فهرست مطالب مقدمه : 1 اهمیت بذر : 2 منشاء بذر: 3 خصوصیات نباتات دانه دار : 3 چرخه زندگی در نباتات بذری: 3 تکثر نباتات دانه دار: 4 ساختمان اندام جنسی نباتات بذری: 4 تولید مثل در نبات بذری: 5 پدید آمدن بذر. 5 چگونگی پدید امدن جنینEmbryo. 5 چگونگی پدید آمدن و اندوسپرم : 5 تعریف تخم : 6 اعضای تخم بذری: 6 جنین: 6 پوش بیرونی تخم های بذری : 7 تعریف بذر. 7 رشد و نمو: 8 جوانه زنی بذر های بیدار : 8 شرایط جوانه زنی بذر. 8 4-هوا و اکسژن.............. 9 5-نور ..9 پروسه جوانه زدن تخم های بذری:.. 10 انواع جوانه زدن : 11 خواب بذر چیست ؟. 12 تعریف استراحت : 12 اهمیت خواب بذر: 13 انواع خواب.. 13 انواع خواب در تخم های بذری: 13 میکانیزم ایجاد خواب در تخم های بذری : 15 1) محدودیت در انجام تبادلات گازی توسط پوش ها جنین... 16 3-مقاومت میخانیکی دربرابر رشد جنین. 17 باز دارندهای جوانه زنی (محلول در آب) در پوش های جنین: 18 خواب بدلیل عدم انتقال مواد ذخیروی خارج از جنین: 19 نارس بودن و عدم تمایزجنین: 20 مکانیزم خوا ب جنین: 20 نقش باز دارنده ها درونی در خواب جنین. 20 وجود بیش ازیک مکانیزم خواب بذر: 21 روش های شکستن خواب تخم بذر ی: 21 سرما دادن : 22 نور: 22 شست وشو و خارج شدن مواد از بذر :.. 22 نگهداری بذر ها در گدام خشک یاقرار دادن بذر های خشک در دمای بالا: 22 تخریش تخم بذری : 23 بکار گیری مواد کیماوی و هارمون های رشد :.. 23 ب) شکستن خواب بذر بوسیله شرایط متغییر : 24 ج) شکستن خواب تخم بذری توسط دویا چند عامل : 24 نتیجه گیری: 25 سفارشات : 27 ماخذ:.. 28
جوانه زنی وخواببذر از یکی از موضوعات مهم در علم فیزلوژی نباتی است برای کسانی که به نحوی با کشت و پرورش نباتات اعم از نباتات زراعتی ،نباتات مرتعی ،نباتات جنگلی سرو کار دارند. شناخت کافی از عوامل موثر بر جوانه زنی بذر ها، داشتن آگاهی کامل در مورد چگونگی بروز خوابو روش های شکستن آن ضروری است.
بسیاری از علف ها هرز و نباتات موجود در طبیعت ماند مراتع و چمنزار ها با داشتن یکی از انواع خواباز طریق گسترش زمان و مکان جوانه زنی بقای خود را برای سال ها ی طولانی تضمین می کنند. اما در سبزیجات و صیفی جات و نباتات زراعتی که از طریق بذر تکثیر می شوند رهایی از خوابو جوانه زنی همزمان و یکنواخت یکی از اصول مهم زراعت محسوب می گردد.
برا ی آگاهی از چگونگی خواب و روش های شکستن آن ضروری است که بعوامل موثر بر جوانه زنی بذر ها آشنا شویم برای این آشنایی باید نخست تخم بذر را بشناسیم و بدانیم که چگونه بوجود آمده و چه قسمت هاییی دارد
لذا با طرح این پرسش ها چوکات پژوهش شکل گرفته است .
· تخم بذری چیست؟ چگونه بوجودآمده ؟ از چه قسمت هایی تشکیل شده؟
· جوانه زنی تخم بذری چیست؟ بذر چگونه جوانه می زند ؟ چه عواملی در جوانه زنی بذر موثر است؟
· خواب تخم بذری چیست؟ چه اهمیتی دارد ؟ چه انواع دارد؟ و مکانیزم خواب تخم بذری چگونه است؟
· روش های شکستن خواب تخم بذری چیست؟
بهمین ترتیب در فصل اول درمورد منشاء تخم بذری و بیالوژی آن معلومات داده وگل گرده ، گرده افشانی و القاح وتولید تخم و چگونگی بوجود آمدن جنین و اندوسپرم و شکل گرفتن بذر شده است .
در قست بعد درمورد تعریف تخم بذری، مفهوم رشد و نمو و جوانه زنی و شرایط و عوامل موثر و بر جوانه زنی بحث شده است در قسمت بعد در مورد تعریف خواب تخم بذر ی انواع طبقه بندی ، و چگونگی خواب در تخم بذری اطلاعات کافی ارایه گردیده وبخش آخراز روش ها ی شکستن تخم بذری بحث صورت گرفته است.
اهمیت بذر :
بذر به عنوان عامل سازگاری و تکثیر نباتات شاید جزء پیشرفته ترین ساختار های حیاتی مهندسی طبیعت باشد . که در مسیر تحول نباتات در خشکی ها تعغیرات زیادی را درجهت ادامه بقاء نباتات متحمل شده است .
نقش بذر در زندگی انسان و حیوانات سابقه بسیار کهن دارد . در واقع زراعت زمانی بوجود آمد که بذر ها وامکان تولید نباتات از آنها مورد توجه بشر قرار گرفت. این توجه که منجر به کنجکاوی انسان ها شد پیوسته ادمه داشته است) 3)
انسان ها برای ادامه حیات خود نیاز به خوراک دارند. و بذر بزرگترین منبع برای تامین خوراک انسان محسوب می شود . در دنیای امروز با توجه به افزایش جمعیت و کم شدن منابع زمین در جهان بحران کمبود غذا بوجود آمده است این موضوع بر اهمیت بذر افزوده است. وتوجه انسان را بیش از پیش به خود جلب کرده جلب کرده است. انسان دریافته که تنها راه حل بحران غذا تولید فراوان محصولات زراعتی است .برای تولید بیشتر باید علم زراعت را انکشاف دادو شناخت بیشتر و دقیق تر در مورد بذر و خصوصیات و توانایی آن و راه های افزایش آن پیدا کرد.
منشاء بذر:
خصوصیات نباتات دانه دار :
بسیاری نباتات زراعتی ازطریق تکثیر یا تولید نسل می نمایند که گروپ نباتات تخم دار (seed plant)و(spermato phyte) طبقه بندی می شود که از نظر دوران حیات نباتات عالی که تخم تولید می نمایند . ابتدا جوانه زده و جوانه یانهالی را بوجود می آورد بدین ترتیب دوران حیات نبات به دوبخش قابل تشخیص بود.(2)
چرخه زندگی در نباتات بذری:
چرخه زندگی نهال های بذری شامل دو مرحله است مرحله اول نموئی نبات(vegetative phase)و مرحله دوم،مرحله تولیدی (reproductive phase) که تشکیل گل و تولید بذر می باشد
مرحله اول سبب انکشاف اعضای نبات چون ریشه،ساقه و برگ می باشد از جوانه زدن تخم شروع شده و به یک نبات جوان که دارای ساقه ریشه و برگ است رویش ادامه می دهد تا نبات کامل و بالغ شود و آنگاه با تشکیل گل مرحله دوم آغاز می شود .مرحله تولیدی آن سبب بوجود آمدن گل،میوه، و تخم می گردد.(6)
قسمت های گلی یا نمویی نباتات دانه دار :
ازسه بخش عمده ریشه ، ساقه و برگ تشکیل شده است .
ریشه Root: شامل قسمت های زیر زمینی نبات بوده که آب و مواد معدنی را از خاک جذب می نمایدو به نبات انتقال می دهد و ذخیرگاه مواد غذایی می تواند باشد و نبات را در زمین محکم استوار
نگه می دارد
ساقه stem:بخشی از نباتات که دارای گره ها و جوانه ها و برگ ها است اکثر ساقه ها بالای سطح زمین قرار دارند . مواد غذایی زا م انتقال می دهند و هم ذخیره می کنند در ضمن اعضای نبات را هم محافظت می کنند
برگ Leaf عضو بسیار مهم نبات بوده که روی ساقه شاخجه ها می روید و به صورت عموم دارای رنگ سبز می باشد که یکی از مهم ترین وظیفه برگ عملیه Photo synthesis می باشد برگ انرژی نوری را به انرژی کیمیاوی تبدیل می کند.(2)
تکثر نباتات دانه دار:
عمیله تکثر نباتات دانه دار plant propagation) ) عبارت است از افزایش در تعداد نباتات با استفاده با روش های جنسی sexual ویا غیر جنسی Asexual . بذر ها حاصل تولید مثل جنسی نباتات هستند . هدف آن علاوه بر افزایش تعداد نباتات نگه داری ساختمان ژنتیکی یاجینوتایپ Genotype یک نبات بخصوص است . تکثیر جنسی sexual عبارت از ازدیاد بوسیله بذر در گیاهان گل دار است. بذر از رشد حجره ی که از تلاقی گامت نر با ماده پدید آمده است تشکیل گردیده بنابراین نبات حاصله دارای ساختمان جنتیکی جدیدی می باشد که ار صفات جنتیکی هردو والد استفاده شده است .(6)
ساختمان اندام جنسی نباتات بذری:
گل اندام تکثری نباتات نهاندانه است در شکل مقابل اجزای که در بیشتر گل ها به مشاهده می رسد می بینید ابتدا به کاسبرگ ها (sepal ) تو جه کنید کاسبرگ ها اجزای برگ مانند هستند که درپایین گل قرار دارند آنها گل را در حالتی که غنچه است حفاظت می کنند گل برگ (petal) صفحات رنگینی هستند که اجزای داخلی گل را در برمی گیرند و در جذب حشرات به سوی گل ها تاثیر دارند . در داخل گلبرگ ها آله تذکیر(stamen)و آله تانیث (pistil) و جود دارد کیسه گرده (anther) اندام جنسی آله تذکیر هستند هر کدام از یک ساقه گک که بنام (filament) درست شده است در داخل کیسه گرده ،گرده (pollen)تولید می شود و در داخل دانه گرده گامت های نر بوجود می آید . دانه گرده بعداز پخته شدن در محیط پرا کنده می شود. آله تانیث اندام جنسی ماده گل می باشد در مرکز گل قرار دارند قسمت چسبنده بالای آن stigma قسمت پایین آن تخمدان (ovary) بخش باریک بین stigma و تخمدان را گردن ( style) نام دارد. داخل تخمدان اندام های بنام تخمچه (ovule) جای دارد در درون تخمچه گامت های ماده بوجود می آیند. (4)
تولید مثل در نبات بذری:
برای انجام تولید مثل جنسی ، دانه های گرده (pollen) به روی stigma انتقال می یابند به این عمل گرده افشانی (pollination) می گویند سپس گامت ها ی نر( sperm) درون دانه گرده خودرا به گامت ها ماده در درون تخمچه می رسانند و القاح(fertilization) انجام می پذیرد واولین حجره تخم ذایگوت بوجود می آید زایگوت با تقسیمات متوالی و تحولاتی که حاصل می کند جنین Embryo را پدید می آورد .
در اثر القاح هسته تخمچه بایکی از هسته های دانه گرده و القاح حجره مادر اندوسپرم با دیگر دانه گرده القاح مضاعف صورت می گیرد که حجره تخم ضمیمه را بو جود آورده
پدید آمدن بذر :
پس از القاح یک سری تعغیرات در تخمچه صورت میگرد که طی این تغییرات تخمک به دانه تبدیل می شود دراین پروسه از حجره تخم جنین Embryo دانه و از حجره تخم ضمیه Endospermدانه بوجود می آید.پوسته های تخمچه هم پایین تخکچه یعنی محل integumentپوش به هم می رسند و پس از تغییراتی پوش تخم seed coot را بو جود می آورند.
چگونگی پدید امدن جنینEmbryo
تخم اصلی با اولین تقسیم خو دو حجره نامساوی حاصل می کند یکی از این حجره ها در سمت پایین پوش integument قرار دارد که پس از تعدادی تقسیم یک ردیف حجره به نام بنداله یا سوسپانسور بوجود می آورد همزمان با تقسیم حجره اول ، حجره دوم نیز تقسیم شده و حجره های همانند را بنام پیش جنین تولید می کند یا پیش جنین pro embryo را به درون کیسه جنینی embryo sac می راند و در ضمن به وسیله حجره بزرگ تحتانی خود از تخمچه غذا گرفته و در اختیار جنین در حال تشکیل قرار می دهد . در مرحله بعد،تقسیمات ادامه میابد و جنین شکل قلب در میاید . در جنین قلبی شکل مانند شکل{ ص 105 کتاب زیست 3 } ریشه چه، ساقه چه،( Hypogeal)، جوانه اولیه و یک یا دو پلی متمایز می شوند .
چگونگی پدید آمدن و اندوسپرم :
تخم ضمیمه نیز همراه تا تقسیمات تخم اصلی ، پس از تقسیمات متوالی ،بافت ویژه ایی به نام اآلبومن albumen را می سازد که در حقیقت همان اندوخته دانه Endosperm بوده ، بعد ها مورد استفاده جنین قرار می گیرد. تشکیل آلبومن به این ترتیب است که هسته تخم ضمیمه پی در پی تقسیم شده واطراف دیواره کیسه جنینی را اشغال می کند در حالی که بخش میانی کیسه جنینی داری مقداری سایتوپلازم محتوی مواد غذایی و واکویل است.هسته های حاصل از تخم ضمیه به تکثیر خود ادامه داده تمام حجم کیسه جنینی را اشغال می کنند . در برخی ر آلبومن هاهسته ها و سایتوپلاسم اطراف آنها دیواره بندی نمی شود و آلبومن هسته ایی بوجود می آید ولی دربعضی دیگر در آنها دیواره هایی به وجود آمده و به حجره های مشخصی تفکیک می شوند، در این صورت آلبومن حجروی حاصل می آید. در عده ای دیگر بخشی از آلبومن هسته ایی، وبخش دیگر سلولی است . لایه بیرونی آلبومن در بسیاری ار گیاهان با ترشح آنزایم هایی تمام خورش داخل تخمچه را بمصرف رسانده و به این ترتیب خورش در اغلب موارد کاملا از میان می رود . به طوری که ملاحظه می شود تخم ضمیمه از اندوخته کیسه جنینی استفاده می کند و تکثیر می یابدو معمولا تمام سلول های خورش را نیز بمصرف می رساند. آلبومن غذای مناسبی رابرای جنین فراهم می آورد وسرانجام مورد تغذیه جنین قرار میگرد.(4)
تعریف تخم :
تخم محصول تخمچه القاح یافته است که در بازدانگان gymnosperms برهنه بوده است.روی سطح برگ های فلس مانندی که مخروط بازدانگان تشکیل می دهد ظاهر می شود. در حالی که در نهاندانگان angiosperms در درون تخمدان شکل می گیرد در زمان مقرر دانه بطور معمول نبات مادر جدا می شود در نهایت ممکن است جوانه زده ونبات جدیدی را بوجود آورد .
اعضای تخم بذری:
تخم دارای سه حصه عمده است:
1- جنین Embryo: 1- ریشه اولی Radical 2- برگ های سبز 3-coleoptile 4- scutellum( تحرک بخشنده مواد غذایی)
2- اندوسپرم Endosperm ( مواد ذخیروی نشایستوی و پرتیینی )
3- پوش بیرونی Seed covering ( طبقه محافظتی که اطراف اندوسپرم را پوشانده)(1)
جنین:
مهم ترین بخش بذر جنین است. جنین عموما به یک موجود حیه بسیار جوان نابالغ در ابتدای مراحل انکشافی اطاق می گردد. دراکثر نباتات و حیوانات عالی جنین تا اندازه ایی برای کسب مواد غذایی بالای والد مادری خود متکی می باشد اما درنباتات دانه دار مقداری مواد غذایی بصورت ذخیره ایی برای استفاده جنین تولید می شود
اجزای جنین: جنین دارای یک محور اصلی و دو نقطه نمویی در دو طرف است در یک طرف آن ریشه های اولیه Radical ودرطرف دیگر ساقه های اولیه plumule وجود دارد و همچنین دارای چند برگ نهفته بنام پلی cotyledonنیز می باشد.(5)
بافت دخیروی:Endosperm
این انساج ممکن است همان پلی ها اندوسپرم Endosperm (درون دانه) یا Prisperm(بیرون دانه) باشند که اندوسپرم حین نمو توسط جنین جذب می شود و پریسپرم که از حجره های اطراف کیسه جنینی بوجود آمده تنها در چند فامیل از نباتات مثل لبلو یا فامیل میخک ها دیده میشود و معمولا هنگام تشکیل بذرتوسط اندوسپرم جذب می شوند (4)
پوش بیرونی تخم های بذری :
پوشش بذر شامل پوسته بذر یا Seed coat با testa باقیمانده انساج اطراف کیسه جنینی و اندوسپرم می باشد. معمولا پوسته بذر انساج خشک ذخیم و سخت است و منزله حفاظی است برای جنین که جابجا کردن بذور را بدون صدمه دیدن جنین امکان پذیر کندو انبار کردن آنها را برای مدت طولانی میسر میسازد. پوشش بذر نقش مهمی در جوانه زدن دارد. بعضی اوقات پوسته بذردارای ضمایمی مانند بال کرک می باشد که توزیع بذر را درطبیعت آسان می کند.(4)
تعریف بذر:
بذر یا seed قسمتی از محصول دانه ،غده یا ریشه می باشد که درخاک مزروعی می کارند تا جوانه بزند . و پایه نباتی را که باید زراعت را تشکیل بدهد بوجود بوجوی می آورد.بذر یا بشکل دانه که جنین را در بر دارد یا شکل غده و پیاز و ساقه که جوانه و نهالی را دربر دارد وجود دارد . که وقتی که در خاک مناسی قرار گیرد با استفاده از مواد غذای که در داخل دانه یا غده و غیره ذخیره شده است رشد و نمو می نمایدو تبدیل به بوته کامل می شود و زراعت آینده را تشکیل می دهد بنابراین بذر ها یا بوسیله اعضای تناسلی نبات تولید شده اند یا قسمتی از اعضای نبات می باشند در صورتی که بوسیله اعضای تناسلی نبات تولید شده باشد یا بحالت میوه خشک هستند مانند گندم ،جو یا بصورت مغز میوه می باشند مانند لوبیا،نخود،عدس،ریشقه ،تنباکو و غیره .. با مغز و قسمتی از پوست میوه توام است مانند بذر اسپرس یا بصورت میوه مرکب می باشد مانند بذر لبلبو زمانی که برای بذر گیری کاشته می شود یا بصورت ساقه هوایی است مانند نی شکر ازدیاد بوسیله بذر روش عمده ایی که نباتات در طبیعت تولید مثل می کنند این روش یکی از موثر ترین روش های ازدیاد نبات است که میزان وسیعی کاربرد دارد . نباتی از بذر کاشته می شود seeding می نامند. این اصطلاح در باغبانی در تمام زندگی نبات و در زراعت تنها به دوره بافاصله جوانه زدن بذر اطلاق می گردد.
