وراثت درمانسی و جوانه زنی بذر برنج

وراثت درمانسی و جوانه زنی بذر برنج
 
نویسندگان: محمود صیادی – صدیقه رمضانی –  فردوس عادلی مسبب – ابراهیم دودابی نژاد
 
مرکز آموزش عالی علمی – کاربردی جهاد کشاورزی رشت - دوره کارشناسی زراعت برنج
 
        بذرها بخشی از زنجیره چرخه زندگی گیاه را تشکیل می دهند. آن ها با داشتن پایدارترین شرایط زیست شیمیایی، فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی نسبت به فشارهای محیطی گوناگون دارای قدرت تحمل فراوانند. چون بذرها دارای قدرت تحمل زیادی نسبت به تغییرات محیطی هستند، اطلاعات زادشناختی که توسط گیاهان والدشان به طورقطعی به نسل بعد انتقال می یابند، درصورتی که گامت های جنسی دارای ترکیب ژنتیکی یکسانی باشند،  با انتقال به بذر به بقای گونه ها کمک خواهد کرد. اگر اطلاعات زادشناختی آن ها متفاوت باشد، تغییر و تکامل تازه ای در زاده ها پدید خواهد آمد.
        لازم به توضیح است که در زمان تشکیل بذر شرایط محیطی تغییرات انعطاف پذیری را درآن ایجاد می کند، و در نتیجه گیاه می تواند خود را مطابق تغییر محیط سازگار کند و در نسل بعد رشدش را تنظیم نماید. ازاین گذشته، در حالت های بسیاری، عمل جوانه زنی به طور عام مستقل از ویژگی های دیگر است، و تغییرات انعطاف پذیر بذرها درانتقال دقیق اطلاعات ژنتیکی گیاه مادری تأثیر ندارد. درحقیقت، اغلب اوقات به نظر می رسد که تغییر انعطاف پذیر قابلیت جوانه زنی، بقاء و تکثیر گیاهان نسل بعدی را در محیط های پیشبینی نشده ای که کشت می شوند، قابل اطمینان است. جوانه زنی بذرها عموما تحت تأثیر عوامل محیطی متعددی مانند نور، درجه حرارت، آب، فشار گاز قرار دارد. درحالت برنج زراعی نور اثر خاصّی در جوانه زنی ندارد. تفاوت های ارقام در میزان پاسخ به درجه حرارت جوانه زنی احتمال دلرد به دلیل تغییرات بین گونه ای باشد که در نتیجه گسترش زراعت برنج عاید شده است. گیاه برنج به صورت های دیم، آبی و آبی عمیق رشد می کند. در حقیقت بذرهایش هم درآب و هم درهوا می تواند جوانه بزند. تفاوت پاسخ های جوانه زنی بذر به عوامل محیطی که توضیح داده شد، بقاء گیاه برنج را میسر ساخته است.
 
درمانسی و طول عمر بذر برنج
        درمانسی باعث به وجود آمدن مکانیزمی می شود که بذر برنج بلافاصله پس از رسیدن یا برداشت اگر در شرایط بارندگی و مرطوب قرار گیرد، جوانه نزند. اغلب برنج های زیرگونه ژاپنی فاقد درمانسی دانه بوده و پیش از برداشت با آغاز بارندگی ها جوانه می زنند. درمانسی دانه های رسیده و مرطوب را از جوانه زدن بر روی خوشه در نواحی باران خیز آسیایی حفظ می کند.
        درمانسی برنج از نوع درمانسی واقعی برنج نیست، به طوری که جنین حتی 7 روز پس از گرده افشانی می تواند جوانه بزند و گیاه را به وجود آورد. در حال حاضر برنج کولتیوار درمانسی دار H4 حدود یک هفته پیش از رسیدن دانه، میزان فعالیت پراکسیداز سریعا کاهش می یابد، بدون این که، درمانسی دانه و اکسیژن جذب شده دانه های سالم تغییر کرده باشد. در طول دوره انبارداری یا پس از رسیدن دانه های کامل درمانسی دار چهار کولتیوار در 30 - 25 درجه سانتی گراد به مدت 3 تا 6 هفته دامنه بحرانی فعالیت پراکسیداز از1 تا 4/1 میکرومول پورپوروگالین درساعت در دانه بود، که در حد بالا ( 4/1 ) دانه ها تقریبا به طور کامل درمانسی داربودند و در حد پائین ( 1 ) دانه ها غیر درمانسی دارشدند.
        جذب اکسیژن دانه بالغ واریته H4 در حال کاهش درمانسی تمایل به افزایش دارد. کاهش فعالیت پراکسیداز و جذب اکسیژن هردو ممکن است در کاهش فعالیت های پوسته دخالت داشته باشند. جداکردن پوسته دانه های رسیده منجر به کاهش درمانسی و افزایش جذب اکسیژن برنج قهوه ای گردید. خراش برنج قهوه ای در نزدیکی جنین، درمانسی را به طور کامل می شکند. جنین برنج های درمانسی دار در حالت غوطه ور درآب به مدت 2 تا 3 روز، آب را کم تر از بذرهای برنج فاقد درمانسی جذب می کنند. جنین های فاقد درمانسی با متیل بنفش 25/0 درصد رنگ می گیرند، درصورتی که جنین های درمانسی دار رنگ نمی گیرند. بنابراین، درمانسی در دانه برنج ممکن است به موجب سرعت کم نفوذ آب و اکسیژن به داخل جنین باشد. با تیمارهای گوناگونی مانند خشک کردن درگرمای آون ( به مدت دوروز در درجه حرارت 50 درجه سانتی گراد )، اسید ( 2 > pH )، یا استفاده از پراکسید هیدروژن ( آب اکسیژنه، منواکسید کربن، سیانید، هیدروژن سولفوره، هیدروکسیل آمین، نیترات یا نیتریت ) می توان درمانسی بذر را شکست.
        اگرچه، مقدار رطوبت زمان برداشت حدود 30 درصد می باشد، پس از خشک کردن در آفتاب به مدت یک روز مقدار رطوبت در ارقام درمانسی دار 18 – 17 در صد و پائین تر از برنج های فاقد درمانسی (20 درصد ) بود.
        مقایسه درمانسی و مدت زمان انبارداری پس از برداشت ( 4 تا 6 هفته در درجه حرارت 27 – 25 درجه سانتی گراد) دانه برنج واریته H6 نشان داد که مدت زمان غوطه ور کردن در آب پیش از جوانه زنی، بذرهای درمانسی دار و فاقد درمانسی دارای مقادیر مشابهی از مالات، فنل های محلول و اتیلن و فعالیت های مشابه  یو- لئوسین کربن 14 ، مالتاز ، و 3 – نوکلئوتیداز هستند ( Baun , 1972 ).
        اخیرا هایاشی ( 1979 ) یک بازدارنده درون زای جوانه زنی به نام سیس – آبسزیک اسید را غلظت 280 میکروگرم بر کیلوگرم در بذر برنج رقم کتا کتارا ( Ketaketara ) را شناسایی کرده است. ترکیبات فنلی محلول در آب پوسته ممکن است نقش ممانعت از رسیدن اکسیژن به جنین را برعهده داشته باشند. برای مثال می توان از اسیدهای سسینامیک، فرولیک و پارا- کوماریک ( مشتقات اسیدسینامیک )، وانیلیک و اسید پارا – هیدروکسی بنزوئیک، وانیلین، اسید سالیسیک، پارا – هیدروکسی بنزالدئید، اسید ایندول استیک و بازدارنده بتا را نام برد ( میکل سن، 1967 ).
 
