چهارشنبه, ۵ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 24 April, 2024
مجله ویستا

تنظیم رشد گیاه


رشد و تکامل گياه به‌وسيله مواد شيميائى با غلظت‌هاى بسيار کم کنترل مى‌شود. اين مواد به‌نام‌هاى مواد رشد دهنده گياه (Plant growth substance)، هورمون‌هاى گياهى (Plant hormones)، فيتوهورمون (Phytohomones)، يا تنظيم‌کننده رشد گياه (Plant growth regulators، PGR)، خوانده مى‌شوند. اين مفهوم که تنظيم رشد و نمو گياه توسط مقدار بسيار ناچيزى از يک ماده که در يک اندام توليد مى‌شود و منجر به عکس‌العمل در اندام ديگرى مى‌گردد، اولين بار توسط ژوليوس وان‌اچ، پدر فيزيولوژى گياهي، در نيمه دوم قرن نوزدهم ارائه شد. مشاهدات او در سال ۱۸۸۰ توسط چارلز داروين، که در مورد اثر نور و جاذبه بر روى رشد گياه آزمايش مى‌کرد، قطعيت يافت. داروين مشاهده کرد که گياهچهٔ علف قنارى به‌طرف منبع نور خم مى‌شود (فتوتروپيسم)، مگر در حالتى که نوک آن به‌وسيله يک کاغذ آلومينيومى مات پوشيده شود. نتيجه‌اى که داروين گرفت اين بود که محرک‌هاى نورى در نوک جوانه‌ها (کولئوپتيل) وجود دارد، وليکن عکس‌العمل اين محرک‌ها در بافت‌هاى پائين‌تر يا بافت‌هاى پايه به‌وجود مى‌آيد.
به‌کارگيرى ماهرانه مواد تنظيم‌کنندهٔ رشد در خدمت کشاورزى مدرن که نمونه آن استفاده از علف‌کش‌هائى از نوع اکسين است، از پايان جنگ جهانى دوم شروع گرديد. در حال حاضر اين مواد جهت کنترل يک گروه از فرآيندهاى فيزيولوژيک، در توليد محصولات زراعى به‌کار مى‌روند. اين گروه فرآيند‌ها عبارتند از گلدهي، ميوه‌دهى (تشکيل ميوه و بکرزائي) توزيع مواد فتوسنتزي، جوانه‌زني، تکثير غيرجنسي، توقف رشد، برگ‌ريزي، و رسيدن پس از برداشت کشت بافت و ازدياد نباتات از طريق غيرجنسى (Cloning)، بدون استفاده از اين مواد امکان‌پذير نيست. قسمت اعظم کشت تجارتى تنباکو در آمريکا با کاربرد يکى از اين مواد جهت کنترل شاخه‌دهى (رشد شاخه‌هاى جديد از جوانه‌هاى بغل برگ) مى‌باشد.
تقريباً در تمام محصولات زراعى در کشورهاى صنعتى اين مواد به‌عنوان علف‌کش استفاده مى‌شود و توليد آنها يک صنعت چندين ميليارد دلارى را تشکيل مى‌دهد. اين مواد به‌طور گسترده‌اى در گياهان باغى جهت کنترل رشد و تکامل گياه به‌ويژه در توليد ميوه مورد استفاده قرار مى‌گيرند. گياهان زراعى دوره رشد زايشى نسبتاً کوتاهى دارند، و لذا از طريق اصلاح و انتخاب امکان کنترل ژنتيکى جهت ايجاد عکس‌العمل‌هاى فيزيولوژيک مطلوب، براى سطوح داخلى هورمون‌ها وجود دارد. تنباکو استثناء است (همان‌‌طور که اين مواد در اروپا براى کنترل رشد پنجه‌ها در جو و گندم به‌کار مى‌روند). با پيدايش مواد مؤثرتر، اعمال آنها بهتر درک شده و روش انتقال غلظت‌هاى مناسب آنها به اندام‌هاى واکنش‌پذير توسعه پيدا مى‌کند و استفادهٔ از آنها در توليدات زراعى افزايش مى‌يابد.
اصطلاح تنظيم‌کننده‌هاى رشد دستهٔ وسيعى از مواد آلى (غير از ويتامين‌ها و عناصر کم‌مصرف) را در بر مى‌گيرد. اين مواد در مقادير ناچيز فرآيندهاى فيزيولوژيک را پيش برده و يا از انجام آنها جلوگيرى مى‌کنند و يا اينکه ساير فرآيندها را تغيير مى‌دهند. موادى که داخل گياه توليد مى‌شوند به‌عنوان هورمون‌هاى گياهى يا فيتوهورمون خوانده مى‌شوند. اصطلاح هورمون از فيزيولوژى حيوانى سرچشمه گرفته است. در آنجا هورمون به ماده‌اى گفته مى‌شود که در يک اندام ساخته شده و باعث تحريک واکنش در اندم ديگر مى‌گردد. هورمون‌هاى گياهي، آن‌طور که ساخته شدن هورمون‌هاى جانورى اختصاصى به يک اندام دارد و واکنش آنها مختص به اندامى خاص مى‌باشد، نيستند، اما تا حدودى از همين الگوى عمومى پيروى مى‌کنند.