دراین سمینار منظور ازبذر تخم هایی هستند که دارای جنین و اندوسپرم و پوش تخم بوده و به منظور تولید نبات جدید از آنها استفاده می شود .(6)
رشد و نمو:
مجموعه پدیده هایی که در نتیجه آنها حجم موجود زنده سالم اضافه می شود. جوانه زنی را شامل رشد و نمو می دانند. اغلب رشد و نمو را از یکدیگر فرق می دهند بطوریکه مجموعه تغییرات کمی را که شامل دراز شدن و افزایش حجم است نمو growth می گویند. و بروز کیفیت های جدید را رشد می خوانند بعبارت دیگر عبور مرحله از حیات به مرحله دیگر که توام باظهور و پیدایش اندام جدید باشد پدیده رشد یا development را تشکیل می دهد (6)
جوانه زنی بذر های بیدار :
جوانه زدن عبارت از سررشته حیات نبات است که بقای انواع نبات را تامین می کند .
تعریف از دیدگاه علم فیزیو لوژی:جوانه زنی عبارت از نیش زدن ریشه از طریق پوست تخم میباشد (1)ااندوساگن در کتاب فرهنگ نبات شناسی می گوید : جوانه زنی یا Germination اولین مرحله رشد یک دانه در تبدیل آن یک نبات خورد در تبدیل آن به یک نبات جوان است. در نباتات دانه دار جوانه زنی باجذب آّب شروع می شود و با تولید اولین برگ های حقیقی پایان می یابد (11) . در حقیقت جوانه زنی عبارت از تجدید یا سرگیری ادامه نمو فعال جنین است که منجر به پاره شدن پوست تخم و سبز شدن نبات سبز می گردد. جنین در دانه پرازیتی دارد با جوانه زدن بذر زندگی پرازیتی آن به زندگی مستقل تبدیل می گردد. بنابراین جوانه زنی آغاز یک زندگی مستقل است . (1)
شرایط جوانه زنی بذر:
آغاز جوانه زدن بذر ضرورت به شرایط گوناگون دارد که باید اجراء گردد :
1- جنین در تخم باید زنده باشد و مواد غذایی کافی داشته باشد
2- اوضاع داخلی تخم باید برای جوانه زدن مساعد باشد از هر نوع تغییرات فیزیکی و کیماوی عاری باشد نباید بذر در حالت خواب باشد
3- شرایط محیطی باید برای جوانه زدن مساعد باشد یعنی رطوبت، حرارت، اکسیژن و بعضی از بذر ها نور موجود باشد. (7)
الف )فکتور های محیطی لازم برای جوانه زدن تخم بذری:
1- حرارت : برای جوانه زدن هریک از نباتات احتیاج به حداقل درجه حرارت Minimum Temperature است که 40الی 37 درجه فارنهایت می باشد وقتی در جه حرارت از minimum بالا می رود در درجه حرارت مخصوص میزان رشد حد اکثر می شود Temperature optimum که 77درجه فارنهایت است. با افزایش در جه حرارت از Temperature optimum سرعت رشد کاهش پیدا می کند و درجه حرارت به نقطه ایی می رس که رشد بطور کلی متوقف می شود maximum Temperature 90الی 86 درجه فارنهایت می گویند . حرارت در ازدیاد جذب آب در تخم و دیگر در سرعت تعاملات کیماوی که در داخل تخم انجام می گیرد ومنجر به جوانه زدن می شود تاثیر دارد بطور مثال درجه حرارت مینیمم و اپتیمم و ماکزیمم برای جوانه زدن در جو 3،20،30 در جه سانتی گراد در جواری 8 ، 3،42 درجه سانتی گراد است (5)
2- رطوبت:
مواد غذایی لازم برای تغذیه جنین نبات به شکل مواد خشک در زیر پوست سخت قرار گرفته است مستقیما قابل جذب نیست نبابراین آب باید در داخل بذر شود تا دیوار حجروی پوست آن نرم گردد و به آسانی جوانه بزند.ثانیا مواد غیر قابل جذب داخل بذر در اثر رطوبت و گرما پس از سلسله عملیات کمیاوی و فیزیکی تبدیل به مواد قابل جذب شود.
بعضی از دانه ها قبل ریشه زدن ده برابر یا بیشتر نسبت به وزن خود آب جذب می کنند پس از جذب آب انزایم داخل پروتو پلازم حجره ها فعال می شود و هر کدام وظیفه خود را انجام می دهد بعضی انزایم ها پرتیئن ها ذخیره شده را به اسیدهای آمین و برخی چربی ها را به اسید چرب و گلیسیرن و گر وهی دیگر نشایسته را به قندهای ساده تبدیل می کنند. (7)
4- هوا و اکسژن :
بذر ها در حال جوانه زدن احتیاج به اکسیژن دارند و عملیات کمیاوی که درداخل بذر موقع جوانه زدن صورت می گیرد وجود اکسیژن ضروری است.
در مراحل اولیه رویش اکسیژن مورد نیاز از فضاء موجود درخاک گرفته می شود.اکسیژن برای پروسه تنفس لازم است . تنفس تمام انرژی مورد نیاز را برای همه فعالیت های کیمیاوی داخل سلول تهیه می کند در موقع جوانه زدن تنفس بسیارشدید بوده اگر خاک بخاطر کوبیده شدن و آبیاری زیاد دچارکمبود اکسیژن شده باشد رشد بذر متوقف می شود .(4)
5- نور:
نقش نور در جوانه زنی بذرها بستگی به نوع نبات دارد .بذر ها ی بعضی نباتات مانند سس و دارویش نمونه هایی از کاهو در تاریکی نمی رویند. دانه هایی دیگر مانند سیاه دانه و بعضی شقایق ها فقط در تاریکی جوانه می زنند . برخی دیگر از بذر ها مانند غله جات مثل گندم نسبت به نور بی تفاوتند یعنی در بودن یانبودن نور جوانه می زنند.
کینزل 10سال در این مورد تحقیق کرد بنتیجه رسید که بیشتر دانه ها حساسیتشان به نور مثبت است در بین 960بذر600 نوع آن بنور حساسیت مثبت دارند یعنی با وجود نور بهتر رشدو نمو می کنند.(4)
ب)زنده بودن تخم بذری:
برای جوانه زدن باید جنین توانایی جوانه زدن را پیدا کرده باشد اصطلاح پخته یا نارس نباشد . در بذر مشخصات ظاهری حیات بسیار کاهش می یابد بدین صورت که :
· تنفس و ایجاد گرما بسیار ناچیز است
· تبادلات تغذیه ای صفراست
· سنتز و رشد وجود ندارد
فعالیت میتابولیزیمی به کمی حد و اندازه کاهش یافته و صرفا برای تولید انرژی و نگه داری ساختارهای پروتو پلازمی لازم است با وجود این بذر زنده است و این کاهش موقتی فعالیت بنام زندگی کند نامیده می شود . اگر شرایط فراهم باشد باز زندگی فعال active را آغاز می کند (9)
ج) تخم بذری به حالت خواب نباشد :
تخم بذری زنده و سالم و رسیده برای جوانه زدن در تحت شرایط محیطی مناسب قرار گرفته است ولی بذر نسبت به شرایط محیطی حساس نیست بنابراین می گویند بذر در حالت خواب است یک بذر خواب قادر به جوانه زدن نیست ولو آنکه شرایط خارجی مهیا باشد وهیچ گونه باز دارنده ایی نداشته باشد بنابراین خواب بذر نوعی عدم استعداد درونی برای بازگشت به زنذگی فعال است . این موضوع یک امتیاز برای بذر ها ی وحشی ومحسوب می شود. درفصل ها ی بعدی در مورد چگونگی خواب تخم های بذری و روش های شکستن آن بحث خواهیم کرد.
گذشته از مطالب فوق دیگر عوامل نیز می تواند جوانه زنی تخم بذری را تحت تاثیر خود قرار دهد و باعث کاهش قوه نمویی و قدرت جوانه زنی تخم شود که از آنها می توان به سالم بودن تخم و بزرگی و کوچکی تخم اشاره کرد(9)9
پروسه جوانه زدن تخم های بذری:
جوانه زنی تخم از جذب آب شروع آغاز می شود (به g100گندم g47 آب و g100 بذر لوبیا g200 تا g400 آب جذب می گردد) که قسمت اعظم آن به جنین می رود پس از دوسه روز که انساج آن به اندازه کافی به آب آغشته شدند (مقدار جنین بیش از 1000% فیصد وزن خشک است) سوخت و ساز جنین باشدت آغازمی شود و این امر با تصاعد قابل ملاحظه ایی گرمای مشخص است، ذخایر غذا در بذر هایدرولیز می شوند و میتابولیت های لازم جهت سنتز وتقسیم حجروی برای جنین فراهم می آورند.ابتدا ریشچه و سپس محور زیر پلی ایی بصورت برجستگی در خارج ظاهر شده و دانه بلند می شود.(9)
انواع جوانه زدن :
جوانه زدن در نهاندانگان در بذر های تک پلی ، دو پلی که خود دونوع جوانه زنی Hypogeal و Epigeal صورت میگیرد.
جوانه زنی بذر در دانه های Dicotyledon:
جوانه زنی بذر در دانه dicotyledon دو لپه ایی مانند لوبیا ابتدا آب جذب می کند و می پندد. بعد از سه تا چهار روز ریشه اولیه پوش تخم را پاره و بارشد خود ب به درون ذرات خاک نفوذ می کند نوک ریشه Root cap نام دارد کمی بالا تراز Root cap ریشه های فرعی ظریفی بوجودمی اآید که با خاک تماس نزدیک داشته و آب را از فضاها ی بین آنها جذب می کند سپس cotyledon که در بالای ریشه اولیه قرار دارد رشد خود را آغازمیکند این ممکن است رشد سریع داشته و بارشد خود از خاک بیرون آمده چنین رشدی را Epigeal می گویند در خارج از زمین مواد ذخیروی خود پلی ها تدریجا به مصرف می رسد. برخلاف بذرهای Epigeal که در روی زمین پلی ها ظاهر می شوند بذر های مانند نخود ، Hypcotylرشد چندانی ندارد و درنتیجه قادر نیست دانه را از خاک خارج سازد بنابراین جوانه زنی بذر ها ی مانند نخود Hypogeal نام دارد
جوانه زنی بذر در دانه های monocotyledon:
پلی ها درنباتات بشکل های مختلف درمی آید اما نقش آن در همه حال رساندن مواد غذایی دانه به جنین است شکل مقابل مراحل جوانه زنی جواری رانشان می دهد بذر های جواری دارای نیام ها ی است که درابتدای مرحله جوانه زدن،ریشه و ساقه جوان را در خود محفوظ می دارند .درمراحل اولیه رشد بذر پاره شده وریشه و ساقه از آنها خارج می شود .(4)
خواب بذر چیست ؟
تعریف خواب بذر:
خواب به صورت دوره ایی از رشد غیر فعا ل در دانه ها ، جوانه ها ، پیازها، ودیگر اندام ها نباتی
حتی زمانی که احتیاجات محیطی درجه حرارت، آب یا طول روز موجود ومناسب هستند تعریف می شوند
تعریف استراحت تخم بذری:
استراحت حالتی است که یک دانه نمی تواند جوانه بزند مگر اینکه شرایط محیطی که معمولا برای رشد لازم هستند وجود داشته باشد (9)
در جایی دیگر خواب بذری این گونه تعریف شده است:
برای باز گشت به زندگی فعال باید شرایط خارجی ( رطوبت، حرارت ،اکسیژن و غیره...) مناسب باشند ولی این شرایط لازم همیشه کافی نیستند. غالباموجود زنده در حالت زندگی کند نسبت به شرایط خارجی مناسب حساس نیستند . بنا براین به این اصطلاح می گویندموجود زنده در حالت خواب است و برگشت به زندگی فعال پس از تغییر شکل درونی انجام میشود که این حساسیت را باز به آن برمی گرداند و این حالت را بیداری از خواب می گویند . بنا براین خواب نوعی عدم استعداد درونی برای بازگشت به زندگی فعال است. (9)
تعریف استراحت :
حالتی است که تداوم زندگی کند فقط به شرایط خارجی بستگی دارد و برای بازگشت به زندگی فعال کافی است که این شرایط مساعد شود(9)
در کتاب خواب و جوانه زنی بذر وارینگ (1965) واژه خواب را اینگونه بکاربرده است "هنگامی که یک نبات با وجود فراهم بودن شرایط مساعد از نظر دما،رطوبت،اکسیژن کافی، قادر به جوانه زنی نباشد(12)
در چیبتر درسی اساسات تولید تخم های بذری خواب بذر را چنین تعریف نموده است :" عبارت از حالتی است که حتی با مساعد بود ن شرایط نورمال و مناسب ِ محیطی برای جوانه زنی تخم جوانه زده نمی تواند(1)
درکتاب فنون علم در بذر و فناوری به نقل از نیکولاوا(1977) خواب بذر را چنین تعریف نموده است: " حالت عدم جوانه زنی بذر های زنده ناشی از عوامل داخلی ، خواب شناخته شده که نیکولاوا آنرا خواب عضوی نامید. زیرا با خصوصیات خود بذر ارتباط دارد .(10)
اهمیت خواب بذر:
خواب دانه در نباتات مختلف و حتی در دانه های یک تخمدان نیز باهم فرق می کنند . تفاوت طول مدت زمانی خواب دانه ها در حقیقت یک نوع کنترل یا لگام جنیتیکی است به عنوان مثال اگر همه دانهای حاصل از نبات درمحیط در تحت شرایط معین و مساعد محیطی در یک زمان جوانه زند و سپس شرایط به عللی نامساعد گرددو همه نهالی های تازه از بین بروند بقای نبات در خطر جدی قرار خواهد گرفت اما اگر دانه هادر شرایط مساوی درنوبت های مختلف سبز شوند بااز بین رفتن یک دسته از نهالی های سبز شده (به هر علتی که باشد) دسته های دیگر که درنوبت های دیگر سبز می شوند وظیفه جانشینی را به عهده خواهدگرفت.خواب بذر در اکثرنباتات دانه دار وجود دارد در نباتات وحشی که در بیابان های خشک در کوهستان ها و مراتع هستنداین ویژگی یک مزیت محسوب میشود و یکی از عوامل بقایشان بحساب می آید اما در نبات اهلی که هدف تولید بذر های فراوان و یکنواخت است عدم جوانه زنی همزمان و رشد یکنواخت و درکل خواب بذر یک مشکل محسوب میگردد. لذا در فصل بعدی در مورد روش شکستن خواب تخم های بذری معلومات لازم را ارایه خواهیم نمود.(3)
انواع خواب :
خواب یک پدیده در موجودات زنده است . درنباتات اشکال متفاوتی دارد قسمت های مختلف یک نبات مثل بذر شکوفه های گل ، ساقه دریک مدت معین خواب را تجربه میکنند . بیشتر نباتات چندین ساله زمستان هارا بخواب می روند . در این تحقیق توجه بر خواب تخم های بذری است و تخم های بذری بر اساس منشا خواب خود به انواع مختلف تقسیم شده اند . دانشمندان درمورد طبقه بندی خواب تخم های بذری نظریه های را مطرح نموده اند که قرار ذیل می باشد:
انواع خواب در تخم های بذری:
در چیپتر باغداری در قسمت پرنسیب های تکثیر توسط تخم آمده است که:" شرایط داخلی که تخم را در وقت پخته شدن به جوانه زدن نمی گذارد بنام (primary dormancy) یاد می گردد .یعنی در این نوع تخم ها باید تغییرات داخلی فیزیو لوژیکی صورت گیرد تا آنها آماده جوانه زدن گردندکه این تغییرات فیزیولوژیکی را ( after ripening)یاد می کنند. بعضی اوقات چنین واقع می شود که تخم تغییرات after ripening راگذرانده اما باآن هم آماده جوانه زدن نیست به این معنی که شرایط داخلی بذر برای جوانه زدن آماده بوده اما شرایط مساعد نیست که این حالت را secondary dormancy می گویند نوع dormancy دیگری که تخم را بجوانه زدن نمی گذارد بنام Termo dormancy یاد می شود(7) .
در چیپتر اساسات تولید تخم بذری primary dormancy را به دوبخش تقسیم کرده است.
