خواب بذر

تعریف خواب بذر یا dormancy :

توقف فعالیت های فیزیولوژی و زیستی بذر  گیاه ؛ بدون برهم خوردن سازمان حیاتی آن؛  را خواب بذر می نامند .

به عبارتی بذر ها بعد از جدا شدن از پایه مادری خود بلافاصله جوانه نمی زنند واصطلاحا یک دوره خواب را سپری می کنند ؛ این ویژگی یکی از قابلیت های گیاه برای حفظ خود در شرایط نامساعد محیطی به حساب می آید ؛ به این صورت که خواب؛  به بذر گیاه این امکان را می دهد که وقتی شرایط برای چرخه کامل زندگی گیاه مساعد شد ؛ شروع به جوانه زدن کند تا باقی بماند .

در  شکل های زیرنمونه ایی از بذر گیاهان تک لپه ودولپه به همراه قسمت های مختلفشان به نمایش در آمده .

تعریف خواب بذر یا dormancy :

توقف فعالیت های فیزیولوژی و زیستی بذر  گیاه ؛ بدون برهم خوردن سازمان حیاتی آن؛  را خواب بذر می نامند .

به عبارتی بذر ها بعد از جدا شدن از پایه مادری خود بلافاصله جوانه نمی زنند واصطلاحا یک دوره خواب را سپری می کنند ؛ این ویژگی یکی از قابلیت های گیاه برای حفظ خود در شرایط نامساعد محیطی به حساب می آید ؛ به این صورت که خواب؛  به بذر گیاه این امکان را می دهد که وقتی شرایط برای چرخه کامل زندگی گیاه مساعد شد ؛ شروع به جوانه زدن کند تا باقی بماند .

در  شکل های زیرنمونه ایی از بذر گیاهان تک لپه ودولپه به همراه قسمت های مختلفشان به نمایش در آمده .

 

توجه :

بذر گیاهان شامل ؛ پوسته - جنین - اندوخته - آنزیم ها وهورمون ها میباشد .

لایه الورن در زیر پوست قرار دارد وزنده است .

تمام یا قسمتی از اندوسپرم در دولپه ایها جذب جنین شده است . اندوسپرم زنده نیست .

ناف؛ در بذر محلی است که بذر به پایه مادری خود اتصال داشته و از آنجا تغذیه می کند .

 

نمایش قسمت های مختلف بذر

 

انواع خواب بذرها :

1 ) خواب ارثی :

در این نوع خواب بذرها مستقل از شرایط محیطی در خواب به سر می برند ؛ یعنی اگر شرایط محیطی برای جوانه زنی بذر هم فراهم باشد باز هم بذر ها جوانه نمی زنند .

2 ) خواب القایی :

این خواب تحت تاثیر عوامل محیطی در گیاه ایجاد می شود و ارثی نیست  . این خواب ممکن است زمانی که بذر بر روی بوته مادری قرار دارد یا زمانی که از بوته مادری جدا شده است اتفاق بیافتد .

علت اینکه بذر گندم بر روی بوته مادری جوانه نمی زند ؛ با وجود اینکه تمام شرایط جوانه زنی را دارد ؛ این نوع خواب در بذر است .

3 ) خواب تحمیلی :

این نوع از خواب هم مثل خواب القایی  تحت شرایط محیطی ایجاد می شود وژنتیکی نیست اما با این تفاوت که بعد از جدا شدن از بوته مادری و تحت تاثیر یک شرایط محیطی ضروری نامناسب  برای جوانه زنی مثل رطوبت نامناسب یا عدم نورمناسب  ایجاد می شود .

تقسیم بندی خواب بذر از دیدکاهی دیگر :

1 ) خواب اولیه :

در این نوع از خواب بذرها ی بالغ بلا فاصله بعد از جدا شدن از بوته مادری در خواب هستند وجوانه نمی زنند . وبذر ها به طور ژنتیکی در خواب هستند . وبه عبارتی دیگر به اثر متقابل ژنتیک ومحیط اهمیتی داده نمی شود ؛ یعنی محیط برجوانه زنی بذر( چه شرایط مناسب باشد چه نا مناسب ) اثر ندارد  .