مواد تنظيم‌کننده رشد چه در داخل گياه توليد شوند و چه منشاء خارجى داشته باشند، الزاماً عکس‌العمل‌هاى مشابه‌اى در گياه به‌وجود مى‌آورند. براى مثال، دو PGR مصنوعى ۲ و ۴ اسيددى‌کلروفنوکسى استيک (۴،۲-D)، و پيکلورام که اسيد پيکولينيک است. به يک ميزان روى کشت بافت در شرايط آزمايشگاه مؤثر هستند. در کشت بافت يک اکسين مصنوعى ضرورى مى‌باشد چراکه بافت از منبع اکسين طبيعى جدا گرديده است. هورمون‌هاى مصنوعى رشد در يک ترکيب مناسب موجب تحريک کال (Callus، تشکيل تودهٔ سلولى تمايز يافته)، تمايز اعضاء و تمامى ساختار ظاهرى گياه حاصل از يک سلول منفرد پارانشيمى مى‌شوند. براى مثال مى‌توان مغز ساقه تنباکو، ريشهٔ هويج يا برگ سيب‌زمينى را ذکر کرد.
امروزه مواد تنظيم‌کننده رشد به پنج گروه تقسم مى‌شوند. اکسين‌ها، جيبرلين‌ها، سيتوکينين‌ها يا کينينن‌ها، بازدازند‌ەهاى رشد و اتلين. دو هورمون ديگر (براسينالد که ريک استروئيد است و ترياکونتايول که يک الکل است و موجب تحريک‌هاى شديد در رشد گياه مى‌شوند)، از نظر شيميائى در اين طبقه‌بندى جاى نمى‌گيرند. هر دو مادهٔ مذکور به ترتيب از بذور شلغم (Brassica napus)، و بعضى گياهان عالى استخراج گرديده‌اند. براى اين مواد و مواد ديگرى که احتمالاً کشف مى‌شوند امکان نياز به تجديدنظر در طبقه‌بندى فعلى وجود دارد. از بيشتر هورمون‌هائى که در اين پنج طبقه وجود دارد مشتقات بسيارى توليد شده است و بسيارى از آنها کاربردهاى مهمى در کشاوزى دارند.
براى اينکه يک ترکيب به‌عنوان يک هورمون گياهى شناخته شود، خواص مشخصى را لازم دارد، از آن جمله است:
۱. محل ساخته شدن با محل اثر آنها در گياه فرق مى‌کند (براى مثال ساختن اين مواد در جوانه‌ها و برگ‌هاى جوان صورت گيرد، اما عکس‌العمل آنها در ساقه‌ها، ريشه‌ها و يا اعضاء ديگر انجام شود).
۲. با مقادير بسيار کم عکس‌العمل انجام شود (براى نمونه غلظت پائينى در حد ۱۰به توان ۹-M)
۳. برعکس ويتامين‌ها و آنزيم‌ها، عکس‌العمل‌ها ممکن است تغيير شکل‌دهنده و پلاستيک (غيرقابل برگشت) باشد. (به‌عنوان مثال عکس‌العمل‌هاى گرايشى Tropic responese).
اغلب، توليد طبيعى فيتوهورمون‌ها کمتر از حد مطلوب است و به منابعى خارج از گياه جهت انجام يک عکس‌العمل مطلوب، موردنياز است. مقادير بالاتر از حد مطولب اکسين‌ها به‌نوعى به‌عنوان علف‌کش‌ها به‌کار مى‌روند. عموماً يک فيتوهورمون در توليد عکس‌العمل به‌صورت تشديدکننده (Synergistic)، با هورمون‌هاى ديگر عمل مى‌کند.
   جدول اعمال فيتوهورمون‌ها در رشد و نمو گياه
فرآيند گياه اکسين جيبرلين سيتوکينين بازدارنده رشد
(اسيدآبسيسيک)
اتيلن
تقسيم سلولى - × × - -
از دست دادن ديوارهٔ سلولى × - - - -
بزرگ شدن سلولى × × × - -
ريشه‌دهى × - × - -
تشکيل کال × ـ × - -
تشکيل آوندهاى چوبى × - × - -
افزايش تنفس و جذب +K - - - - -
ساخت پروتئين RNA × × × - -
طويل شدن ساقه × × - - -
رشد جوانه جانبى × - × × ×
آزادسازى الفا آميلاز - × - - -
خواب - × × × ×
جوانى × × - - -
سرعت رشد × × × × -
گلدهى × × × × ×
تعيين جنس × × × - ×
تشکيل ميوه × × × - ×
رسيدن ميوه × × × - ×
غده‌بندى × × × - ×
ريزش برگ‌ها × × × × ×
ريشه‌دهى × × × - ×
پيرى × × × × ×
جوانه‌زنى بذر - × × - ×


همچنین مشاهده کنید