- هيكل البذور
- العملية (المراحل)
- تشرب
- استطالة وزيادة عدد الخلايا (انقسام)
- أنواع الإنبات
- إنبات اللعاب
- إنبات هيبوجيل
- المراجع
ل إنبات هي العملية التي من خلالها محتوى الجنين في بذور النباتات بذريات يتطور ليتسبب في مصنع جديد، ويتميز نتوء من الجذر إلى الخارج تيستا أو seedcoat.
في المملكة النباتية ، الحيوانات المنوية هي مجموعة من النباتات المعروفة باسم "النباتات العليا" ، والتي لها خاصية مميزة لإنتاج البذور نتيجة لتكاثرها الجنسي ، والتي تشتق منها اسمها ، لأن "الحيوانات المنوية" في المعنى اليوناني بذرة.
إنبات نبات ثنائي الفلقة (المصدر: MAKY.OREL عبر ويكيميديا كومنز)
تتكون مجموعة الحيوانات المنوية من نباتات مزهرة أو كاسيات البذور ونباتات غير مزهرة أو عاريات البذور ، والتي تنتج بذورًا محاطة ببنية تسمى "المبيض" أو البذور العارية على التوالي.
يمكن فهم إنبات البذرة ، مهما كان نوعها ، على أنها مجموعة من الخطوات المتتالية التي تجعل بذرة هادئة أو نائمة ، ذات محتوى مائي منخفض ، تظهر زيادة في نشاطها الأيضي العام وتبدأ في تكوين الشتلات من داخل الجنين.
من الصعب للغاية تحديد اللحظة الدقيقة التي ينتهي فيها الإنبات ويبدأ النمو ، حيث تم تعريف الإنبات على وجه التحديد على أنه تمزق الغطاء المنوي والذي ، في حد ذاته ، هو بالفعل نتيجة للنمو (انقسام الخلايا والاستطالة).
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عملية الإنبات ، وكثير منها داخلي المنشأ (قابلية الحياة ، ودرجة تطور الجنين ، وما إلى ذلك) وعوامل خارجية (توافر الماء ودرجة الحرارة وتركيب الغلاف الجوي ، على سبيل المثال).
هيكل البذور
تحتوي نباتات كاسيات البذور على بذور ذات بنية بسيطة نسبيًا ، لأنها تتكون من جنين (نتاج إخصاب البويضة بواسطة حبوب اللقاح) محاط بغطاء يُعرف باسم "كيس الجنين" ، والذي يُشتق أيضًا من عملية الإخصاب.
يُعرف غلاف البذرة باسم testa وهو نتاج تطور التكامل الداخلي للبويضة. يتغذى الجنين على مادة مغمورة فيها ، وهي السويداء ، والتي يمكن أن تصبح أيضًا نسيجًا بدائيًا في تلك النباتات ذات الفلقات.
الفلقات هي أوراق أولية يمكن أن تؤدي الوظائف الغذائية للجنين ويمكن أن تكون مسؤولة عن التمثيل الضوئي للشتلات التي تتشكل عندما تنبت البذور.
تختلف كمية المادة الاحتياطية بشكل كبير بين البذور ، خاصة فيما يتعلق بتكوين البروتينات والدهون والكربوهيدرات الموجودة بها. ومع ذلك ، فإن مادة التخزين الرئيسية في البذور ، بدرجة أكبر أو أقل ، هي النشا عادة.
الجنين هو البنية الأساسية للبذرة. يمكن اعتباره "نباتًا مصغرًا" ويتكون من جذر ، وريشة أو epicotyl (أعلاه حيث توجد الفلقات) ، ونبتة واحدة أو أكثر ، ونبتة تحت الفلقة (أسفل الفلقات).
من الجذر يتشكل الجذر لاحقًا ، وهو الجزء الموجود تحت الأرض من النبات ؛ سيكون epicotyl فيما بعد المحور الرئيسي للساق ، في الجزء الجوي ؛ في حين أن hypocotyl هو جزء من الجنين الذي يوحد الجذور مع اللثة أو epicotyl ، أي الذي يوحد الجذع مع الجذر في النبات البالغ.
من المهم ملاحظة أن هناك تنوعًا كبيرًا في البذور في الطبيعة ، خاصة فيما يتعلق بالحجم والشكل واللون والهيكل العام ، دون احتساب الخصائص الفسيولوجية الجوهرية.
العملية (المراحل)
جميع البذور الناضجة في حالة تُعرف بالهدوء ، حيث يمكن لبنى التكاثر هذه أن تتحمل فترات طويلة لا تتوفر فيها الظروف الملائمة اللازمة للإنبات.
ينعكس هدوء البذرة في وجود الماء ، وبتكوين الغلاف الجوي المناسب ودرجة الحرارة (حسب نوع البذور بالطبع).
يتضمن الإنبات ، بمجرد انتهاء السكون ، العمليات الشائعة في فسيولوجيا النباتات:
- التنفس
- أمتصاص الماء
- تحويل "الغذاء" إلى مواد قابلة للذوبان
- تخليق الانزيمات والهرمونات
- التمثيل الغذائي للنيتروجين والفوسفور
- انتقال الكربوهيدرات والهرمونات والماء والمعادن نحو طبقات الأرض
- تكوين الأنسجة.
