان رشد ریشه را تنظیم می‌کند.

تیم تحقیقاتی بیش از 2000 ژن را که توسط هر دو هورمون اکسین و براسینواسترویید تنظیم می‌شدند شناسایی کردند و حدود 70 درصد از این ژن های تنظیم شده در برابر هورمون های براسینواسترویید و اکسین، واکنش متفاوتی را نشان دادند که این مطلب نشان دهنده عملکرد متضاد این دو هورمون در ریشه است. وانگ در این باره توضیح می‌دهد : «با توجه به این یافته‌ها ما باید در مورد نظراتی که در رابطه با عملکرد هورمون‌ها وجود دارد تجدید نظر کنیم».

 

هورمون‌ها و تنظیم کننده‌های رشد

واژه هورمون به مواد معینی اطلاق می‌شود که در بخشی از موجود زنده ساخته شده و پس از انتقال اثرات فیزیولوژیکی محسوسی در دیگر قسمت‌های آن به جا می‌گذارد و در غلظت‌های بسیار کم فعالند. هورمون‌های گیاهی که اغلب فیتوهورمون خوانده می‌شود در بافت‌های مربستمی و یا لااقل جوان از هر نوع ساخته می‌شوند و غالبا اثر خود را پس از انتقال که تا حدودی دورتر از بافتی که ساخته شده اند می‌گذارند.

 

هورمون رشد گیاهی

اکسین‌ها نیز گروهی از هورمون‌های گیاهی هستند که باعث طویل شدن سلول‌های گیاهی می‌شوند. مهم ترین و فراوان ترین اکسین‌ها در گیاهان اندول اسید است و بارزترین اثرات را در گیاهان نشان می‌دهد. مهم ترین اثراتی که تاکنون به هورمون‌های اکسین نسبت داده شده است، بزرگ شدن سلول گیاهی، طویل شدن ساقه گیاه، تولید آوند چوبی، افزایش رشد جوانه راسی، جلوگیری از رشد جوانه جانبی، تشکیل میوه، بزرگ شدن میوه، تشکیل گرهک در ریشه گیاهانی که دارای باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن هستند، جلوگیری از ریزش برگ، بیوسنتز پروتین، بیوسنتز RNA و اثرات دیگر هستند.

 

هورمون افزایش مقاومت گیاه

براسينواستروئيدها گروهي از هورمونهاي گياهي هستند كه اثرات زيستي قابل توجهي بر رشد و نمو گياهان دارند. این هورمون اولین بار از گرده‌های گیاهان تیره براسیکاسه لیپیدی جدا و شناسایی شدند.غلظت درونی براسینواستروئیدها در بافت‌های مختلف گیاهی، متفاوت است. بافت‌های جوان رویشی (در حال گسترش) دارای مقادیر بالاتری از براسینواستروئیدها نسبت به بافت‌های بالغ هستند. تحریک رشد بوسیله براسینواستروئید در نتیجه تقسیم و طویل شدن سلول است. براسینواستروئید مقاومت گیاهان را در برابر استرس‌های غیر زنده محیطی افزایش می‌دهند.

سویل جداری مهدی پور، کارشناس ارشد خاکشناسی

منبع

No tags for this post.