طول عمر بذر برنج
     درجه حرارت، محتویات رطوبتی و فشار اکسیژن از متغیرهای اصلی مؤثر در انبارداری بذر برنج محسوب می گردند. بذرهای ارقام درمانسی دار دارای طول عمر انبارداری بیش تر از ارقام فاقد درمانسی است. مناسب ترین شرایط انبارداری ارقام فاقد درمانسی با رطوبت کم تر از 14 درصد یا کم تر از 75 درصد رطوبت نسبی در درجه حرارت های پائین است. انبار کردن ذخایر بذری به مدت طولانی مستلزم حفظ رطوبت پائین با نصب رطوبت گیرو درجه حرارت پائین است. بذرهای ارقام برنج واکسی عموما دارای طول عمر انباری کوتاه تر از ارقام غیر واکسی ( آمیلوز دار ) هستند. این اثر ممکن است به دلیل بالابودن رطوبت تعدیلی بذرهای واکسی به میزان بالاتر از 75 درصد رطوبت نسبی در مقایسه با بذرهای غیر واکسی باشد. بذر برنج در 20- درجه سانتی گراد، و 5 درصد رطوبت برای این که قدرت رویشی آن 5 درصد اولیه کاهش یابد به مدت 300 سال بایستی درانبار نگه داری شود. دربانک های جرم پلاست، بذور را در 38 درجه سانتی گراد به طور کامل خشک می کنند تا محتویات رطوبت آن ها به 6 درصد برسد و درخلا در داخل کن های آلومینیومی بسته بندی می کنند و برای دوره زمانی کوتاه در 2 درجه سانتی گراد و انبارداری بلند مدت در 10-  درجه سانتی گراد نگهداری می کنند.
        مشاهده میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که مسن سازی بذر با کاهش قدرت رویش نه تنها به بی نظمی غشاء یاخته ای ( کاهش تراوایی )، بلکه به تجزیه و تخریب مواد ذخیره ای جنین بذر برنج بستگی دارد. غوطه ورکردن جنین های مرده ( 5 ساله ) باعث فروپاشی سریع ترکیبات پروتئینی و لیپیدی آن ها می شود. انسجام غشای گلوبوئیدی در اجسام پروتئینی شکسته شده و بلورهای فیتین همراه با مواد پروتئینی جدا می گردند. این عمل در فضاهای داخلی قابل مشاهده است.
        دانشمندان معتقدند که هیدرولاز اسیدهای موجود در اجسام پروتئینی مسؤول تجزیه محتویات اجسام پروتئینی و خود کافتی سیتوپلاسم هستند.
        تغییرات فیزیولوژیکی در انبارداری طولانی بذرهای برنج با کاهش زیستایی آن همرا است. درصد جوانه زنی بذر برنج رقم Rubsail که درزراعت های مختلف برداشت شده تا دوسال بدون تغییر باقی می ماند. اما درسال سوم فقط 4 درصد کاهش می یابد. وویگور نشاء ( برپایه رشد طول ریشه ها و ساقه ) به طور مشابهی کاهش می یابد و در بذرهای کهنه ملاحظه گردید که تمایزیابی مورفولوژی ریشه ها و ساقه رخ نمی دهد. فعالیت آلفا- آمیلاز کاهش می یابد ولی در نمونه های چهارساله نیز وجود دارد.
Article:
http://fadeli22.blogfa.com/post-187.aspx