ومع ذلك ، فقد حدد علماء فسيولوجيا النبات ثلاث مراحل محددة وهي: التشرب ، واستطالة الخلية وزيادة عدد الخلايا (انقسام الخلية) ، وتعتمد الأخيرة على الأحداث الجينية والجزيئية المختلفة.
تشرب
محتوى الماء في البذور الناضجة منخفض بشكل كبير ، مما يساعد على الخمول الأيضي للأنسجة بالداخل. وهكذا ، فإن الخطوة الأولى في إنبات البذرة هي امتصاص الماء ، وهو ما يعرف بالتشرب.
يستعيد التشرب انتفاخ خلايا الجنين ، التي كانت متحللة في السابق بسبب صغر حجم فجواتها الفارغة تقريبًا.
خلال الساعات الأولى من هذه المرحلة ، لم يلاحظ أي تغيرات كيميائية في البذور ، وكذلك أي نوع من النشاط المرتبط باستطالة أو استطالة جدران الخلايا ، إلخ.
بعد فترة وجيزة ، يسمح ترطيب الأنسجة (في ظل ظروف مواتية من الغلاف الجوي ودرجة الحرارة) بتنشيط العضيات والإنزيمات الخلوية ، وخاصة الميتوكوندريا. يعزز هذا التنشيط أيضًا تخليق الهرمونات والبروتينات الضرورية للأحداث اللاحقة.
استطالة وزيادة عدد الخلايا (انقسام)
بعد بضع ساعات من التشرب (اعتمادًا على درجة جفاف البذور) ، يمكن تقدير استطالة الخلايا التي تنتمي إلى الجذر ، مما يسمح لهذا الهيكل بالتمدد والظهور من السطح الذي يغطيها.
تحدث الانقسامات الخلوية الأولى في النسيج الإنشائي الجذري ، في الوقت الذي تكسر فيه الجذور النسيج الذي يغطيها. في هذا الوقت ، لوحظت بعض التغييرات الخلوية ، مثل الظهور الأكثر بروزًا لنواة كل خلية.
مراحل إنبات بذرة A. thaliana (المصدر: Alena Kravchenko عبر ويكيميديا كومنز)
يتم اجتياز أو كسر طبقة البذرة أو الخصية بواسطة الجذر الأساسي ، والذي يمثله الجذر ، وبعد ذلك يستمر المحور تحت الفلقة في عملية الاستطالة. تظل الفلقات داخل الخصية أثناء هذه العملية ، بغض النظر عن نوع الإنبات.
أثناء حدوث هذه العملية ، تعتمد تغذية الخلايا الجنينية على نشاط الإنزيمات المسؤولة عن تحلل الكربوهيدرات والدهون الاحتياطية في السويداء و / أو الفلقات ، وهو نشاط يعتمد كليًا على عملية التشرب السابقة.
أنواع الإنبات
تم تحديد أنواع الإنبات وفقًا لمصير النبتات عندما تتشكل الشتلات من الجنين. أفضل نوعين معروفين هما إنبات لسان المزمار وإنبات قصور الغدة النخامية.
رسم تخطيطي لعملية إنبات بذور البازلاء (المصدر: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992 عمل مشتق: عمل مبتدئ: Begoon via Wikimedia commons)
إنبات اللعاب
تحدث في العديد من النباتات الخشبية ، بما في ذلك عاريات البذور ، وتتميز بالنباتات الخارجة من التربة على أنها "مدفوعة" بواسطة epicotyl الممدود.
إنبات هيبوجيل
يحدث عندما تبقى النبتات في الجزء الموجود تحت الأرض ، وفي الوقت نفسه ينمو epicotyl منتصبًا وتتطور أوراق التمثيل الضوئي منه. إنه شائع للعديد من الأنواع النباتية ، مثل أشجار القيقب والكستناء والمطاط.
المراجع
- بيولي ، دينار (1997). إنبات البذور والسكون. الخلية النباتية، 9 (7)، 1055.
- كوبلاند ، لو ، وماكدونالد ، إم إف (2012). مبادئ علوم وتكنولوجيا البذور. Springer Science & Business Media.
- نابورز ، ميغاواط (2004). مقدمة في علم النبات (رقم 580 N117i). بيرسون.
- سريفاستافا ، إل إم (2002). إنبات البذور وتعبئة الاحتياطيات الغذائية وسكون البذور. نمو النبات وتطوره: الهرمونات والبيئة. المطبعة الأكاديمية: Cambridge، MA، 447-471.
- Taiz، L.، Zeiger، E.، Møller، IM، & Murphy، A. (2015). فسيولوجيا النبات وتطوره.
- Toole ، EH ، Hendricks ، SB ، Borthwick ، HA ، & Toole ، VK (1956). فسيولوجيا إنبات البذور. المراجعة السنوية لوظائف النبات ، 7 (1) ، 299-324.
- Tuan، PA، Sun، M.، Nguyen، TN، Park، S.، & Ayele، BT (2019). الآليات الجزيئية لإنبات البذور. في الحبوب المنبثقة (ص 1-24). مطبعة AACC الدولية.