1- Exogenous dormancy خواب مربوط به عوامل بیرونی نیازمندی های جوانه زنی تخم ( آب، نور،حرارت) برای جنین مهیا نبوده بنا بذر قادر به جوانه زدن نمی باشد که رفع این نیازمندی بذرجوانه میزند
خواب مربوط به عوامل داخلی بذرکه این نوع خواب زیاد تر رایج Endogenous dormancy-2
است که عمدتا بدلیل اوصاف و خصوصیات ذاتی تخم می باشد .(1)
نظریه هارپر( 1957-1977) : خواب بذر را بر حسب چگونگی منشا آنها شناسایی کرد هر چند این طبقه بندی منظم نیست اما نزدیک ترین طبقه بندی را از دید اکالوجیست ها ارایه داده است اعلام داشت: " بعضی بذر ها خواب dormant تولیدمی شود و برخی دیگر ازبذرها خواب را کسب می کنند و عده دیگر از تخم ها خواب تحمیل می شود او حالات فوق را به این ترتیب ارایه نموده است:
· خواب ذاتی : tnnate dormancy
موقعی اتفاق می افتد که بذر در زمان جداشدن از پایه مادری در حالت خواب قرار داشته باشد. بذری که ذاتا خواب است موقعی که پراکنده می شود حتی اگر در شرایط مناسب رشد قرار گیرد قادر به جوانه زدن نیست. خواب ذاتی را میتوان بعنوان یک سازگاری و عاملی جهت تناوب جوانه زنی و تاخیر درجوانه زنی تلقی کرد . خواب ذاتی می تواند به دلیل نارس بودن جنین ،وجود بازدارنده ها ، و غیره...باشد.
· خواب القاییInduced dormancy :
برای توصیف وضعیت بکار میرود که پدیده خواب پس از جدا شدن بذر از پایه مادری بدنبال برخی اتفاقات در بذر ایجاد شود
· خواب اجباریEnforced dormancy :
برای جوانه زنی بذرها ،بذر نیاز مند رطوبت ،دمای مناسب ، اکسیژن است اگر این نیازمندی ها برآورده نشود جوانه زنی انجام نخواهد دراین شرایط ممکن است بذر ها دچار خواب اجباری شوند .
ویگس (1964) خواب بذر را از جنبه حالات وسیع شدن و کم شدن شرایطی که در آنها جوانه زنی اتفاق می افتد مود بررسی و ارزیابی قرار داد . وی خواب شرطی conditional dormancy، و خواب نسبی Relative domancy اعلام داشت .
·
· خواب شرطی conditional dormancy:
بذر تنها قادر است در دامنه محدودی از شرایط لازم جوانه زند بعنوان مثال نشان داده شده است که بذر ها تازه برداشت شده جو در دمای 10درجه سانتی گراد می تواند جوانه بزند اما در دمای 15درجه سانتی گراد نمی تواند اماهنگامی که برای مدتی در گدام خشک نگهداری شود دامنه شرایطی که درآن جوانه زنی صورت می گیرد وسیع تر میشود .
نیکو لاوا( 1977) اعلام داشت حالت عدم جوانه زنی بذر زنده ناشی از عوامل داخلی خواب بذر تعریف کرد و آنرا خواب عضوی نامید .زیرا باخصوصیات خود بذر ها ارتباط داشت وی عدم جوان زنی بذر ها را بدلیل فقدان شرایط مناسب محیطی خواب تحمیلی نامید. او خواب را به سه گروه تقسیم کرد.(12)
· خواب خارجی
· خواب داخلی
· خواب ترکیبی
میکانیزم ایجاد خواب در تخم های بذری :
با توجه به اینکه بسیاری از اطلاعات ما درمورد مکانیزم ها ی ایجاد خواب از بررسی روش های شکستن خواب بدست آمده است شاید ترتیب ارایه مطالب این دوموضوع کاملا، منطقی نباشد . همچنان باید گفت در عصری که هرروز پیشرفت ها جدید در بیالوژی مالیکولی اعلام می گردد باید اعتراف کرد دانش و درک ما نسبت به اساسات مالیکولی خواب بذر کم و ناچیز است. هیچ گونه نباتی وجود نداردکه در سطح حجروی و مالیکولی آن اطلاعات کافی در دست باشد . باید خاطر نشان کرد قابل ذکر ترن محقیقین که طبقه بندی مکانیزم خواب بذر را انتشار کردند عبارتند از بارتون(1965) ،نیکولوف(1967-1977) ،ویلیرز(1972) هارپر(1977) ، بیولی و بلاک(1982) مایرو پل جاکوف و مایبر(1982) وارینگ (1965) می باشد. بیشترین بررسی علمی در مورد خواب بذر را در مقاله علمی بیولی وبلاک (1982) می توان یافت که در آن 400نوع نبات را تحقیق کرده است . در جدول زیر نباتاتی که خواب بذر آنها بیشتر مورد توجه محققین بوده است نشان می دهد.
کاهو
Lactuca sativa
سیب
Malus sylvestris
زبان گنجشک
Fraxinus spp
توق زردان
Xanthium pennsylvanicum
افراء
Acer spp
فندق
Corylus avellana
درخت شمشیر
Euonymus europaea
یولاف وحشی
Avena fatua
ترشک
Rumex spp
مکانیزم های مختلف خواب بذر میتواند در دو محل متمایز جنین و پوش های جنین باشد . هرگاه بذر خواب دارای جنینی باشد که پس از جداکردن پوش تخم توانست جوانه بزند می توان چنین نتیجه گرفت که عامل ایجاد خواب بذر درلایه های اطراف بذر قرار دارد بذر می تواند بیش از یک مکانیزم خواب داشته باشد .لذا نباید تصور کرد اگریک بذر دارای چنین خواب است پوش های بذر در خواب بذر در خواب بذر هیچ سهمی ندارد
مهم ترین مکانیزم های شناخته شده خواب تخم های بذری:
الف) خواب ناشی از پوش های جنین ( انساج میوه ، تستا ، پوش تخم ،پریسپرم ،اندوسپرم )
· محدودیت در انجام تبادلات گازی
· محدودیت جذب آب
· محدودیت میخانیکی در برابر رشد جنین
· عوامل باز دارنده نمو محلول در آب پوش ها ی جنین
· خواب ناشی از عدم انتقال مواد اندوخته ایی درون جنین
ب) خواب جنین :
· نارس بود ن و عدم تمایز جنین
· توقف سنتز پرتئین ونوکلئید اسید
· عدم انتقال مواد اندوخته ایی جنین
· کمبود مواد تنظیم کننده رشد
· حضور مواد باز دارنده
الف )خواب ناشی از پوش ها جنین :
پوش های که جزء بذر محسوب می شوند عبارتند از اندوسپرم ،پریسپرم ، پوش بذر . اگر چه اندوسپرم و پریسپرم همواره جنین را بطور کامل احاطه نمی کند یا اینهمه از انجا که در طبیعت بسیاری از دانه ها از میوه جدا نمی شوند ضروری است که تمام اجزاء ماحول جنین را در نظر گرفت حتی میوه و گل وغیره ..
1) محدودیت در انجام تبادلات گازی توسط پوش ها جنین :
مورد بسیار مشخص در Xanthium pennsylvanicum (نباتی از کلاس مرکبان) دیده می شود این نبات دارای یک میوه با دو دانه است دانه بالا یی خواب می ماند و دانه پایینی جوانه می زند علت این که (شل 1911) که نفوذ پوست ها ی این دانه ها نسبت به اکسیژن کم است و جنین دانه بالایی برای نمو خود نیاز به اکسیژن بیشتری دارد ( برای اکساید انزایمی بازدارنده ها ) با جدا کردن پوش دانه بالا ضمن افزودن فشار اکسیژن یا بالابردن دما تا 33درجه سانتی گراد که نیاز به اکسیژن را در جنین کاهش میدهد . آنگاه می شود که دو بذر همزمان جوانه بزنند . وارینگ و فودا (1957) طی یک تجربه ثابت کردندکه بذرهای بالایی بخاطر محدودیت پوش بذر نسبت انتشار اکسیژن خواب نیستند لذا هنوز این موضوع ثابت نشده است اما چیزی که قطعی است این است که نفوذ ناپذیری به اکسیژن در بذر بلوط که سطح دانه آن به موم آغشته است، کاهو ،بسیاری از نباتات فامیل گندمیان مانند یولاف وجود دارد.(9)
2- محدودیت جذب آب توسط پوش های جنین :
این حالت در بسیاری از نباتات فامیل نخود مانند شبدر ،رشقه وغیره.. همچنین نباتات فامیل نیلوفر آّبی و فامیل پنیرک وغیره مشاهده میشود . دانه باقالای مصری( نباتی از فامیل لوبیا) خاصی دارای دیواره ها ی مخصوصی است که جذب آب را محدود می کند و تاقبل از اینکه پوسته بذر پوسیده نشده است از جوانه زنی جلو گیری می شود . بذر های فوق دانه هایی هستند که در طی دو الی سه هفته که معمولا برای آزمایش جوانه زنی درنظر میگیرند قادر به جذب آب نیستند . نفوذ ناپذیر بودن پوش بذر نسبت به رطوبت مشخصه مطلوب جهت حفظ جنین می باشد . هاید(1954) همزمان اتفاق افتاد دو پدیده ناسازگار با یکدیگر یکی نمو پوسته بذر نفوذ ناپذیر و دیگر خشک شدن جنین را مورد بررسی قرار داد . هاید فهمید که در سه نوع نبات لیگیوم شبدر سفید trifulium repens ، شبدر قرمز trifulium protens ولوپن درختی lupinus arboreus شکاف موجود در ناف بذر Hilumبصورت نل رطوبتی عمل می کند در رطوبت نسبتی بالا بسته می ماند و دررطوبت نسبی پایین باز می شود و بدین ترتیب اجازه میدهد بذرها خشک شوند. هاید مشاهده نمود که شکاف ناف بذرHilum لوپن درختی در مدت یک دقیقه همراه با تغییرات مناسب رطوبتی باز یا بسته میشود .سوراخ باز شده شکافی بین 15 تا 75 مایکرون نشان داد . بذر های سخت در نهایت تمایل داشتند که رطوبتی معادل یا پایین ترین رطوبت نسبی که در معرض آن قرار گرفته بودند برسند . این گونه بذر ها در شرایطی که رطوبت نسبی به تدریج افزایش یافت آب را جذب کرده و در نتیجه شکاف باز میماند.در خاک ها ی مناطق خشک این وضعیت کم تر اتفاق می افتد بذر لیگوم ها ممکن است برای چندین سال بحالت خواب بماند یکی از راه های مطالعه انتشار آب بدرون بذر ها همانگونه جکسون و وایانو مارتسون(1980) تشریح نمودند مطالعه جذب آب سنگین (H2o) بااستفاده از روش اوتو رادیوگرافی است.
3- مقاومت میخانیکی دربرابر رشد جنین :
پوش های بسیار سخت بذر ها مانع نمو جنین بیرون آمد ریشه اولیه میشود.مانند بذرهای بارهنگ آبی ،غاز پا (ازفامیل لبلبو)، Fraxinus spp.
کراکر و دیویس(1914) نشان دادن که پوش بذر فامیل کمان ّآبی Alisma plantago ،از نم دیدگی عامل جنین جلوگیری می کند. به همین دلیل بذر با جینی نیمه پندیده می تواند دربستر آبی خود باقی بماند وجوانه نزند .این محققین نشان ندادند که چگونه درنهایت این مقاومت دربذر شکسته میشود؟ هرچند میتوان حدس زد وقایع طبیعی که موجب وارد آمدن صدمات فیزیک بر لایه های محدود کننده موثراست در نو ع های دیگر دیده شد ه که نمو جنین بر مقاومت میخانیکی پوش های خودغلبه میکند .پس می توان گفت که دراین نوع خاک دوجنبه مطرح است
· ممانعت میخانیکی پوش ها
· توانایی فیزیو لوژیک جنین برای غلبه برای محدویت ها
درمورد بذرخواب بالایی توقXanthium pennsylvanicum ایساتشی و لیویود(1968) نشان دادن که ریشه اولیه قادرنیست به انداز ه کافی رشد کند یا بتواند موجب پاره کردن پوش محافظ بذرگردد. آیکوماوتیمن (1963) نیزدر بذر کاهو نشان دادند آن دسته از بذر هایی که شعاع کافی برای جوانه دریافت نکرده بودند خصوصیات میخانیکی اندوسپرم مانع طویل شدن ریشه اولیه گردید.بالچارد(1976) اعلام داشت ممانعت میخانیکی پوش بذر دلیل اصلی خواب است و گفته اکالیپتوس (یک نوع بید است)Eucalyptus pauciflora و Eucalyptus delegatenis جنین هایی که پس از یک دوره طولانی ترشدن جدا شده بودند هیچ گونه علایم رشد ریشه اولیه را نشان ندادند. او نتبیجه گرفت که در بذر های ترشده پروسه جوانه زدن تایک مرحله خاص پیش می روند اما هنگامی که جوانه زنی بذر با مقاومت مواجه می شود مثلا در حالت فوق مقاومت میخانیکی پوسته بذر ازمراحل بعدی پروسه جوانه زنی جلوگیری بعمل می آورد. (12)
باز دارندهای جوانه زنی (محلول در آب) در پوش های جنین:
در بسیاری دانه ها، باز دارنده های رشد مانند ABA در پوش غالبا به مقیاس زیادی و جود دارند قبل از وجود ازینکه جوانه زنی اتفاق بیافتد این بازدارنده ها ممکن است لازم باشد که توسط باران شسته شود .با وسیله انزایم ها تجزیه گردد یا تاثیرات آنها توسط هار مون ها خنثی گردد. پوش ها تخم شامل پوش تخم و میوه precarp میباشد ،باز دارنده ها یی که اغلب دارند عبارتنداز :
آلدویید اسید و اسید های عضوی ( درنخود)
ااسید آبسیسیک ( در گندم)
کومارین( در انتوگزانتوم ) و سایر لاکتون ها
ااسید کافئیک واسید فرولیک
فنل ها ( اسید کلروژنیک که درپوش سیب وجود دارد و اکساید شدن مانع رسیدن اکسیژن به جنین می شوند .
علاوه بر باز دارنده های میتابولیزمی معمولی مانند KNP،DNP و هایدروکسیل هایدرایزید،مالئیک و غیره ) کومارین راکه نوعی لاکتون (استر درونی) است به عنوان مثال نام میبریم : این ماده که در زراعت برای جلو گیری از جوانه زنی علف های هرز بکارمی رود بطور طبیعی درنباتات فامیل نخود وفامیل اناناس مانند اسیرولا در بعضی نباتات فامیل گندمیان مانند آنتوگرانتوم اودوراتوم وجود داردو بوی علف قطع شده ازآن است(9)
خواب بدلیل عدم انتقال مواد ذخیروی خارج از جنین:
در دانه های خوابی که قسمت زیادی مواد ذخیروی آنها خارج از جنین قرار دارد ( دراندوسپرم یا پریسپرم ) حرکت قابل انتقال تشخیص مواد ذخیروی آنها خارج از جنین یا اصلا انتقالی صورت نمی گیرد. در اسپیشز گلپر Heracleum sphondylium هیچ گونه نموی در دمای 15درجه سانتی گراد مشاهده نشده زیرا هایدرولیز ذخایر پرتینی موجود دراندوسپرم دراین محدوده حرارتی انجام نمی شود (استوکنز1953)نشان داد که جنین جداشده از بذر در(KNO3 یا یک آمینو اسید مناسب جوانه زند .جوانه زنی بذرهای عادی خواب همراه با هایدرولیز پروتئین ها ذخیره ایی اندوسپرم در بذرهاییکه دردمای 2درجه سانتی گراد سرمادیده بودند اتفاق افتاد.
ااستوکنز نتیجه گرفت که در دمای 20درجه سانتی گراد برخی از تولیدات میتابولیزمی جنین بدرون اندوسپرم راه میابند و موجب هایدرولیز پرتین ها می شوند.این وضیت مشابه جوانه زنی دانه ها ی گرامینه است که در آن جیبرلین ها از جنین انتشار می یابند . و موجب سنتر ،فعال شدن و ترشح آنزایم های هایدرولیز کننده توسط حجرات آلورون وسپس به دنبال آن هایدرولیز پلی ساکرید ها و پروتین ها و لیپیدها و غیره و همچنین جذب موادمحلول توسط اسکوتولم جنین درحال جوانه زدن می گردند .باین دلیل جوانه نزدن را می توان بواسطه جلوگیری از انتقال مواد اندوخته ای خارج از جنین بذر درنظر گرفت، هرچند ممکن است دلیل این امر ناتوانی جنین در ترشح عامل فعال کننده باشد.(12)
ب) خواب جنین تخم های بذری :
بنابر تعریف منشاء خواب جنینی بذردرخود جنین است یعنی با تیمار انجام شده بر پوش بذر خواب بذر از میان نمی رود حتی اگر جنین از پوش جدا گردد . برای جوانه زدن نیازهای که دارد تامین شود باز هم جوانه نمی زنند . در حال حاضر مکانیزم هاخواب جنین بخوبی شناخته نشده اند گروهی دراین رابطه مکانیزم هایی را پیشنهاد کرده اند که قابل ذکر ترین شان قرار زیر است :
نارس بودن و عدم تمایزجنین:
بسیاری ار محققین پخته نبود ن جنین embryo immaturity دلیلی برای خواب بذر محسوب نموده اند .برخی از بذر ها در زمان شکوفایی میوه دارای جنین نسبتا کوچکی هستند و درنتیجه بین مرحله نم دیدگی و ظهور ریشه اولیه فاصله اولیه زیادی وجود دارد .