2 ) خواب ثانویه :

در این نوع خواب بذر بالغ در هنگام بلوغ بیدار است ولی بعدا تحت شرایط محیطی نامناسب می تواند به خواب رود و این سیکل خواب وبیداری خود را در شرایط نامناسب ومناسب برای چندین بار تکرار کند .

 

عوامل موثر در خواب بذرها :

خواب بذرها همانطور که بیان شد میتواند تحت تاثیر شرایط ژنتیکی و شرایط محیطی قرار گیرد .

عوامل ژنتیکی وذاتی در خواب بذرها :

1 ) پوسته بذر :

پوسته بذر شامل لایه ایست که جنین را در خود می پوشاند . این پوسته از طرق مختلف می تواند باعث انواع خواب در بذر گیاهان شود؛ که عبارتند از : 

• جلوگیری از رسیدن آب به جنین .

جذب آب مهمترین و اولین مرحله جوانه زنی بذور است . آب در تمام فرایندهای بیو شمیایی درون بذر به منظور جوانه زنی مورد نیاز است ؛ همچنین برای به کار افتادن سیستم آنزیمی درون بذر باید مقدار معینی رطوبت وجود داشته باشد وهمچنین برای راه اندازی وتولید برخی از هورمون ها وجود میزان مشخصی آب در بذر ضروریست .

گیاهان خانواده بقولات و سولانا سه و سلمک و پنیرک دارای بذرهایی با پوسته سخت هستند .

عامل بازدارنده نفوذ آب وجود پلیمری از فنول ها و لیگنین روی پوسته بذر در محل ناف می باشد در برخی از موارد وجود لایه موم یا واکس مانع از نفوذ آب در بذر می شود .

ورود آب به طور طبیعی از محل هایی به نام ناف یا میکروپیل ها که ضعیف تر هستند وزودتر از بین میروند انجام می شود .

• محدود سازی تبادلات گازهایی مثل اکسیژن به درون بذر .

کمبود اکسیژن باعث عدم تنفس در بذر بعد از جذب آب می شود و از طرفی باعث به تاخیر افتادن اکسیداسیون هورمون های بازدارنده رشد میشود .

یکی از دلایل تنوع در خواب یا جوانه زنی بذرها نیاز متفاوت بذر ها به میزانی از اکسیژن برای جوانه زنی است .

پوسته های لزج و ژله ای بر ممانعت ورود اکسیژن به بذر ها می افزاید .

• ممانعت از رسیدن نور برای بذوری که برای جوانه زنی به نور نیاز دارند .

بذر هایی معروف به فتوبلاستیک برای بیدار شدن وجوانه زدن نیازبه نور دارند که پوسته می تواند مانع از این نیاز شده و عاملی برای خواب بذر باشد . کاهو و توتون و برخی ارقام چمن از این گونه هستند (فتو بلاست )

• بازداری یا جلوگیری از تورم جنین و به عبارتی دیگرایجاد یک مقاومت مکانیکی برای خروج ریشه چه .

در بسیاری از موارد پوسته مانعی برای ورود آب نیست و آب می تواند از پوسته سخت وارد بذر شود اما جنین متورم شده بعد از رسیدن به پوسته رشدش کند یا متوقف می شود ومقاومتی مکانیکی در برابر خروج ریشه چه از خود نشان می دهد .

• ممانعت از اتلاف ویا خروج مواد بازدارنده رشد مثل اسید آبسزیک .

پوسته در بسیاری از موارد مانع از خروج هورمونهای بازدارنده رشد از بذر شده واجازه نمی دهد تعادل بین هورون های تحریک کننده رشد و هورمون های باز دارنده رشد در بذر ؛ برای جوانه زنی ورفع خواب به وجود آید .

خواب بذور گیاه می تواند به خاطر یک یا چند عامل ذکر شده در بالا باشد .