به عنوان مثال در بذر هایHeracleum sphonodylium درزمان شکوفایی دارای جنین های قلبی شکل بسیار کوچکی هستند که تنها 4% وزن خشک دانه را تشکیل میدهد . در حالی که قبل از جوانه زنی هیمن جنین کوچک رشد می کند و وزن خود را تا 30% وزن خشک بذر افزایش می دهد ( استوکنز) در بذر نبات fraxinus nigra ( استین 1964بور ) و excelsior fraxinus ( ویلز و وارینگ 1964) درای جنین تمایز یافته اما نارس می باشد که رشد جنین در درون بذر به کمک دمای حرارت 20تا 30 درجه سانتی گراد تقویت می شود یک دوره دمای پایین chilling period بین 5تا 10 درجه سانتی گراد به مدت 2 تا 3 ماه نیاز دارد . نیاز این مکانیزم ها فا صله های بین شکوفایی بذر و جوانه زنی بذر را طولانی می کند . نظیر بعضی از بذر ها که برای جوانه زنی باید دو بهار را سپری کنند
مکانیزم خوا ب جنین:
جارویس و همکارانش ( 1978) محور جنینی بذرهای خواب نبات فندق را در لابراتوار کشت کردند به این نتیجه رسیدند که در جنین ها ی خواببذر فندق خواب را می توان ناشی از فقدان اسید جبرلیک ( GA3) دانست . خود بدلیل کافی نبودن سنتز ( تولید یا عدم جنین در آزاد سازی اسید جبرلیک یا مصرف سریع GA آزاد در جنین دانست آریاس و همکاران (1976) نیز گفتند شاهدی در دست است که محل سنتز جیبرلین در محور جنینی است و مقداری سنتز و بخشی ازآزاد سازی جیبرلین محور جنینی است و مقداری از سنتز بو بخشی از آزاد سازی جنینی در پلی ها صورت می گیرد .(12)
نقش باز دارنده ها درونی در خواب جنین:
مقدار ABA موجود در جنین فندق چنین به نظر می رسد کهABA جنین ها بیدار دانه های تاز ه برداشت شده را در شرایط خوب نگه می دارد . اما در نهایت حساسیت جنین ها نسبت به مقدار ABA کاهش می یابد و ABA از ویلز و وارینگ ( 1965) که سرما دادن که برای شکستن خواب باز ماند ( انو – ویلزر ماند وارینگ ( 1965) که سرما دادن که برای شکستن خواب بذر های سرخدار ضروری بود ، ما ده بازدارنده عامل خواب بذر است شکستن خواب بذر احتمالا باید از تغییرات حساسیت ، نسبت به بازدارنده ها نتیجه شده باشد .
وجود بیش ازیک مکانیزم خواب بذر:
به نظر می رسد مکانیزم ها خواب جنین ، بنحوی با یکدیگر ارتباط دارند زیرا بعنوان مثال کمبود اسید نوکلیک با پرتین از انتقال نیافتن مواد غذایی اندوخته ایی نتیجه شده باشد واین مورد نیز ممکن است به واسط نبود مواد تنظیم کننده رشد با و جود ترکیبات بازدارنده ایجاد شده باشد .(12)
روش های شکستن خواب تخم بذر ی:
خواب ممکن است با قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل معین با شدت لازم برای یک دوه مناسب شکسته شود از سوی دیگر شکستن خواب ممکن است نیاز قرار گرفتن بذر در شرایط متغییر نظیر تغییرات روزانه دمای خاک بذر محسوب می شوند و در مواردی باعث تسریع آن می گردند می تواند در پاسخ به دامنه ای از نوسانات روزانه شکسته شود نوساناتی که دریک فصل بخصوصی از سال نظیر بهار رخ می دهد همچنین ممکن شکستن خاک از تغییرات چر خه دما به طور مثال گذراند زمستان یا گذراندن تابستان و زمستان نتیجه شود در شرایط پیچیده تر خواب ممکن است بواسطه در قرار گرفتن بذر ها در معرض دویا چند عامل مشخص نظیر نور و دامنه ایی از دمای مناسب یا مواد کیماوی و تحریک کننده رشد در یک دمای مطلوب شکسته شود
الف ) قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل
· سرما
· نور
· نگه داری در محیط خشک در دمای بالا
· شست و شو خارج شدن مواد از بذر
· تخریش stratification
· مواد کیمیاوی و هارمون های رشد
ب) قرار گر فتن در معرض شرایط متغییر
ج) قرار گرفتن بذر تحت تاثیر دو یا چند عامل(12)
سرما دادن :
عبارت از قرار گر فتن بذر های مرطوب شده در در جه حرارت پایین معمولا بین 1تا 0 درجه سانتی گراد که ممکن است مدت قابل ملاحظه به طول انجامد . این روش در قوریه های درختان جنگلی از طریق طی کردن بذر ها در سرمای زمستان صورت می گیرد که غالبا استرافکیشن نامیده میشود وقتی که خواب بذر ناشی از عامل جنین باشد بذر با پروسه حرارت بیدار میگرد بعنوان مثال : گیلاس prunus cerasus ،خردل brassica به مدت سه الی 10روز در معرض سرمای 5الی 50درجه سانتی گراد قرار می گیرد بعضی از بذر مانند oryzo sativa برای شکستن خواب مدت کوتاهی ( ازچند ساعت تا 1الی 5 روز ) درحرارت 50 الی 40درجه سانتی گراد قرار می گیرند(10)
آب داغ نیز یک روش موثر در شکستن خواب بذرها ی سخت لیگیوم ها است . آنیموس( 1984) بذرها قبل از قرار گرفتن حرارت مناسب برای جوانه زدن به مدت یک الی درحرارت 80 درجه سانتی گراد غوطه ور می شوند .باید در انتخاب مدت زمان دقت شود زیرا در بعضی از بذر ها مانند کتان و bengal geram غوطه ور بود ن بیش از یک دقیقه بر جوانه زنی خساره وارد می کند
نور:
بعضی از بذرها در تاریکی جوانه نمی زنند در نتیجه در نتیجه باید معرض روشنایی مداوم یا دوره ایی قرار بگیرند برای مثال کاهو یا lactuca sativa نور دهی بذر کاهو با نور قرمز 660mm یا با نور سفید برای جوانه زنی ضرورت دارد دراین بذر ها یا ابتدا در معرض نور قرمز قرار گرفته و سپس در تاریکی جوانه می زند یا ممکن در نور سفید مداوم جوانه بزند .
شست وشو و خارج شدن مواد از بذر :
دریک تجربه استندر جوانه زنی مشاهده می شود که ترکیباتی از بذرها شسته و خارج می شود چنانچه مواد خارج شده از بذر حاوی مواد باز دارنده نمو باشند چنین شست شویی را باید اقدامی برای شکستن خواب بذر در نظر گرفت موثربود ن شست وشو به سرعت و ترشح مواد باز دارنده از بذر و نیز به حجم و سرعت جریان آب اطراف بستگی دارد . نموی غیر معمولی بذر های نباتات یک ساله را دربیابان های گرم پس از وقوع بارندگی کافی می توان درنتیجه شسته شدن مواد بازنده از بذر ها دانست .(12)
نگهداری بذر ها در گدام خشک یاقرار دادن بذر های خشک در دمای بالا:
بسیار اتفاق می افتد که بذر هایی که بروی نباتا ت مادری به بلوغ کامل می رسد خواب بوده و این خواب در پی مدتی دانه ها در گدام خشک نگهداری میشوند کاهش می یابد. گر و بارتون (1993) 42 نوعی را که دارای این نوع خواب هستند معرفی نمود و اعلان داشتندکه این بذر ها خواب شرطی را نشان می دهد .به عنوان مثال آتتر برگ (1899) اعلان داشت که بذر ها تازه برداشت شده جو در 10درجه سانتی گراد جوانه زندند ولی در 15 درجه سانتی گراد جوانه نزدند و تنها پس ازماند ن در یک دوره مناسب در گدام خشک مناسب است . این نوعی ویژگی جنیتیکی ارزشمند غله جات محسوب می گردد زیرا از جوانه زنی بذر در رطوبت نسبی بالای هوا جلوگیری بعمل می آورد . مکانیز شکستن خواب دراین روش حذف مانع یک مانع میتا بولیکی بذر نیست بلکه احتمال می رود گدام خشک یا گر ما به پوش بذرهای سخت صدمه وارد بیاورد و در نتیجه جذب آب و جوانه زنی را امکان پذیر سازد
هانا 1984) علاوه براین ممکن است گدام خشک و گرما باعث برهم خوردن نظم غشا های جنین و دربذر ها ی میشوند که در مجاورت باهوا،خشک شده اند .(12)
تخریش تخم بذری :
هر گونه عملیات کیمیاوی و فیزیکی که پوسته بذر را ضعیف کند تخریش نامیده می شود این روش وقتی اعمال میشود که خواب بذر ناشی از سختی پوش بذر باشد بعنوان مثال لیگیوم ها طریق متفاوتی برای شکستن پوسته بذر وجود دارد مانند بذر ها را یا روی یک ریگ مال مالیده می شود یا بوسیله یک تخریش دهنده میخانیکی این کار انجام می دهد باید دقت شود که در راس بذر(جنین) صدمه وارد نشود
به عنوان leucaena aureus ،leuccephala ، ماش
گاهی بجای مالش بذر پوش بذر با پاره کردن پوسته رطوبت جذب میکند بعنوان مثال mamordica charanita وقتی که پوسته بذر خیلی سخت بود یعنی پوسته چوبی داشته باشد باید شکسته شود .مانند hevea spp . غوطه ور سازی بذر سخت در به مدت 1لی 60دقیقه در محلول رقیق شده اسید سلفوریک نیز نفوذناپذیری پوسته بذر را برطرف می کند . بذرها بعد از این عمیلیه به طور کامل با آب روان شسته شود تا بر جوانه زنی اثر نداشته شود مانند پنبه (10)
بکار گیری مواد کیماوی و هارمون های رشد :
از انجا که خواب ذاتی ممکن است از ناشی از وجود باز دارنده های جوانه زنی باشد مقداری کمی از هارمون ها رشد ممکن است خواب را برطرف کند . مواد کیمیاوی گوناگونی خواب رابرطرف میکند البته رایج ترین مواد مورد استفاد جیبرلین ها ،کینتین ها هستند .از میان جیبرلین ها اسید جیبرلیک GA3بعنوان موثرترین ماده رفع خواب بذر شناخته شده است .از غلظت های 100الی 100 pm استفاده شده است .دانه قبل از انتقال به محیط یا محلول 100GA3-و 10لی 50pm،کینیتین قرار گیرند . برای مثال perilla sppدر سایر مواد کیماوی تاثیرات نایترایت پتاشیم 2% و تیو اوره 5% الی 3% فیصد در شکستن خواب در سطح وسیع استفاده می شود . نایترایت پتاشیم خواب بذر نیازمند در تاریکی را برطرف می سازد بطور کلی بذرها روی یک کاغذ اشباح شده با محلول 2% نایترایت پتاشیم جوانه می زند .اگر لازم باشد مرطوب ساختن بعدی باآب انجام می شود .نایترایت پتاشیم در شکستن خواب یولاف وحشی جو و رومی و غیره موثراست . تیو یوریا برطرف میکند. برطرف می کند بعنوان مثال غلظت موثر دربذرکاهو 002/0m است .یک روش روش معمول عبارت از غوطه ور کردن بذر ها در محلول 5% الی3% تیویوریا تحریک کننده جوانه زنی بذر ها بذرها زنبق می باشد.(10)
ب) شکستن خواب بذر بوسیله شرایط متغییر :
هر گاه بذر ها در دماهای متغییر و ثابت قرار گیرند و از حالت خواب بیرون بیایند حرارت متغییر عامل شکستن خواب آنها محسوب می گردد. در بذرهای نیازمندبه سرما، کم یازیاد شدن تصادفی درجه حرارت در محدوده نیاز سرمایی باندازه سرمای مداوم بایک دمای ثابت موثر می باشد علاوه براین ثابت شده دانه هایی که در دمای ثابت خواب می مانند ممکن بواسطه کم یازیاد کردن روزانه دما مجبور به جوانه زنی شوند . تامپسلون وگرین (1983) تاثیر دماهای متاثر در جوانه زنی 112 بذرنبات علفی رامورد بررسی قرار دادند مشخص گردید . 46 مورد از نباتات بررسی شده بر اثر افت خیز های درجه حرارت در حضور روشنایی تحریک میگردد.
ج) شکستن خواب تخم بذری توسط دویا چند عامل :
سرما بدنبال روشنایی بخصوص در نباتات آبی ریز دانه بسیار موثر است هلتون (1984) بذر های خواب یولاف وحشی با استفاده از نایترایت پتاشیم 2% روشنایی جوانه زنی بالایی بدست آورد. در بذر خفته فندق ترکیب کاربن دی اکساید با اتلین ،نور با اسید جیبرلیک ،و ترکیب سرما دهی و نور تحریک کننده بوده اند در بعضی موارد اثرات دویا چند یا عامل تجمعی یا کمتر باشد در برخی از موارد اثر تلفیق دو یا چند عامل تشدید کننده synergistic است . یعنی از مجموع هریک از روش های شکستن خواب بیشتر باشد .(12)
نتیجه گیری:
· تخم بذری حاصل بذری حاصل تکثر جنسی نبات است
· بذر دردنیای امروز منبع تولید غذا بوده و دارای ارزش زیادی است وروز به روز با افزایش جمعیت و بحران غذا و آلودگی محیط زیست بر اهمیت و ارزش بذر افزوده می شود
· گل اندام جنسی نباتات دانه دار است. اندام جنسی (ماده و نر ) ابتدا گرده افشانی و سپس القاح را انجام می دهد . و حجره تخمچه را بوجود می آورد . تخمچه در اثر رشد ونمو به تخم تبدیل میشود
· تخم از سه حصه عمومی جنین، اندوسپرم ، پوش بیرونی تشکیل شده است.
· نمو به مجموعه تغییراتی که شامل دراز شدن و افزایش حجم است و رشد بروز کیفیت ها ی جدید و پیدایش اندام های جدید را گویند.
· بذر امکان دارد به شکل تخم که جنین زنده را دربردارد ،یا بشکل غده، پیاز ، و ساقه که جوانه و نهالی را در بر دارند گفته می شود .
· تخم بذر بذری دانه ای است که حاصل تولیدمثل جنسی نبات بوده از جنین زنده ،مواد ذخیروی و پوش تخم تشکیل شده است و در نهایت نبات جدید را بوجودمی آورد .
· بذر زنده هرگاه اعضای داخلی اش و شرایط محیطی مساعد باشد ،غذای کافی داشته باشد و در حالت خواب نباشد جوانه می زند .
· جوانه زنی ادامه نمو فعال جنین است که منجر به پاره شدن پوش تخم ،نیش زدن ریشه و سبز شدن نبات جوان می باشد .
· شرایط محیطی مناسب برای جوانه زنی عبارت از حرارت مناسب ،آب به اندازه نیاز، اکسیژن ، نور در بعضی بذرهامی باشد.
· تخم بذر ی اگر خواب باشد جوانه نمی زند حتی اگر شرایط محیطی مساعد هم باشد .
· تخم بذری در ابتدای جوانه زنی آب زیاد را جذب می کند و بعد ساخت وساز جنی آغازمی شود و مواد ذخیروی هایدرولیز شده و بصورت قابل استفاده به جنین می رسد . و جنین رشد ونمو میکند . با سبز شدن برگ های حقیقی جوانه زنی به پایان می رسد.
· خواب تخم بذر ی عبارت از حالتی است که حتی با مساعد بود شرایط مناسب محیطی بذر جوانه نمی زند.
· خواب برای نباتات وحشی دربیابان ها ،کوهها،ومراتع یک کنترل جنیتیکی برای نبا ت محسوب می شود اما در نباتا اهلی که نیاز به جوانه زنی همزمان دارند.
· انواع خواب تخم بذری عبارب از خواب اولیه که خودبه دونوع خواب درونی و خواب بیرونی میباشد و خواب بعدی خواب ثانویه می باشد .
· هایدر (1977-1955) خواب را به سه نوع طبقه بندی کرد خواب ذاتی ، خواب القایی، خواب اجباری .
· تا کنون در مورد خواب بذر 400نوع نبات تحقیق صورت گرفته است.
o مهم ترین مکانیزم های شناخته شده خوا ب تخم های بذری عبارتند از :
o خواب ناشی پوش جنین:
§ خواب ناشی از محدودیت در انجام تبادلات گازی جذب آب
§ محدودیت میخانیکی در رشد جنین
§ مواد باز دارنده نمو محلول در آب پوش ها جنین
§ خوا ب ناشی از عدم انتقال مواد اندوخته ایی بدرون جنین
o ب) خواب خود جنین
§ نارس بودن و عدم تمایز جنین
§ توقف سنتز پرتین و نوکلیک اسید
§ عدم انتقال مواد اندوخته ایی به جنین
§ کمبود مواد تنظیم کننده رشد
سفارشات :
بمنظور رفع شکستن خواب در بذر ها از استفاده از روش های زیر را سفارش می کنیم :
· قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل
o سرما : 3 الی 10روز در معرض 0 الی5 درجه سانتی گراد بذر را قرار دهید.
o نور : کاهو در معرض نور سفید بشکل مداوم
o نگه داری در محیط خشک در دمای بالا : گندم و جو و برنج و 39 نو ع نبات دیگر از این روش استفاده شود . غله جات بیشنهاد می گردد.
o شست و شو خارج شدن مواد از بذر : شستن بذرها ی مناطق خشک بیابانی
o تخریش stratification: مالیدن توسط ریگمال مانند ماش ، پاره کرده پوسته، شکستن پوسته ،غوطه کردن در اسید سلفوریک به مدت 1الی 60دقیقه
· مواد کیمیاوی و هارمون های رشد : استفاده از جیبرلین100ppm و کنیتین01 الی 50ppm و نایتریت پتاشیم 2%
· ب) قرار گر فتن در معرض شرایط متغییر :
· ج) قرار گرفتن بذر تحت تاثیر دو یا چند عامل: در یولاف و حشی نور همرا ه 2% پوتاشیم نایترایت
ماخذ:
1. آریا - ضیاء تولید تخم های بذری .لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ .
2. انصاری – الحاج عبدالقیوم . نباتات مزروعی . لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ
3. تامسون – کن . 1380 . اکالوجی بذر . انتشارات دانشگاه تهران صفحات 92الی 110.
4. دیانت نژاد- حسن . 1383 . زیست شناسی گیاهی . انتشارات سازمان برنامه ریزی آموزشی صفحات 95الی 114.
5. رحیمی – رحیم خان . غله جات .لکچرنوت پوهنحی زراعت ، پوهنتون بلخ.
6. رستگار- محمد علی . 1384. زراعت عمومی . انتشارات برهمند .صفحات 221 الی 241.
7. شراف- زریر. باغداری. لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ.
8. قهرمان –احمد 1382 گیاه شناسی پایه . انتشارات دانشگاه تهران .صفحات 287 الی 292.
9. کیان مهر- هرمز دیار.1380.مبانی بیولوژی گیاهی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.صفحات 295 الی 300.
10. لطیفی –ناصر .1380. فنون در علم بذر و فناوری . چاپ انتشارات دانشگاه گرگان.
11. وحدتی –کورش . 1384 . فرهنگ گیاه شناسی مصور .انتشارات آییژ.صفحات 80الی 124
12. هاشمی – ابوالحسن .1379. خوابو روش بذر . انتشارات دانشگاه شهید چمران. صفحات 19تا 120.
بسیاری از علف ها هرز و نباتات موجود در طبیعت ماند مراتع و چمنزار ها با داشتن یکی از انواع خواباز طریق گسترش زمان و مکان جوانه زنی بقای خود را برای سال ها ی طولانی تضمین می کنند. اما در سبزیجات و صیفی جات و نباتات زراعتی که از طریق بذر تکثیر می شوند رهایی از خوابو جوانه زنی همزمان و یکنواخت یکی از اصول مهم زراعت محسوب می گردد.
برا ی آگاهی از چگونگی خواب و روش های شکستن آن ضروری است که بعوامل موثر بر جوانه زنی بذر ها آشنا شویم برای این آشنایی باید نخست تخم بذر را بشناسیم و بدانیم که چگونه بوجود آمده و چه قسمت هاییی دارد
لذا با طرح این پرسش ها چوکات پژوهش شکل گرفته است .
· تخم بذری چیست؟ چگونه بوجودآمده ؟ از چه قسمت هایی تشکیل شده؟
· جوانه زنی تخم بذری چیست؟ بذر چگونه جوانه می زند ؟ چه عواملی در جوانه زنی بذر موثر است؟
· خواب تخم بذری چیست؟ چه اهمیتی دارد ؟ چه انواع دارد؟ و مکانیزم خواب تخم بذری چگونه است؟
· روش های شکستن خواب تخم بذری چیست؟
بهمین ترتیب در فصل اول درمورد منشاء تخم بذری و بیالوژی آن معلومات داده وگل گرده ، گرده افشانی و القاح وتولید تخم و چگونگی بوجود آمدن جنین و اندوسپرم و شکل گرفتن بذر شده است .
در قست بعد درمورد تعریف تخم بذری، مفهوم رشد و نمو و جوانه زنی و شرایط و عوامل موثر و بر جوانه زنی بحث شده است در قسمت بعد در مورد تعریف خواب تخم بذر ی انواع طبقه بندی ، و چگونگی خواب در تخم بذری اطلاعات کافی ارایه گردیده وبخش آخراز روش ها ی شکستن تخم بذری بحث صورت گرفته است.
اهمیت بذر :
بذر به عنوان عامل سازگاری و تکثیر نباتات شاید جزء پیشرفته ترین ساختار های حیاتی مهندسی طبیعت باشد . که در مسیر تحول نباتات در خشکی ها تعغیرات زیادی را درجهت ادامه بقاء نباتات متحمل شده است .
نقش بذر در زندگی انسان و حیوانات سابقه بسیار کهن دارد . در واقع زراعت زمانی بوجود آمد که بذر ها وامکان تولید نباتات از آنها مورد توجه بشر قرار گرفت. این توجه که منجر به کنجکاوی انسان ها شد پیوسته ادمه داشته است) 3)
انسان ها برای ادامه حیات خود نیاز به خوراک دارند. و بذر بزرگترین منبع برای تامین خوراک انسان محسوب می شود . در دنیای امروز با توجه به افزایش جمعیت و کم شدن منابع زمین در جهان بحران کمبود غذا بوجود آمده است این موضوع بر اهمیت بذر افزوده است. وتوجه انسان را بیش از پیش به خود جلب کرده جلب کرده است. انسان دریافته که تنها راه حل بحران غذا تولید فراوان محصولات زراعتی است .برای تولید بیشتر باید علم زراعت را انکشاف دادو شناخت بیشتر و دقیق تر در مورد بذر و خصوصیات و توانایی آن و راه های افزایش آن پیدا کرد.
منشاء بذر:
خصوصیات نباتات دانه دار :
بسیاری نباتات زراعتی ازطریق تکثیر یا تولید نسل می نمایند که گروپ نباتات تخم دار (seed plant)و(spermato phyte) طبقه بندی می شود که از نظر دوران حیات نباتات عالی که تخم تولید می نمایند . ابتدا جوانه زده و جوانه یانهالی را بوجود می آورد بدین ترتیب دوران حیات نبات به دوبخش قابل تشخیص بود.(2)
چرخه زندگی در نباتات بذری:
چرخه زندگی نهال های بذری شامل دو مرحله است مرحله اول نموئی نبات(vegetative phase)و مرحله دوم،مرحله تولیدی (reproductive phase) که تشکیل گل و تولید بذر می باشد
مرحله اول سبب انکشاف اعضای نبات چون ریشه،ساقه و برگ می باشد از جوانه زدن تخم شروع شده و به یک نبات جوان که دارای ساقه ریشه و برگ است رویش ادامه می دهد تا نبات کامل و بالغ شود و آنگاه با تشکیل گل مرحله دوم آغاز می شود .مرحله تولیدی آن سبب بوجود آمدن گل،میوه، و تخم می گردد.(6)
قسمت های گلی یا نمویی نباتات دانه دار :
ازسه بخش عمده ریشه ، ساقه و برگ تشکیل شده است .
ریشه Root: شامل قسمت های زیر زمینی نبات بوده که آب و مواد معدنی را از خاک جذب می نمایدو به نبات انتقال می دهد و ذخیرگاه مواد غذایی می تواند باشد و نبات را در زمین محکم استوار
نگه می دارد
ساقه stem:بخشی از نباتات که دارای گره ها و جوانه ها و برگ ها است اکثر ساقه ها بالای سطح زمین قرار دارند . مواد غذایی زا م انتقال می دهند و هم ذخیره می کنند در ضمن اعضای نبات را هم محافظت می کنند
برگ Leaf عضو بسیار مهم نبات بوده که روی ساقه شاخجه ها می روید و به صورت عموم دارای رنگ سبز می باشد که یکی از مهم ترین وظیفه برگ عملیه Photo synthesis می باشد برگ انرژی نوری را به انرژی کیمیاوی تبدیل می کند.(2)
تکثر نباتات دانه دار:
عمیله تکثر نباتات دانه دار plant propagation) ) عبارت است از افزایش در تعداد نباتات با استفاده با روش های جنسی sexual ویا غیر جنسی Asexual . بذر ها حاصل تولید مثل جنسی نباتات هستند . هدف آن علاوه بر افزایش تعداد نباتات نگه داری ساختمان ژنتیکی یاجینوتایپ Genotype یک نبات بخصوص است . تکثیر جنسی sexual عبارت از ازدیاد بوسیله بذر در گیاهان گل دار است. بذر از رشد حجره ی که از تلاقی گامت نر با ماده پدید آمده است تشکیل گردیده بنابراین نبات حاصله دارای ساختمان جنتیکی جدیدی می باشد که ار صفات جنتیکی هردو والد استفاده شده است .(6)
ساختمان اندام جنسی نباتات بذری:
گل اندام تکثری نباتات نهاندانه است در شکل مقابل اجزای که در بیشتر گل ها به مشاهده می رسد می بینید ابتدا به کاسبرگ ها (sepal ) تو جه کنید کاسبرگ ها اجزای برگ مانند هستند که درپایین گل قرار دارند آنها گل را در حالتی که غنچه است حفاظت می کنند گل برگ (petal) صفحات رنگینی هستند که اجزای داخلی گل را در برمی گیرند و در جذب حشرات به سوی گل ها تاثیر دارند . در داخل گلبرگ ها آله تذکیر(stamen)و آله تانیث (pistil) و جود دارد کیسه گرده (anther) اندام جنسی آله تذکیر هستند هر کدام از یک ساقه گک که بنام (filament) درست شده است در داخل کیسه گرده ،گرده (pollen)تولید می شود و در داخل دانه گرده گامت های نر بوجود می آید . دانه گرده بعداز پخته شدن در محیط پرا کنده می شود. آله تانیث اندام جنسی ماده گل می باشد در مرکز گل قرار دارند قسمت چسبنده بالای آن stigma قسمت پایین آن تخمدان (ovary) بخش باریک بین stigma و تخمدان را گردن ( style) نام دارد. داخل تخمدان اندام های بنام تخمچه (ovule) جای دارد در درون تخمچه گامت های ماده بوجود می آیند. (4)
تولید مثل در نبات بذری:
برای انجام تولید مثل جنسی ، دانه های گرده (pollen) به روی stigma انتقال می یابند به این عمل گرده افشانی (pollination) می گویند سپس گامت ها ی نر( sperm) درون دانه گرده خودرا به گامت ها ماده در درون تخمچه می رسانند و القاح(fertilization) انجام می پذیرد واولین حجره تخم ذایگوت بوجود می آید زایگوت با تقسیمات متوالی و تحولاتی که حاصل می کند جنین Embryo را پدید می آورد .
در اثر القاح هسته تخمچه بایکی از هسته های دانه گرده و القاح حجره مادر اندوسپرم با دیگر دانه گرده القاح مضاعف صورت می گیرد که حجره تخم ضمیمه را بو جود آورده
پدید آمدن بذر :
پس از القاح یک سری تعغیرات در تخمچه صورت میگرد که طی این تغییرات تخمک به دانه تبدیل می شود دراین پروسه از حجره تخم جنین Embryo دانه و از حجره تخم ضمیه Endospermدانه بوجود می آید.پوسته های تخمچه هم پایین تخکچه یعنی محل integumentپوش به هم می رسند و پس از تغییراتی پوش تخم seed coot را بو جود می آورند.
چگونگی پدید امدن جنینEmbryo
تخم اصلی با اولین تقسیم خو دو حجره نامساوی حاصل می کند یکی از این حجره ها در سمت پایین پوش integument قرار دارد که پس از تعدادی تقسیم یک ردیف حجره به نام بنداله یا سوسپانسور بوجود می آورد همزمان با تقسیم حجره اول ، حجره دوم نیز تقسیم شده و حجره های همانند را بنام پیش جنین تولید می کند یا پیش جنین pro embryo را به درون کیسه جنینی embryo sac می راند و در ضمن به وسیله حجره بزرگ تحتانی خود از تخمچه غذا گرفته و در اختیار جنین در حال تشکیل قرار می دهد . در مرحله بعد،تقسیمات ادامه میابد و جنین شکل قلب در میاید . در جنین قلبی شکل مانند شکل{ ص 105 کتاب زیست 3 } ریشه چه، ساقه چه،( Hypogeal)، جوانه اولیه و یک یا دو پلی متمایز می شوند .
چگونگی پدید آمدن و اندوسپرم :
تخم ضمیمه نیز همراه تا تقسیمات تخم اصلی ، پس از تقسیمات متوالی ،بافت ویژه ایی به نام اآلبومن albumen را می سازد که در حقیقت همان اندوخته دانه Endosperm بوده ، بعد ها مورد استفاده جنین قرار می گیرد. تشکیل آلبومن به این ترتیب است که هسته تخم ضمیمه پی در پی تقسیم شده واطراف دیواره کیسه جنینی را اشغال می کند در حالی که بخش میانی کیسه جنینی داری مقداری سایتوپلازم محتوی مواد غذایی و واکویل است.هسته های حاصل از تخم ضمیه به تکثیر خود ادامه داده تمام حجم کیسه جنینی را اشغال می کنند . در برخی ر آلبومن هاهسته ها و سایتوپلاسم اطراف آنها دیواره بندی نمی شود و آلبومن هسته ایی بوجود می آید ولی دربعضی دیگر در آنها دیواره هایی به وجود آمده و به حجره های مشخصی تفکیک می شوند، در این صورت آلبومن حجروی حاصل می آید. در عده ای دیگر بخشی از آلبومن هسته ایی، وبخش دیگر سلولی است . لایه بیرونی آلبومن در بسیاری ار گیاهان با ترشح آنزایم هایی تمام خورش داخل تخمچه را بمصرف رسانده و به این ترتیب خورش در اغلب موارد کاملا از میان می رود . به طوری که ملاحظه می شود تخم ضمیمه از اندوخته کیسه جنینی استفاده می کند و تکثیر می یابدو معمولا تمام سلول های خورش را نیز بمصرف می رساند. آلبومن غذای مناسبی رابرای جنین فراهم می آورد وسرانجام مورد تغذیه جنین قرار میگرد.(4)
تعریف تخم :
تخم محصول تخمچه القاح یافته است که در بازدانگان gymnosperms برهنه بوده است.روی سطح برگ های فلس مانندی که مخروط بازدانگان تشکیل می دهد ظاهر می شود. در حالی که در نهاندانگان angiosperms در درون تخمدان شکل می گیرد در زمان مقرر دانه بطور معمول نبات مادر جدا می شود در نهایت ممکن است جوانه زده ونبات جدیدی را بوجود آورد .
اعضای تخم بذری:
تخم دارای سه حصه عمده است:
1- جنین Embryo: 1- ریشه اولی Radical 2- برگ های سبز 3-coleoptile 4- scutellum( تحرک بخشنده مواد غذایی)
2- اندوسپرم Endosperm ( مواد ذخیروی نشایستوی و پرتیینی )
3- پوش بیرونی Seed covering ( طبقه محافظتی که اطراف اندوسپرم را پوشانده)(1)
جنین:
مهم ترین بخش بذر جنین است. جنین عموما به یک موجود حیه بسیار جوان نابالغ در ابتدای مراحل انکشافی اطاق می گردد. دراکثر نباتات و حیوانات عالی جنین تا اندازه ایی برای کسب مواد غذایی بالای والد مادری خود متکی می باشد اما درنباتات دانه دار مقداری مواد غذایی بصورت ذخیره ایی برای استفاده جنین تولید می شود
اجزای جنین: جنین دارای یک محور اصلی و دو نقطه نمویی در دو طرف است در یک طرف آن ریشه های اولیه Radical ودرطرف دیگر ساقه های اولیه plumule وجود دارد و همچنین دارای چند برگ نهفته بنام پلی cotyledonنیز می باشد.(5)
بافت دخیروی:Endosperm
این انساج ممکن است همان پلی ها اندوسپرم Endosperm (درون دانه) یا Prisperm(بیرون دانه) باشند که اندوسپرم حین نمو توسط جنین جذب می شود و پریسپرم که از حجره های اطراف کیسه جنینی بوجود آمده تنها در چند فامیل از نباتات مثل لبلو یا فامیل میخک ها دیده میشود و معمولا هنگام تشکیل بذرتوسط اندوسپرم جذب می شوند (4)
پوش بیرونی تخم های بذری :
پوشش بذر شامل پوسته بذر یا Seed coat با testa باقیمانده انساج اطراف کیسه جنینی و اندوسپرم می باشد. معمولا پوسته بذر انساج خشک ذخیم و سخت است و منزله حفاظی است برای جنین که جابجا کردن بذور را بدون صدمه دیدن جنین امکان پذیر کندو انبار کردن آنها را برای مدت طولانی میسر میسازد. پوشش بذر نقش مهمی در جوانه زدن دارد. بعضی اوقات پوسته بذردارای ضمایمی مانند بال کرک می باشد که توزیع بذر را درطبیعت آسان می کند.(4)
تعریف بذر:
بذر یا seed قسمتی از محصول دانه ،غده یا ریشه می باشد که درخاک مزروعی می کارند تا جوانه بزند . و پایه نباتی را که باید زراعت را تشکیل بدهد بوجود بوجوی می آورد.بذر یا بشکل دانه که جنین را در بر دارد یا شکل غده و پیاز و ساقه که جوانه و نهالی را دربر دارد وجود دارد . که وقتی که در خاک مناسی قرار گیرد با استفاده از مواد غذای که در داخل دانه یا غده و غیره ذخیره شده است رشد و نمو می نمایدو تبدیل به بوته کامل می شود و زراعت آینده را تشکیل می دهد بنابراین بذر ها یا بوسیله اعضای تناسلی نبات تولید شده اند یا قسمتی از اعضای نبات می باشند در صورتی که بوسیله اعضای تناسلی نبات تولید شده باشد یا بحالت میوه خشک هستند مانند گندم ،جو یا بصورت مغز میوه می باشند مانند لوبیا،نخود،عدس،ریشقه ،تنباکو و غیره .. با مغز و قسمتی از پوست میوه توام است مانند بذر اسپرس یا بصورت میوه مرکب می باشد مانند بذر لبلبو زمانی که برای بذر گیری کاشته می شود یا بصورت ساقه هوایی است مانند نی شکر ازدیاد بوسیله بذر روش عمده ایی که نباتات در طبیعت تولید مثل می کنند این روش یکی از موثر ترین روش های ازدیاد نبات است که میزان وسیعی کاربرد دارد . نباتی از بذر کاشته می شود seeding می نامند. این اصطلاح در باغبانی در تمام زندگی نبات و در زراعت تنها به دوره بافاصله جوانه زدن بذر اطلاق می گردد.