 

 

عواملی که باعث ضعیف تر شدن پوسته برای رفع خواب و جوانه زنی بذر می شود  :

• خراش دادن بذر یا (scarification )
• تغییرات حرارتی وانقباضات وانبساطی که رخ می دهد وباعث ترک بذر می شود .
• تغییرات رطوبتی ( مرطوب شدن وخشک شدن پی در پی بذر )
• تغییراتی که در ماهیت وترکیب پوسته بذر در اثر گذشت زمان با اکسیداسیون رخ می دهد؛ باعث کاهش مقاومت یا نرم شدن آن می شود .
• تغییرات هورمونی ؛ مثلا تشکیل اتیلن که باعث تولید آنزیم هیدرالاز در راس ریشه چه شده ودر نتیجه این آنزیم باعث نرم شدن ورفع مقاومت لایه الورون وخروج ریشه از پوسته شود .

توجه :

گاهی مقاومت وسختی پوسته بذر ممکن است عامل اصلی در خواب نباشد وضعف جنین وعدم ترشح آنزیم های لازم باعث می شود که تصور کنیم مقاومت مکانیکی پوسته زیاد است .

 

2 ) کنترل شمیایی و تاثیر هورمونها در خواب بذر :

علاوه بر عوامل ذکر شده موثر در خواب بذرها  ؛ هورمونها نیز در خواب وجوانه زنی بذر دخالت دارند .

توجه :

تعادل مقدار هورمون ها در رفع خواب نقش دارد نه مقدار مطلق آنها .

هورمون اتیلن :

در برخی از بذرها مثل یولاف و توق مشاهده شده بعد از جذب آب و اکسیژن ؛ تولید هورمون اتیلن افزایش می یابد و باعث تحریک جوانه زنی می شود .

در بعضی از بذر های خواب ؛ ممکن است سیستم تولید اتیلن غیر فعال باشد .

در بذور گیاهانی مثل توتون و تنباکو غلظت زیاد اتیلن مانعی از جوانه زنی یا عامل خواب است .

هورمون جیبرلین : GA3

هورمون جیبرلین هم در غلظت های مشخص باعث رفع خواب یا جوانه زنی بذر می شود . در یولاف وحشی غلظت زیاد جیبرلین مانع از جوانه زنی می شود .

در بذر گیاهی به نام Crylas انجام عمل استراتیفیکاسیون ( سرمادهی وخراش در بذر ) باعث فعال سازی سیستم تولید جیبرلین یا رفع عامل بازدارنده سیستم تولید جیبرلین و در نتیجه رفع خواب در بذر می شود .

هورمون سیتوکنین :

وجوداین هورمون هم در جوانه زنی یا رفع خواب نقش دارد . عواملی مثل استرتیفیکاسیون و قرار گرفتن بذر در برابر نور قرمز تولید این هورمون را افزایش می دهد . این هورمون در تقسیم سلولی نقش دارد .

اسید ابسزیک : ABA

مدارک وشواهد دقیقی دال بر وجود این هورمون در بذرگیاهان وجود ندارد . اما وجود این هورمون وترکیباتی مثل فنول ها و لاکتون ها واسید های چرب با زنجیره کوتاه 10 کربنی وترکیبات فرار به عنوان عامل ایجاد خواب گزارش شده اند .

کمبود اکسیژن میتواند تشکیل مواد بازدارنده رشد را تحریک کند و برعکس وجود اکسیژن ونور از طریق اکسیداسیون مواد بازدارنده رشد باعث کاهش آن و رفع خواب در بذر می شود .

 

3 ) اثر عوامل محیطی در خواب بذر :

• نور:

بذر گیاهان فتو پلاست برای جوانه زنی به نور نیاز دارند . توضیح اینکه بذر برخی از گیاهان ذخیره غذایی کمی دارند و باید در سطح خاک قرار گیرند تا جوانه بزنند و اگر در اعماق خاک قرار گیرند در خواب به سر میبرند و نور کنترل کننده این خواب به حساب می آید . و وقتی بذر این نوع گیاهان در سطح خاک قرار گرفت با مواجه شدن با نور؛ خواب شکسته می شود . 

باید توجه داشت چنین واکنشی به نور در رفع خواب بذور  زمانی اتفاق می افتد که سایر موانع خواب قبلا برطرف شده باشد .