دراین سمینار منظور ازبذر تخم هایی هستند که دارای جنین و اندوسپرم و پوش تخم بوده و به منظور تولید نبات جدید از آنها استفاده می شود .(6)
رشد و نمو:
مجموعه پدیده هایی که در نتیجه آنها حجم موجود زنده سالم اضافه می شود. جوانه زنی را شامل رشد و نمو می دانند. اغلب رشد و نمو را از یکدیگر فرق می دهند بطوریکه مجموعه تغییرات کمی را که شامل دراز شدن و افزایش حجم است نمو growth می گویند. و بروز کیفیت های جدید را رشد می خوانند بعبارت دیگر عبور مرحله از حیات به مرحله دیگر که توام باظهور و پیدایش اندام جدید باشد پدیده رشد یا development را تشکیل می دهد (6)
جوانه زنی بذر های بیدار :
جوانه زدن عبارت از سررشته حیات نبات است که بقای انواع نبات را تامین می کند .
تعریف از دیدگاه علم فیزیو لوژی:جوانه زنی عبارت از نیش زدن ریشه از طریق پوست تخم میباشد (1)ااندوساگن در کتاب فرهنگ نبات شناسی می گوید : جوانه زنی یا Germination اولین مرحله رشد یک دانه در تبدیل آن یک نبات خورد در تبدیل آن به یک نبات جوان است. در نباتات دانه دار جوانه زنی باجذب آّب شروع می شود و با تولید اولین برگ های حقیقی پایان می یابد (11) . در حقیقت جوانه زنی عبارت از تجدید یا سرگیری ادامه نمو فعال جنین است که منجر به پاره شدن پوست تخم و سبز شدن نبات سبز می گردد. جنین در دانه پرازیتی دارد با جوانه زدن بذر زندگی پرازیتی آن به زندگی مستقل تبدیل می گردد. بنابراین جوانه زنی آغاز یک زندگی مستقل است . (1)
شرایط جوانه زنی بذر:
آغاز جوانه زدن بذر ضرورت به شرایط گوناگون دارد که باید اجراء گردد :
1- جنین در تخم باید زنده باشد و مواد غذایی کافی داشته باشد
2- اوضاع داخلی تخم باید برای جوانه زدن مساعد باشد از هر نوع تغییرات فیزیکی و کیماوی عاری باشد نباید بذر در حالت خواب باشد
3- شرایط محیطی باید برای جوانه زدن مساعد باشد یعنی رطوبت، حرارت، اکسیژن و بعضی از بذر ها نور موجود باشد. (7)
الف )فکتور های محیطی لازم برای جوانه زدن تخم بذری:
1- حرارت : برای جوانه زدن هریک از نباتات احتیاج به حداقل درجه حرارت Minimum Temperature است که 40الی 37 درجه فارنهایت می باشد وقتی در جه حرارت از minimum بالا می رود در درجه حرارت مخصوص میزان رشد حد اکثر می شود Temperature optimum که 77درجه فارنهایت است. با افزایش در جه حرارت از Temperature optimum سرعت رشد کاهش پیدا می کند و درجه حرارت به نقطه ایی می رس که رشد بطور کلی متوقف می شود maximum Temperature 90الی 86 درجه فارنهایت می گویند . حرارت در ازدیاد جذب آب در تخم و دیگر در سرعت تعاملات کیماوی که در داخل تخم انجام می گیرد ومنجر به جوانه زدن می شود تاثیر دارد بطور مثال درجه حرارت مینیمم و اپتیمم و ماکزیمم برای جوانه زدن در جو 3،20،30 در جه سانتی گراد در جواری 8 ، 3،42 درجه سانتی گراد است (5)
2- رطوبت:
مواد غذایی لازم برای تغذیه جنین نبات به شکل مواد خشک در زیر پوست سخت قرار گرفته است مستقیما قابل جذب نیست نبابراین آب باید در داخل بذر شود تا دیوار حجروی پوست آن نرم گردد و به آسانی جوانه بزند.ثانیا مواد غیر قابل جذب داخل بذر در اثر رطوبت و گرما پس از سلسله عملیات کمیاوی و فیزیکی تبدیل به مواد قابل جذب شود.
بعضی از دانه ها قبل ریشه زدن ده برابر یا بیشتر نسبت به وزن خود آب جذب می کنند پس از جذب آب انزایم داخل پروتو پلازم حجره ها فعال می شود و هر کدام وظیفه خود را انجام می دهد بعضی انزایم ها پرتیئن ها ذخیره شده را به اسیدهای آمین و برخی چربی ها را به اسید چرب و گلیسیرن و گر وهی دیگر نشایسته را به قندهای ساده تبدیل می کنند. (7)
4- هوا و اکسژن :
بذر ها در حال جوانه زدن احتیاج به اکسیژن دارند و عملیات کمیاوی که درداخل بذر موقع جوانه زدن صورت می گیرد وجود اکسیژن ضروری است.
در مراحل اولیه رویش اکسیژن مورد نیاز از فضاء موجود درخاک گرفته می شود.اکسیژن برای پروسه تنفس لازم است . تنفس تمام انرژی مورد نیاز را برای همه فعالیت های کیمیاوی داخل سلول تهیه می کند در موقع جوانه زدن تنفس بسیارشدید بوده اگر خاک بخاطر کوبیده شدن و آبیاری زیاد دچارکمبود اکسیژن شده باشد رشد بذر متوقف می شود .(4)
5- نور:
نقش نور در جوانه زنی بذرها بستگی به نوع نبات دارد .بذر ها ی بعضی نباتات مانند سس و دارویش نمونه هایی از کاهو در تاریکی نمی رویند. دانه هایی دیگر مانند سیاه دانه و بعضی شقایق ها فقط در تاریکی جوانه می زنند . برخی دیگر از بذر ها مانند غله جات مثل گندم نسبت به نور بی تفاوتند یعنی در بودن یانبودن نور جوانه می زنند.
کینزل 10سال در این مورد تحقیق کرد بنتیجه رسید که بیشتر دانه ها حساسیتشان به نور مثبت است در بین 960بذر600 نوع آن بنور حساسیت مثبت دارند یعنی با وجود نور بهتر رشدو نمو می کنند.(4)
ب)زنده بودن تخم بذری:
برای جوانه زدن باید جنین توانایی جوانه زدن را پیدا کرده باشد اصطلاح پخته یا نارس نباشد . در بذر مشخصات ظاهری حیات بسیار کاهش می یابد بدین صورت که :
· تنفس و ایجاد گرما بسیار ناچیز است
· تبادلات تغذیه ای صفراست
· سنتز و رشد وجود ندارد
فعالیت میتابولیزیمی به کمی حد و اندازه کاهش یافته و صرفا برای تولید انرژی و نگه داری ساختارهای پروتو پلازمی لازم است با وجود این بذر زنده است و این کاهش موقتی فعالیت بنام زندگی کند نامیده می شود . اگر شرایط فراهم باشد باز زندگی فعال active را آغاز می کند (9)
ج) تخم بذری به حالت خواب نباشد :
تخم بذری زنده و سالم و رسیده برای جوانه زدن در تحت شرایط محیطی مناسب قرار گرفته است ولی بذر نسبت به شرایط محیطی حساس نیست بنابراین می گویند بذر در حالت خواب است یک بذر خواب قادر به جوانه زدن نیست ولو آنکه شرایط خارجی مهیا باشد وهیچ گونه باز دارنده ایی نداشته باشد بنابراین خواب بذر نوعی عدم استعداد درونی برای بازگشت به زنذگی فعال است . این موضوع یک امتیاز برای بذر ها ی وحشی ومحسوب می شود. درفصل ها ی بعدی در مورد چگونگی خواب تخم های بذری و روش های شکستن آن بحث خواهیم کرد.
گذشته از مطالب فوق دیگر عوامل نیز می تواند جوانه زنی تخم بذری را تحت تاثیر خود قرار دهد و باعث کاهش قوه نمویی و قدرت جوانه زنی تخم شود که از آنها می توان به سالم بودن تخم و بزرگی و کوچکی تخم اشاره کرد(9)9
پروسه جوانه زدن تخم های بذری:
جوانه زنی تخم از جذب آب شروع آغاز می شود (به g100گندم g47 آب و g100 بذر لوبیا g200 تا g400 آب جذب می گردد) که قسمت اعظم آن به جنین می رود پس از دوسه روز که انساج آن به اندازه کافی به آب آغشته شدند (مقدار جنین بیش از 1000% فیصد وزن خشک است) سوخت و ساز جنین باشدت آغازمی شود و این امر با تصاعد قابل ملاحظه ایی گرمای مشخص است، ذخایر غذا در بذر هایدرولیز می شوند و میتابولیت های لازم جهت سنتز وتقسیم حجروی برای جنین فراهم می آورند.ابتدا ریشچه و سپس محور زیر پلی ایی بصورت برجستگی در خارج ظاهر شده و دانه بلند می شود.(9)
انواع جوانه زدن :
جوانه زدن در نهاندانگان در بذر های تک پلی ، دو پلی که خود دونوع جوانه زنی Hypogeal و Epigeal صورت میگیرد.
جوانه زنی بذر در دانه های Dicotyledon:
جوانه زنی بذر در دانه dicotyledon دو لپه ایی مانند لوبیا ابتدا آب جذب می کند و می پندد. بعد از سه تا چهار روز ریشه اولیه پوش تخم را پاره و بارشد خود ب به درون ذرات خاک نفوذ می کند نوک ریشه Root cap نام دارد کمی بالا تراز Root cap ریشه های فرعی ظریفی بوجودمی اآید که با خاک تماس نزدیک داشته و آب را از فضاها ی بین آنها جذب می کند سپس cotyledon که در بالای ریشه اولیه قرار دارد رشد خود را آغازمیکند این ممکن است رشد سریع داشته و بارشد خود از خاک بیرون آمده چنین رشدی را Epigeal می گویند در خارج از زمین مواد ذخیروی خود پلی ها تدریجا به مصرف می رسد. برخلاف بذرهای Epigeal که در روی زمین پلی ها ظاهر می شوند بذر های مانند نخود ، Hypcotylرشد چندانی ندارد و درنتیجه قادر نیست دانه را از خاک خارج سازد بنابراین جوانه زنی بذر ها ی مانند نخود Hypogeal نام دارد
جوانه زنی بذر در دانه های monocotyledon:
پلی ها درنباتات بشکل های مختلف درمی آید اما نقش آن در همه حال رساندن مواد غذایی دانه به جنین است شکل مقابل مراحل جوانه زنی جواری رانشان می دهد بذر های جواری دارای نیام ها ی است که درابتدای مرحله جوانه زدن،ریشه و ساقه جوان را در خود محفوظ می دارند .درمراحل اولیه رشد بذر پاره شده وریشه و ساقه از آنها خارج می شود .(4)
خواب بذر چیست ؟
تعریف خواب بذر:
خواب به صورت دوره ایی از رشد غیر فعا ل در دانه ها ، جوانه ها ، پیازها، ودیگر اندام ها نباتی
حتی زمانی که احتیاجات محیطی درجه حرارت، آب یا طول روز موجود ومناسب هستند تعریف می شوند
تعریف استراحت تخم بذری:
استراحت حالتی است که یک دانه نمی تواند جوانه بزند مگر اینکه شرایط محیطی که معمولا برای رشد لازم هستند وجود داشته باشد (9)
در جایی دیگر خواب بذری این گونه تعریف شده است:
برای باز گشت به زندگی فعال باید شرایط خارجی ( رطوبت، حرارت ،اکسیژن و غیره...) مناسب باشند ولی این شرایط لازم همیشه کافی نیستند. غالباموجود زنده در حالت زندگی کند نسبت به شرایط خارجی مناسب حساس نیستند . بنا براین به این اصطلاح می گویندموجود زنده در حالت خواب است و برگشت به زندگی فعال پس از تغییر شکل درونی انجام میشود که این حساسیت را باز به آن برمی گرداند و این حالت را بیداری از خواب می گویند . بنا براین خواب نوعی عدم استعداد درونی برای بازگشت به زندگی فعال است. (9)
تعریف استراحت :
حالتی است که تداوم زندگی کند فقط به شرایط خارجی بستگی دارد و برای بازگشت به زندگی فعال کافی است که این شرایط مساعد شود(9)
در کتاب خواب و جوانه زنی بذر وارینگ (1965) واژه خواب را اینگونه بکاربرده است "هنگامی که یک نبات با وجود فراهم بودن شرایط مساعد از نظر دما،رطوبت،اکسیژن کافی، قادر به جوانه زنی نباشد(12)
در چیبتر درسی اساسات تولید تخم های بذری خواب بذر را چنین تعریف نموده است :" عبارت از حالتی است که حتی با مساعد بود ن شرایط نورمال و مناسب ِ محیطی برای جوانه زنی تخم جوانه زده نمی تواند(1)
درکتاب فنون علم در بذر و فناوری به نقل از نیکولاوا(1977) خواب بذر را چنین تعریف نموده است: " حالت عدم جوانه زنی بذر های زنده ناشی از عوامل داخلی ، خواب شناخته شده که نیکولاوا آنرا خواب عضوی نامید. زیرا با خصوصیات خود بذر ارتباط دارد .(10)
اهمیت خواب بذر:
خواب دانه در نباتات مختلف و حتی در دانه های یک تخمدان نیز باهم فرق می کنند . تفاوت طول مدت زمانی خواب دانه ها در حقیقت یک نوع کنترل یا لگام جنیتیکی است به عنوان مثال اگر همه دانهای حاصل از نبات درمحیط در تحت شرایط معین و مساعد محیطی در یک زمان جوانه زند و سپس شرایط به عللی نامساعد گرددو همه نهالی های تازه از بین بروند بقای نبات در خطر جدی قرار خواهد گرفت اما اگر دانه هادر شرایط مساوی درنوبت های مختلف سبز شوند بااز بین رفتن یک دسته از نهالی های سبز شده (به هر علتی که باشد) دسته های دیگر که درنوبت های دیگر سبز می شوند وظیفه جانشینی را به عهده خواهدگرفت.خواب بذر در اکثرنباتات دانه دار وجود دارد در نباتات وحشی که در بیابان های خشک در کوهستان ها و مراتع هستنداین ویژگی یک مزیت محسوب میشود و یکی از عوامل بقایشان بحساب می آید اما در نبات اهلی که هدف تولید بذر های فراوان و یکنواخت است عدم جوانه زنی همزمان و رشد یکنواخت و درکل خواب بذر یک مشکل محسوب میگردد. لذا در فصل بعدی در مورد روش شکستن خواب تخم های بذری معلومات لازم را ارایه خواهیم نمود.(3)
انواع خواب :
خواب یک پدیده در موجودات زنده است . درنباتات اشکال متفاوتی دارد قسمت های مختلف یک نبات مثل بذر شکوفه های گل ، ساقه دریک مدت معین خواب را تجربه میکنند . بیشتر نباتات چندین ساله زمستان هارا بخواب می روند . در این تحقیق توجه بر خواب تخم های بذری است و تخم های بذری بر اساس منشا خواب خود به انواع مختلف تقسیم شده اند . دانشمندان درمورد طبقه بندی خواب تخم های بذری نظریه های را مطرح نموده اند که قرار ذیل می باشد:
انواع خواب در تخم های بذری:
در چیپتر باغداری در قسمت پرنسیب های تکثیر توسط تخم آمده است که:" شرایط داخلی که تخم را در وقت پخته شدن به جوانه زدن نمی گذارد بنام (primary dormancy) یاد می گردد .یعنی در این نوع تخم ها باید تغییرات داخلی فیزیو لوژیکی صورت گیرد تا آنها آماده جوانه زدن گردندکه این تغییرات فیزیولوژیکی را ( after ripening)یاد می کنند. بعضی اوقات چنین واقع می شود که تخم تغییرات after ripening راگذرانده اما باآن هم آماده جوانه زدن نیست به این معنی که شرایط داخلی بذر برای جوانه زدن آماده بوده اما شرایط مساعد نیست که این حالت را secondary dormancy می گویند نوع dormancy دیگری که تخم را بجوانه زدن نمی گذارد بنام Termo dormancy یاد می شود(7) .
در چیپتر اساسات تولید تخم بذری primary dormancy را به دوبخش تقسیم کرده است.
1- Exogenous dormancy خواب مربوط به عوامل بیرونی نیازمندی های جوانه زنی تخم ( آب، نور،حرارت) برای جنین مهیا نبوده بنا بذر قادر به جوانه زدن نمی باشد که رفع این نیازمندی بذرجوانه میزند
خواب مربوط به عوامل داخلی بذرکه این نوع خواب زیاد تر رایج Endogenous dormancy-2
است که عمدتا بدلیل اوصاف و خصوصیات ذاتی تخم می باشد .(1)
نظریه هارپر( 1957-1977) : خواب بذر را بر حسب چگونگی منشا آنها شناسایی کرد هر چند این طبقه بندی منظم نیست اما نزدیک ترین طبقه بندی را از دید اکالوجیست ها ارایه داده است اعلام داشت: " بعضی بذر ها خواب dormant تولیدمی شود و برخی دیگر ازبذرها خواب را کسب می کنند و عده دیگر از تخم ها خواب تحمیل می شود او حالات فوق را به این ترتیب ارایه نموده است:
· خواب ذاتی : tnnate dormancy
موقعی اتفاق می افتد که بذر در زمان جداشدن از پایه مادری در حالت خواب قرار داشته باشد. بذری که ذاتا خواب است موقعی که پراکنده می شود حتی اگر در شرایط مناسب رشد قرار گیرد قادر به جوانه زدن نیست. خواب ذاتی را میتوان بعنوان یک سازگاری و عاملی جهت تناوب جوانه زنی و تاخیر درجوانه زنی تلقی کرد . خواب ذاتی می تواند به دلیل نارس بودن جنین ،وجود بازدارنده ها ، و غیره...باشد.
· خواب القاییInduced dormancy :
برای توصیف وضعیت بکار میرود که پدیده خواب پس از جدا شدن بذر از پایه مادری بدنبال برخی اتفاقات در بذر ایجاد شود
· خواب اجباریEnforced dormancy :
برای جوانه زنی بذرها ،بذر نیاز مند رطوبت ،دمای مناسب ، اکسیژن است اگر این نیازمندی ها برآورده نشود جوانه زنی انجام نخواهد دراین شرایط ممکن است بذر ها دچار خواب اجباری شوند .
ویگس (1964) خواب بذر را از جنبه حالات وسیع شدن و کم شدن شرایطی که در آنها جوانه زنی اتفاق می افتد مود بررسی و ارزیابی قرار داد . وی خواب شرطی conditional dormancy، و خواب نسبی Relative domancy اعلام داشت .
·
· خواب شرطی conditional dormancy:
بذر تنها قادر است در دامنه محدودی از شرایط لازم جوانه زند بعنوان مثال نشان داده شده است که بذر ها تازه برداشت شده جو در دمای 10درجه سانتی گراد می تواند جوانه بزند اما در دمای 15درجه سانتی گراد نمی تواند اماهنگامی که برای مدتی در گدام خشک نگهداری شود دامنه شرایطی که درآن جوانه زنی صورت می گیرد وسیع تر میشود .
نیکو لاوا( 1977) اعلام داشت حالت عدم جوانه زنی بذر زنده ناشی از عوامل داخلی خواب بذر تعریف کرد و آنرا خواب عضوی نامید .زیرا باخصوصیات خود بذر ها ارتباط داشت وی عدم جوان زنی بذر ها را بدلیل فقدان شرایط مناسب محیطی خواب تحمیلی نامید. او خواب را به سه گروه تقسیم کرد.(12)
· خواب خارجی
· خواب داخلی
· خواب ترکیبی
میکانیزم ایجاد خواب در تخم های بذری :
با توجه به اینکه بسیاری از اطلاعات ما درمورد مکانیزم ها ی ایجاد خواب از بررسی روش های شکستن خواب بدست آمده است شاید ترتیب ارایه مطالب این دوموضوع کاملا، منطقی نباشد . همچنان باید گفت در عصری که هرروز پیشرفت ها جدید در بیالوژی مالیکولی اعلام می گردد باید اعتراف کرد دانش و درک ما نسبت به اساسات مالیکولی خواب بذر کم و ناچیز است. هیچ گونه نباتی وجود نداردکه در سطح حجروی و مالیکولی آن اطلاعات کافی در دست باشد . باید خاطر نشان کرد قابل ذکر ترن محقیقین که طبقه بندی مکانیزم خواب بذر را انتشار کردند عبارتند از بارتون(1965) ،نیکولوف(1967-1977) ،ویلیرز(1972) هارپر(1977) ، بیولی و بلاک(1982) مایرو پل جاکوف و مایبر(1982) وارینگ (1965) می باشد. بیشترین بررسی علمی در مورد خواب بذر را در مقاله علمی بیولی وبلاک (1982) می توان یافت که در آن 400نوع نبات را تحقیق کرده است . در جدول زیر نباتاتی که خواب بذر آنها بیشتر مورد توجه محققین بوده است نشان می دهد.
کاهو
Lactuca sativa
سیب
Malus sylvestris
زبان گنجشک
Fraxinus spp
توق زردان
Xanthium pennsylvanicum
افراء
Acer spp
فندق
Corylus avellana
درخت شمشیر
Euonymus europaea
یولاف وحشی
Avena fatua
ترشک
Rumex spp
مکانیزم های مختلف خواب بذر میتواند در دو محل متمایز جنین و پوش های جنین باشد . هرگاه بذر خواب دارای جنینی باشد که پس از جداکردن پوش تخم توانست جوانه بزند می توان چنین نتیجه گرفت که عامل ایجاد خواب بذر درلایه های اطراف بذر قرار دارد بذر می تواند بیش از یک مکانیزم خواب داشته باشد .لذا نباید تصور کرد اگریک بذر دارای چنین خواب است پوش های بذر در خواب بذر در خواب بذر هیچ سهمی ندارد
مهم ترین مکانیزم های شناخته شده خواب تخم های بذری:
الف) خواب ناشی از پوش های جنین ( انساج میوه ، تستا ، پوش تخم ،پریسپرم ،اندوسپرم )
· محدودیت در انجام تبادلات گازی
· محدودیت جذب آب
· محدودیت میخانیکی در برابر رشد جنین
· عوامل باز دارنده نمو محلول در آب پوش ها ی جنین
· خواب ناشی از عدم انتقال مواد اندوخته ایی درون جنین
ب) خواب جنین :
· نارس بود ن و عدم تمایز جنین
· توقف سنتز پرتئین ونوکلئید اسید
· عدم انتقال مواد اندوخته ایی جنین
· کمبود مواد تنظیم کننده رشد
· حضور مواد باز دارنده
الف )خواب ناشی از پوش ها جنین :
پوش های که جزء بذر محسوب می شوند عبارتند از اندوسپرم ،پریسپرم ، پوش بذر . اگر چه اندوسپرم و پریسپرم همواره جنین را بطور کامل احاطه نمی کند یا اینهمه از انجا که در طبیعت بسیاری از دانه ها از میوه جدا نمی شوند ضروری است که تمام اجزاء ماحول جنین را در نظر گرفت حتی میوه و گل وغیره ..
1) محدودیت در انجام تبادلات گازی توسط پوش ها جنین :
مورد بسیار مشخص در Xanthium pennsylvanicum (نباتی از کلاس مرکبان) دیده می شود این نبات دارای یک میوه با دو دانه است دانه بالا یی خواب می ماند و دانه پایینی جوانه می زند علت این که (شل 1911) که نفوذ پوست ها ی این دانه ها نسبت به اکسیژن کم است و جنین دانه بالایی برای نمو خود نیاز به اکسیژن بیشتری دارد ( برای اکساید انزایمی بازدارنده ها ) با جدا کردن پوش دانه بالا ضمن افزودن فشار اکسیژن یا بالابردن دما تا 33درجه سانتی گراد که نیاز به اکسیژن را در جنین کاهش میدهد . آنگاه می شود که دو بذر همزمان جوانه بزنند . وارینگ و فودا (1957) طی یک تجربه ثابت کردندکه بذرهای بالایی بخاطر محدودیت پوش بذر نسبت انتشار اکسیژن خواب نیستند لذا هنوز این موضوع ثابت نشده است اما چیزی که قطعی است این است که نفوذ ناپذیری به اکسیژن در بذر بلوط که سطح دانه آن به موم آغشته است، کاهو ،بسیاری از نباتات فامیل گندمیان مانند یولاف وجود دارد.(9)
2- محدودیت جذب آب توسط پوش های جنین :
این حالت در بسیاری از نباتات فامیل نخود مانند شبدر ،رشقه وغیره.. همچنین نباتات فامیل نیلوفر آّبی و فامیل پنیرک وغیره مشاهده میشود . دانه باقالای مصری( نباتی از فامیل لوبیا) خاصی دارای دیواره ها ی مخصوصی است که جذب آب را محدود می کند و تاقبل از اینکه پوسته بذر پوسیده نشده است از جوانه زنی جلو گیری می شود . بذر های فوق دانه هایی هستند که در طی دو الی سه هفته که معمولا برای آزمایش جوانه زنی درنظر میگیرند قادر به جذب آب نیستند . نفوذ ناپذیر بودن پوش بذر نسبت به رطوبت مشخصه مطلوب جهت حفظ جنین می باشد . هاید(1954) همزمان اتفاق افتاد دو پدیده ناسازگار با یکدیگر یکی نمو پوسته بذر نفوذ ناپذیر و دیگر خشک شدن جنین را مورد بررسی قرار داد . هاید فهمید که در سه نوع نبات لیگیوم شبدر سفید trifulium repens ، شبدر قرمز trifulium protens ولوپن درختی lupinus arboreus شکاف موجود در ناف بذر Hilumبصورت نل رطوبتی عمل می کند در رطوبت نسبتی بالا بسته می ماند و دررطوبت نسبی پایین باز می شود و بدین ترتیب اجازه میدهد بذرها خشک شوند. هاید مشاهده نمود که شکاف ناف بذرHilum لوپن درختی در مدت یک دقیقه همراه با تغییرات مناسب رطوبتی باز یا بسته میشود .سوراخ باز شده شکافی بین 15 تا 75 مایکرون نشان داد . بذر های سخت در نهایت تمایل داشتند که رطوبتی معادل یا پایین ترین رطوبت نسبی که در معرض آن قرار گرفته بودند برسند . این گونه بذر ها در شرایطی که رطوبت نسبی به تدریج افزایش یافت آب را جذب کرده و در نتیجه شکاف باز میماند.در خاک ها ی مناطق خشک این وضعیت کم تر اتفاق می افتد بذر لیگوم ها ممکن است برای چندین سال بحالت خواب بماند یکی از راه های مطالعه انتشار آب بدرون بذر ها همانگونه جکسون و وایانو مارتسون(1980) تشریح نمودند مطالعه جذب آب سنگین (H2o) بااستفاده از روش اوتو رادیوگرافی است.
3- مقاومت میخانیکی دربرابر رشد جنین :
پوش های بسیار سخت بذر ها مانع نمو جنین بیرون آمد ریشه اولیه میشود.مانند بذرهای بارهنگ آبی ،غاز پا (ازفامیل لبلبو)، Fraxinus spp.
کراکر و دیویس(1914) نشان دادن که پوش بذر فامیل کمان ّآبی Alisma plantago ،از نم دیدگی عامل جنین جلوگیری می کند. به همین دلیل بذر با جینی نیمه پندیده می تواند دربستر آبی خود باقی بماند وجوانه نزند .این محققین نشان ندادند که چگونه درنهایت این مقاومت دربذر شکسته میشود؟ هرچند میتوان حدس زد وقایع طبیعی که موجب وارد آمدن صدمات فیزیک بر لایه های محدود کننده موثراست در نو ع های دیگر دیده شد ه که نمو جنین بر مقاومت میخانیکی پوش های خودغلبه میکند .پس می توان گفت که دراین نوع خاک دوجنبه مطرح است
· ممانعت میخانیکی پوش ها
· توانایی فیزیو لوژیک جنین برای غلبه برای محدویت ها
درمورد بذرخواب بالایی توقXanthium pennsylvanicum ایساتشی و لیویود(1968) نشان دادن که ریشه اولیه قادرنیست به انداز ه کافی رشد کند یا بتواند موجب پاره کردن پوش محافظ بذرگردد. آیکوماوتیمن (1963) نیزدر بذر کاهو نشان دادند آن دسته از بذر هایی که شعاع کافی برای جوانه دریافت نکرده بودند خصوصیات میخانیکی اندوسپرم مانع طویل شدن ریشه اولیه گردید.بالچارد(1976) اعلام داشت ممانعت میخانیکی پوش بذر دلیل اصلی خواب است و گفته اکالیپتوس (یک نوع بید است)Eucalyptus pauciflora و Eucalyptus delegatenis جنین هایی که پس از یک دوره طولانی ترشدن جدا شده بودند هیچ گونه علایم رشد ریشه اولیه را نشان ندادند. او نتبیجه گرفت که در بذر های ترشده پروسه جوانه زدن تایک مرحله خاص پیش می روند اما هنگامی که جوانه زنی بذر با مقاومت مواجه می شود مثلا در حالت فوق مقاومت میخانیکی پوسته بذر ازمراحل بعدی پروسه جوانه زنی جلوگیری بعمل می آورد. (12)
باز دارندهای جوانه زنی (محلول در آب) در پوش های جنین:
در بسیاری دانه ها، باز دارنده های رشد مانند ABA در پوش غالبا به مقیاس زیادی و جود دارند قبل از وجود ازینکه جوانه زنی اتفاق بیافتد این بازدارنده ها ممکن است لازم باشد که توسط باران شسته شود .با وسیله انزایم ها تجزیه گردد یا تاثیرات آنها توسط هار مون ها خنثی گردد. پوش ها تخم شامل پوش تخم و میوه precarp میباشد ،باز دارنده ها یی که اغلب دارند عبارتنداز :
آلدویید اسید و اسید های عضوی ( درنخود)
ااسید آبسیسیک ( در گندم)
کومارین( در انتوگزانتوم ) و سایر لاکتون ها
ااسید کافئیک واسید فرولیک
فنل ها ( اسید کلروژنیک که درپوش سیب وجود دارد و اکساید شدن مانع رسیدن اکسیژن به جنین می شوند .
علاوه بر باز دارنده های میتابولیزمی معمولی مانند KNP،DNP و هایدروکسیل هایدرایزید،مالئیک و غیره ) کومارین راکه نوعی لاکتون (استر درونی) است به عنوان مثال نام میبریم : این ماده که در زراعت برای جلو گیری از جوانه زنی علف های هرز بکارمی رود بطور طبیعی درنباتات فامیل نخود وفامیل اناناس مانند اسیرولا در بعضی نباتات فامیل گندمیان مانند آنتوگرانتوم اودوراتوم وجود داردو بوی علف قطع شده ازآن است(9)
خواب بدلیل عدم انتقال مواد ذخیروی خارج از جنین:
در دانه های خوابی که قسمت زیادی مواد ذخیروی آنها خارج از جنین قرار دارد ( دراندوسپرم یا پریسپرم ) حرکت قابل انتقال تشخیص مواد ذخیروی آنها خارج از جنین یا اصلا انتقالی صورت نمی گیرد. در اسپیشز گلپر Heracleum sphondylium هیچ گونه نموی در دمای 15درجه سانتی گراد مشاهده نشده زیرا هایدرولیز ذخایر پرتینی موجود دراندوسپرم دراین محدوده حرارتی انجام نمی شود (استوکنز1953)نشان داد که جنین جداشده از بذر در(KNO3 یا یک آمینو اسید مناسب جوانه زند .جوانه زنی بذرهای عادی خواب همراه با هایدرولیز پروتئین ها ذخیره ایی اندوسپرم در بذرهاییکه دردمای 2درجه سانتی گراد سرمادیده بودند اتفاق افتاد.
ااستوکنز نتیجه گرفت که در دمای 20درجه سانتی گراد برخی از تولیدات میتابولیزمی جنین بدرون اندوسپرم راه میابند و موجب هایدرولیز پرتین ها می شوند.این وضیت مشابه جوانه زنی دانه ها ی گرامینه است که در آن جیبرلین ها از جنین انتشار می یابند . و موجب سنتر ،فعال شدن و ترشح آنزایم های هایدرولیز کننده توسط حجرات آلورون وسپس به دنبال آن هایدرولیز پلی ساکرید ها و پروتین ها و لیپیدها و غیره و همچنین جذب موادمحلول توسط اسکوتولم جنین درحال جوانه زدن می گردند .باین دلیل جوانه نزدن را می توان بواسطه جلوگیری از انتقال مواد اندوخته ای خارج از جنین بذر درنظر گرفت، هرچند ممکن است دلیل این امر ناتوانی جنین در ترشح عامل فعال کننده باشد.(12)
ب) خواب جنین تخم های بذری :
بنابر تعریف منشاء خواب جنینی بذردرخود جنین است یعنی با تیمار انجام شده بر پوش بذر خواب بذر از میان نمی رود حتی اگر جنین از پوش جدا گردد . برای جوانه زدن نیازهای که دارد تامین شود باز هم جوانه نمی زنند . در حال حاضر مکانیزم هاخواب جنین بخوبی شناخته نشده اند گروهی دراین رابطه مکانیزم هایی را پیشنهاد کرده اند که قابل ذکر ترین شان قرار زیر است :
نارس بودن و عدم تمایزجنین:
بسیاری ار محققین پخته نبود ن جنین embryo immaturity دلیلی برای خواب بذر محسوب نموده اند .برخی از بذر ها در زمان شکوفایی میوه دارای جنین نسبتا کوچکی هستند و درنتیجه بین مرحله نم دیدگی و ظهور ریشه اولیه فاصله اولیه زیادی وجود دارد .
به عنوان مثال در بذر هایHeracleum sphonodylium درزمان شکوفایی دارای جنین های قلبی شکل بسیار کوچکی هستند که تنها 4% وزن خشک دانه را تشکیل میدهد . در حالی که قبل از جوانه زنی هیمن جنین کوچک رشد می کند و وزن خود را تا 30% وزن خشک بذر افزایش می دهد ( استوکنز) در بذر نبات fraxinus nigra ( استین 1964بور ) و excelsior fraxinus ( ویلز و وارینگ 1964) درای جنین تمایز یافته اما نارس می باشد که رشد جنین در درون بذر به کمک دمای حرارت 20تا 30 درجه سانتی گراد تقویت می شود یک دوره دمای پایین chilling period بین 5تا 10 درجه سانتی گراد به مدت 2 تا 3 ماه نیاز دارد . نیاز این مکانیزم ها فا صله های بین شکوفایی بذر و جوانه زنی بذر را طولانی می کند . نظیر بعضی از بذر ها که برای جوانه زنی باید دو بهار را سپری کنند
مکانیزم خوا ب جنین:
جارویس و همکارانش ( 1978) محور جنینی بذرهای خواب نبات فندق را در لابراتوار کشت کردند به این نتیجه رسیدند که در جنین ها ی خواببذر فندق خواب را می توان ناشی از فقدان اسید جبرلیک ( GA3) دانست . خود بدلیل کافی نبودن سنتز ( تولید یا عدم جنین در آزاد سازی اسید جبرلیک یا مصرف سریع GA آزاد در جنین دانست آریاس و همکاران (1976) نیز گفتند شاهدی در دست است که محل سنتز جیبرلین در محور جنینی است و مقداری سنتز و بخشی ازآزاد سازی جیبرلین محور جنینی است و مقداری از سنتز بو بخشی از آزاد سازی جنینی در پلی ها صورت می گیرد .(12)
نقش باز دارنده ها درونی در خواب جنین:
مقدار ABA موجود در جنین فندق چنین به نظر می رسد کهABA جنین ها بیدار دانه های تاز ه برداشت شده را در شرایط خوب نگه می دارد . اما در نهایت حساسیت جنین ها نسبت به مقدار ABA کاهش می یابد و ABA از ویلز و وارینگ ( 1965) که سرما دادن که برای شکستن خواب باز ماند ( انو – ویلزر ماند وارینگ ( 1965) که سرما دادن که برای شکستن خواب بذر های سرخدار ضروری بود ، ما ده بازدارنده عامل خواب بذر است شکستن خواب بذر احتمالا باید از تغییرات حساسیت ، نسبت به بازدارنده ها نتیجه شده باشد .