توجه :

اثر بخشی نور قرمز در رفع خواب بذر به شرایط فصل بستگی دارد .

وجود سایه و طیف وسیعتری از نور مادون قرمز و یا نسبت دریافت نور مادون قرمز بیشترنسبت به نور قرمز توسط فیتو کروم ها می تواند باعث خواب بذر شود .

مثلا شرایط پوسته می تواند گاهی به دلیل جذب و عبور بیشتر نور مادون قرمز نسبت به نور قرمز در بذر ها باعث خواب شود .

نیاز به نور برای جوانه زنی یا خواب بذر با گذشت زمان در بذر ها کم شده یا از بین می رود .

 

• اکسیژن :

گاهی نبود اکسیژن مانع از جوانه زنی بذر ها می شود یا به عبارتی باعث نوعی خواب در بذر می شود .

این نیاز به اکسیژن برای رفع خواب و جوانه زنی در بذر های متفاوت فرق می کند . تا جایی که بعضی ازبذرها ی علف هرز مثل سوروف بدون حضور اکسیژن هم جوانه می زنند .

به نظر میرسد وجود اکسیژن با غلظت بالا برای جوانه زنی و رفع خواب بذر با از بین بردن بازدارند های جوانه زنی ضروریست و در غلظت های پایین از طریق تحریک مسیر های خاصی از فعل وانفعالات شمیایی لازم باشد .

 

• دی اکسید کربن :

غلظت های بالاتر از 5 درصد دی اکسید کربن در خاک باعث ایجاد خواب و عدم جوانه زنی می شود ؛ اما غلظت کم دی اکسید کربن باعث تحریک جوانه زنی می شود ؛ به این صورت که CO2  به طور مستقیم بر آنزیمی که اسید ابسزیک ( بازدارنده رشد ) را به اتیلن تبدیل می کند اثر گذاشته و از طریق تولید اتیلن موجب رفع خواب می شود . 

 

• دما :

به نظر می رسد هر گاه درجه حرارت خاک در طیف محدودی در طول شبانه روز تغییر کند اثرات تحریکی در جوانه زنی یا رفع خواب در بذر به وقوع بپیوندد . 

بذر ها تقویم سالیانه خود را از طریق تغیرات درجه حرارت خاک تشخیص می دهند .

طیف تغییرات حرارتی در سطح وعمق خاک ( تغییرات حرارتی در سطح خاک بیشتر از عمق خاک است )  باعث می شود بذر گیاه تشخیص دهد در چه عمقی و در چه فصلی وجود دارد تا براساس آن جوانه زنی خود را تنظیم کند و رفع خواب نماید

قرار گرفتن بذر مرطوب در حرارت بالا ممکن است باعث خواب در بذر شود به دلیل تغییرات نسبت نور قرمز به نور مادون قرمز که در فیتوکروم ایجاد می شود .

شوک های حرارتی در بعضی از بذور ممکن است باعث رفع خواب شود مثلا دمای 40 درجه سانتی گراد  برای مدت کوتاهی در بذر علف هرز  ترشک باعث رفع خواب در آن می شود در حالیکه دمای 30 تا 35 درجه باعث خواب در آن می شود .

 

• یون های معدنی : 

کاتیون های موجود درخاک می توانداز طریق پتانسیل اسمزی خاک در رفع خواب بذر نقش داشته باشد . در میان آنیون ها نیتریت و نیترات در جوانه زنی نقش دارند وبقیه آنیون ها بی تاثیرند .

• PH خاک :

نقش PH خاک در جوانه زنی بیشتر اینگونه است که در محیط های اسیدی اثر بخشی جیبرلین ونیترات و نیتریت بر جوانه زنی بیشتر خواهد بود .

• ترشح گیاهان و مواد اللوپاتیک : 

ترکیبات فنولی مترشحه از برخی از گیاهان ممکن است باعث خواب در بذر برخی گیاهان شوند این زمانی اتفاق می افتد که غلظت قابل ملاحظه ایی از این مواد مترشحه کنار بذر قرار گیرد .

منبع : http://esfandear.blogfa.com/