وجود بیش ازیک مکانیزم خواب بذر:
به نظر می رسد مکانیزم ها خواب جنین ، بنحوی با یکدیگر ارتباط دارند زیرا بعنوان مثال کمبود اسید نوکلیک با پرتین از انتقال نیافتن مواد غذایی اندوخته ایی نتیجه شده باشد واین مورد نیز ممکن است به واسط نبود مواد تنظیم کننده رشد با و جود ترکیبات بازدارنده ایجاد شده باشد .(12)
روش های شکستن خواب تخم بذر ی:
خواب ممکن است با قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل معین با شدت لازم برای یک دوه مناسب شکسته شود از سوی دیگر شکستن خواب ممکن است نیاز قرار گرفتن بذر در شرایط متغییر نظیر تغییرات روزانه دمای خاک بذر محسوب می شوند و در مواردی باعث تسریع آن می گردند می تواند در پاسخ به دامنه ای از نوسانات روزانه شکسته شود نوساناتی که دریک فصل بخصوصی از سال نظیر بهار رخ می دهد همچنین ممکن شکستن خاک از تغییرات چر خه دما به طور مثال گذراند زمستان یا گذراندن تابستان و زمستان نتیجه شود در شرایط پیچیده تر خواب ممکن است بواسطه در قرار گرفتن بذر ها در معرض دویا چند عامل مشخص نظیر نور و دامنه ایی از دمای مناسب یا مواد کیماوی و تحریک کننده رشد در یک دمای مطلوب شکسته شود
الف ) قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل
· سرما
· نور
· نگه داری در محیط خشک در دمای بالا
· شست و شو خارج شدن مواد از بذر
· تخریش stratification
· مواد کیمیاوی و هارمون های رشد
ب) قرار گر فتن در معرض شرایط متغییر
ج) قرار گرفتن بذر تحت تاثیر دو یا چند عامل(12)
سرما دادن :
عبارت از قرار گر فتن بذر های مرطوب شده در در جه حرارت پایین معمولا بین 1تا 0 درجه سانتی گراد که ممکن است مدت قابل ملاحظه به طول انجامد . این روش در قوریه های درختان جنگلی از طریق طی کردن بذر ها در سرمای زمستان صورت می گیرد که غالبا استرافکیشن نامیده میشود وقتی که خواب بذر ناشی از عامل جنین باشد بذر با پروسه حرارت بیدار میگرد بعنوان مثال : گیلاس prunus cerasus ،خردل brassica به مدت سه الی 10روز در معرض سرمای 5الی 50درجه سانتی گراد قرار می گیرد بعضی از بذر مانند oryzo sativa برای شکستن خواب مدت کوتاهی ( ازچند ساعت تا 1الی 5 روز ) درحرارت 50 الی 40درجه سانتی گراد قرار می گیرند(10)
آب داغ نیز یک روش موثر در شکستن خواب بذرها ی سخت لیگیوم ها است . آنیموس( 1984) بذرها قبل از قرار گرفتن حرارت مناسب برای جوانه زدن به مدت یک الی درحرارت 80 درجه سانتی گراد غوطه ور می شوند .باید در انتخاب مدت زمان دقت شود زیرا در بعضی از بذر ها مانند کتان و bengal geram غوطه ور بود ن بیش از یک دقیقه بر جوانه زنی خساره وارد می کند
نور:
بعضی از بذرها در تاریکی جوانه نمی زنند در نتیجه در نتیجه باید معرض روشنایی مداوم یا دوره ایی قرار بگیرند برای مثال کاهو یا lactuca sativa نور دهی بذر کاهو با نور قرمز 660mm یا با نور سفید برای جوانه زنی ضرورت دارد دراین بذر ها یا ابتدا در معرض نور قرمز قرار گرفته و سپس در تاریکی جوانه می زند یا ممکن در نور سفید مداوم جوانه بزند .
شست وشو و خارج شدن مواد از بذر :
دریک تجربه استندر جوانه زنی مشاهده می شود که ترکیباتی از بذرها شسته و خارج می شود چنانچه مواد خارج شده از بذر حاوی مواد باز دارنده نمو باشند چنین شست شویی را باید اقدامی برای شکستن خواب بذر در نظر گرفت موثربود ن شست وشو به سرعت و ترشح مواد باز دارنده از بذر و نیز به حجم و سرعت جریان آب اطراف بستگی دارد . نموی غیر معمولی بذر های نباتات یک ساله را دربیابان های گرم پس از وقوع بارندگی کافی می توان درنتیجه شسته شدن مواد بازنده از بذر ها دانست .(12)
نگهداری بذر ها در گدام خشک یاقرار دادن بذر های خشک در دمای بالا:
بسیار اتفاق می افتد که بذر هایی که بروی نباتا ت مادری به بلوغ کامل می رسد خواب بوده و این خواب در پی مدتی دانه ها در گدام خشک نگهداری میشوند کاهش می یابد. گر و بارتون (1993) 42 نوعی را که دارای این نوع خواب هستند معرفی نمود و اعلان داشتندکه این بذر ها خواب شرطی را نشان می دهد .به عنوان مثال آتتر برگ (1899) اعلان داشت که بذر ها تازه برداشت شده جو در 10درجه سانتی گراد جوانه زندند ولی در 15 درجه سانتی گراد جوانه نزدند و تنها پس ازماند ن در یک دوره مناسب در گدام خشک مناسب است . این نوعی ویژگی جنیتیکی ارزشمند غله جات محسوب می گردد زیرا از جوانه زنی بذر در رطوبت نسبی بالای هوا جلوگیری بعمل می آورد . مکانیز شکستن خواب دراین روش حذف مانع یک مانع میتا بولیکی بذر نیست بلکه احتمال می رود گدام خشک یا گر ما به پوش بذرهای سخت صدمه وارد بیاورد و در نتیجه جذب آب و جوانه زنی را امکان پذیر سازد
هانا 1984) علاوه براین ممکن است گدام خشک و گرما باعث برهم خوردن نظم غشا های جنین و دربذر ها ی میشوند که در مجاورت باهوا،خشک شده اند .(12)
تخریش تخم بذری :
هر گونه عملیات کیمیاوی و فیزیکی که پوسته بذر را ضعیف کند تخریش نامیده می شود این روش وقتی اعمال میشود که خواب بذر ناشی از سختی پوش بذر باشد بعنوان مثال لیگیوم ها طریق متفاوتی برای شکستن پوسته بذر وجود دارد مانند بذر ها را یا روی یک ریگ مال مالیده می شود یا بوسیله یک تخریش دهنده میخانیکی این کار انجام می دهد باید دقت شود که در راس بذر(جنین) صدمه وارد نشود
به عنوان leucaena aureus ،leuccephala ، ماش
گاهی بجای مالش بذر پوش بذر با پاره کردن پوسته رطوبت جذب میکند بعنوان مثال mamordica charanita وقتی که پوسته بذر خیلی سخت بود یعنی پوسته چوبی داشته باشد باید شکسته شود .مانند hevea spp . غوطه ور سازی بذر سخت در به مدت 1لی 60دقیقه در محلول رقیق شده اسید سلفوریک نیز نفوذناپذیری پوسته بذر را برطرف می کند . بذرها بعد از این عمیلیه به طور کامل با آب روان شسته شود تا بر جوانه زنی اثر نداشته شود مانند پنبه (10)
بکار گیری مواد کیماوی و هارمون های رشد :
از انجا که خواب ذاتی ممکن است از ناشی از وجود باز دارنده های جوانه زنی باشد مقداری کمی از هارمون ها رشد ممکن است خواب را برطرف کند . مواد کیمیاوی گوناگونی خواب رابرطرف میکند البته رایج ترین مواد مورد استفاد جیبرلین ها ،کینتین ها هستند .از میان جیبرلین ها اسید جیبرلیک GA3بعنوان موثرترین ماده رفع خواب بذر شناخته شده است .از غلظت های 100الی 100 pm استفاده شده است .دانه قبل از انتقال به محیط یا محلول 100GA3-و 10لی 50pm،کینیتین قرار گیرند . برای مثال perilla sppدر سایر مواد کیماوی تاثیرات نایترایت پتاشیم 2% و تیو اوره 5% الی 3% فیصد در شکستن خواب در سطح وسیع استفاده می شود . نایترایت پتاشیم خواب بذر نیازمند در تاریکی را برطرف می سازد بطور کلی بذرها روی یک کاغذ اشباح شده با محلول 2% نایترایت پتاشیم جوانه می زند .اگر لازم باشد مرطوب ساختن بعدی باآب انجام می شود .نایترایت پتاشیم در شکستن خواب یولاف وحشی جو و رومی و غیره موثراست . تیو یوریا برطرف میکند. برطرف می کند بعنوان مثال غلظت موثر دربذرکاهو 002/0m است .یک روش روش معمول عبارت از غوطه ور کردن بذر ها در محلول 5% الی3% تیویوریا تحریک کننده جوانه زنی بذر ها بذرها زنبق می باشد.(10)
ب) شکستن خواب بذر بوسیله شرایط متغییر :
هر گاه بذر ها در دماهای متغییر و ثابت قرار گیرند و از حالت خواب بیرون بیایند حرارت متغییر عامل شکستن خواب آنها محسوب می گردد. در بذرهای نیازمندبه سرما، کم یازیاد شدن تصادفی درجه حرارت در محدوده نیاز سرمایی باندازه سرمای مداوم بایک دمای ثابت موثر می باشد علاوه براین ثابت شده دانه هایی که در دمای ثابت خواب می مانند ممکن بواسطه کم یازیاد کردن روزانه دما مجبور به جوانه زنی شوند . تامپسلون وگرین (1983) تاثیر دماهای متاثر در جوانه زنی 112 بذرنبات علفی رامورد بررسی قرار دادند مشخص گردید . 46 مورد از نباتات بررسی شده بر اثر افت خیز های درجه حرارت در حضور روشنایی تحریک میگردد.
ج) شکستن خواب تخم بذری توسط دویا چند عامل :
سرما بدنبال روشنایی بخصوص در نباتات آبی ریز دانه بسیار موثر است هلتون (1984) بذر های خواب یولاف وحشی با استفاده از نایترایت پتاشیم 2% روشنایی جوانه زنی بالایی بدست آورد. در بذر خفته فندق ترکیب کاربن دی اکساید با اتلین ،نور با اسید جیبرلیک ،و ترکیب سرما دهی و نور تحریک کننده بوده اند در بعضی موارد اثرات دویا چند یا عامل تجمعی یا کمتر باشد در برخی از موارد اثر تلفیق دو یا چند عامل تشدید کننده synergistic است . یعنی از مجموع هریک از روش های شکستن خواب بیشتر باشد .(12)
نتیجه گیری:
· تخم بذری حاصل بذری حاصل تکثر جنسی نبات است
· بذر دردنیای امروز منبع تولید غذا بوده و دارای ارزش زیادی است وروز به روز با افزایش جمعیت و بحران غذا و آلودگی محیط زیست بر اهمیت و ارزش بذر افزوده می شود
· گل اندام جنسی نباتات دانه دار است. اندام جنسی (ماده و نر ) ابتدا گرده افشانی و سپس القاح را انجام می دهد . و حجره تخمچه را بوجود می آورد . تخمچه در اثر رشد ونمو به تخم تبدیل میشود
· تخم از سه حصه عمومی جنین، اندوسپرم ، پوش بیرونی تشکیل شده است.
· نمو به مجموعه تغییراتی که شامل دراز شدن و افزایش حجم است و رشد بروز کیفیت ها ی جدید و پیدایش اندام های جدید را گویند.
· بذر امکان دارد به شکل تخم که جنین زنده را دربردارد ،یا بشکل غده، پیاز ، و ساقه که جوانه و نهالی را در بر دارند گفته می شود .
· تخم بذر بذری دانه ای است که حاصل تولیدمثل جنسی نبات بوده از جنین زنده ،مواد ذخیروی و پوش تخم تشکیل شده است و در نهایت نبات جدید را بوجودمی آورد .
· بذر زنده هرگاه اعضای داخلی اش و شرایط محیطی مساعد باشد ،غذای کافی داشته باشد و در حالت خواب نباشد جوانه می زند .
· جوانه زنی ادامه نمو فعال جنین است که منجر به پاره شدن پوش تخم ،نیش زدن ریشه و سبز شدن نبات جوان می باشد .
· شرایط محیطی مناسب برای جوانه زنی عبارت از حرارت مناسب ،آب به اندازه نیاز، اکسیژن ، نور در بعضی بذرهامی باشد.
· تخم بذر ی اگر خواب باشد جوانه نمی زند حتی اگر شرایط محیطی مساعد هم باشد .
· تخم بذری در ابتدای جوانه زنی آب زیاد را جذب می کند و بعد ساخت وساز جنی آغازمی شود و مواد ذخیروی هایدرولیز شده و بصورت قابل استفاده به جنین می رسد . و جنین رشد ونمو میکند . با سبز شدن برگ های حقیقی جوانه زنی به پایان می رسد.
· خواب تخم بذر ی عبارت از حالتی است که حتی با مساعد بود شرایط مناسب محیطی بذر جوانه نمی زند.
· خواب برای نباتات وحشی دربیابان ها ،کوهها،ومراتع یک کنترل جنیتیکی برای نبا ت محسوب می شود اما در نباتا اهلی که نیاز به جوانه زنی همزمان دارند.
· انواع خواب تخم بذری عبارب از خواب اولیه که خودبه دونوع خواب درونی و خواب بیرونی میباشد و خواب بعدی خواب ثانویه می باشد .
· هایدر (1977-1955) خواب را به سه نوع طبقه بندی کرد خواب ذاتی ، خواب القایی، خواب اجباری .
· تا کنون در مورد خواب بذر 400نوع نبات تحقیق صورت گرفته است.
o مهم ترین مکانیزم های شناخته شده خوا ب تخم های بذری عبارتند از :
o خواب ناشی پوش جنین:
§ خواب ناشی از محدودیت در انجام تبادلات گازی جذب آب
§ محدودیت میخانیکی در رشد جنین
§ مواد باز دارنده نمو محلول در آب پوش ها جنین
§ خوا ب ناشی از عدم انتقال مواد اندوخته ایی بدرون جنین
o ب) خواب خود جنین
§ نارس بودن و عدم تمایز جنین
§ توقف سنتز پرتین و نوکلیک اسید
§ عدم انتقال مواد اندوخته ایی به جنین
§ کمبود مواد تنظیم کننده رشد
سفارشات :
بمنظور رفع شکستن خواب در بذر ها از استفاده از روش های زیر را سفارش می کنیم :
· قرار گرفتن بذر در معرض یک عامل
o سرما : 3 الی 10روز در معرض 0 الی5 درجه سانتی گراد بذر را قرار دهید.
o نور : کاهو در معرض نور سفید بشکل مداوم
o نگه داری در محیط خشک در دمای بالا : گندم و جو و برنج و 39 نو ع نبات دیگر از این روش استفاده شود . غله جات بیشنهاد می گردد.
o شست و شو خارج شدن مواد از بذر : شستن بذرها ی مناطق خشک بیابانی
o تخریش stratification: مالیدن توسط ریگمال مانند ماش ، پاره کرده پوسته، شکستن پوسته ،غوطه کردن در اسید سلفوریک به مدت 1الی 60دقیقه
· مواد کیمیاوی و هارمون های رشد : استفاده از جیبرلین100ppm و کنیتین01 الی 50ppm و نایتریت پتاشیم 2%
· ب) قرار گر فتن در معرض شرایط متغییر :
· ج) قرار گرفتن بذر تحت تاثیر دو یا چند عامل: در یولاف و حشی نور همرا ه 2% پوتاشیم نایترایت
ماخذ:
1. آریا - ضیاء تولید تخم های بذری .لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ .
2. انصاری – الحاج عبدالقیوم . نباتات مزروعی . لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ
3. تامسون – کن . 1380 . اکالوجی بذر . انتشارات دانشگاه تهران صفحات 92الی 110.
4. دیانت نژاد- حسن . 1383 . زیست شناسی گیاهی . انتشارات سازمان برنامه ریزی آموزشی صفحات 95الی 114.
5. رحیمی – رحیم خان . غله جات .لکچرنوت پوهنحی زراعت ، پوهنتون بلخ.
6. رستگار- محمد علی . 1384. زراعت عمومی . انتشارات برهمند .صفحات 221 الی 241.
7. شراف- زریر. باغداری. لکچرنوت پوهنحی زراعت ،پوهنتون بلخ.
8. قهرمان –احمد 1382 گیاه شناسی پایه . انتشارات دانشگاه تهران .صفحات 287 الی 292.
9. کیان مهر- هرمز دیار.1380.مبانی بیولوژی گیاهی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.صفحات 295 الی 300.
10. لطیفی –ناصر .1380. فنون در علم بذر و فناوری . چاپ انتشارات دانشگاه گرگان.
11. وحدتی –کورش . 1384 . فرهنگ گیاه شناسی مصور .انتشارات آییژ.صفحات 80الی 124
12. هاشمی – ابوالحسن .1379. خوابو روش بذر . انتشارات دانشگاه شهید چمران. صفحات 19تا 120.
۲ نظر:
بسيار تحقيق علمي مفيد است هميشه موفق باشي
خیلی ممنون عالی بود
کوپر
ارسال یک نظر