هورمون گیاهی جیبرلین چیست؟ – ساختار و اثرات آن بر گیاهان

هورمون گیاهی جیبرلین در رشد و نمو گیاهان موثر بوده و به وسیله قارچ ها تولید می شود. این هورمون نیز مانند هورمون اکسین در رشد طولی سلول های گیاهان دخالت داشته و در هنگام لقاح به عملکرد گرده ها کمک می کند. هورمون گیاهی جیبرلین در کتب علوم پایه مختلف معرفی شده است. جیبرلین که در قسمت های مختلف گیاه مانند نوک ریشه و برگ های جوان ساخته و سنتز می شود، در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک بررسی می شود.

فهرست مطالب :

۱- هورمون گیاهی چیست؟

۲- تاریخچه کشف هورمون گیاهی جیبرلین

۳- هورمون گیاهی جیبرلین چیست؟

۴- اندازه گیری جیبرلین

۵- خواص شیمیایی جیبرلین

۶- اثرات و عملکردهای هورمون گیاهی جیبرلین

۷- تفاوت هورمون های جیبرلین و اکسین

۱- هورمون گیاهی چیست؟

به موادی که در مقدار خیلی کم در گیاه تولید شده و در اندام های مختلف استفاده می شود، هورمون گیاهی گفته می شود. این هورمون ها بیشتر تأثیر در رشد و نمو گیاهان داشته و می تواند باعث باردهی بیشتر و جلوگیری از پیری زودرس و موارد بسیاری را سبب شوند. البته برخی از این هورمون ها به جای محرک رشد، بازدارنده رشد بوده و می توانند مانع از رشد ریشه و یا ساقه شوند و یا اثرات مهارکننده ی دیگری داشته باشند. هورمون های گیاهی صرفا در داخل گیاه تولید نمی شوند بلکه می توانند به صورت شیمیایی در خارج از گیاه سنتز و سپس به گیاه تزریق شوند.

هورمون های گیاهی به دو دسته محرک رشد مانند اکسین، جیبرلین و سیتوکینین، و دسته بازدارنده رشد مانند اتیلن و اسید آبسیزیک تقسیم بندی می شوند. در این مقاله به بررسی و توصیف هورمون محرک رشد جیبرلین می پردازیم.

۲- تاریخچه کشف هورمون گیاهی جیبرلین :

در سال ۱۹۳۸ پژوهشگران ژاپنی کسانی بودند که برای اولین بار، هنگام مطالعه بر روی نوعی بیماری قارچی در برنج، توانستند هورمون گیاهی جیبرلین را کشف کنند. این قارچ باعث می شود به طور غیر طبیعی گیاه های نورسته دراز شوند. این قارچ با تولید هورمون جیبرلین A و گذاشتن آن روی بوته ی برنج سالم می توانست آن ها را نیز بیمار کند. نام این قارچ ژیبرلافوجیکوری از خانواده آسکومیست ها می باشد. از معروفترین هورمون های گیاهی جیبرلین می توان اسید جیبرلیک (GA) را نام برد. تعداد ۱۳۶ عدد از جیبرلین ها در گیاهان وجود دارد.

۳- هورمون گیاهی جیبرلین چیست؟

جیبرلین بیشتر در برگ های مریستمی و جوان، دانه ها و بذرهای در حال رشد و نوک ریشه ساخته و سنتز می شوند. بعد از ساخته شدن، این هورمون توسط آوندهای آبکشی و آوندهای چوبی، به صورت کاملا آزادانه در گیاه حرکت می کند و به اندام های مورد نظر منتقل می شود. ترکیبات تشکیل دهنده این هورمون دارای تغییرات ساختاری بسیاری هستند. اسید جیبرلیک همان طور که در بالا نیز گفته شد، مهمترین این هورمون ها بوده که در قارچ ها و گیاهان پیشرفته وجود دارد که به چهار شکل و ساختار اسید جیبرلیک ۳، اسید جیبرلیک ۳، اسید جیبرلیک ۴ و اسید جیبرلیک ۷ وجود دارد. این هورمون بیشتر باعث تقویت رشد ساقه های اصلی می شوند.

نکته :

سنتز جیبرلین به مقدار بیشتر در برگ های اولیه نسبت به مریستم های رأسی صورت می گیرد. انتقال هورمون جیبرلین در گیاه نخود توسط بافت آبکشی با سرعت ۵ سانتی متر در ساعت می باشد.

۴- اندازه گیری جیبرلین :

یکی از آزمون هایی که در سال ۱۹۵۷ توسط فاینی برای اندازه گیری هورمون جیبرلین استفاده شد، به کار گرفتن اختصاصات جیبرلین برای رفع قد کوتاه، در نخود و ذرت بود که این خاصیت در این گیاهان صفت وراثتی بود.

۵- خواص شیمیایی جیبرلین :

در سال ۱۹۶۵، پالک کسی بود که اسکلت جیبرلین را به شکل انت جیبرلان مشخص کرد. تجمع چهار واحد ایزوپرن به شکل دی ترپن های حلقوی در آمده و شکل جیبرلین را می سازد. این هورمون ها دارای ساختاری متشکل از ۱۹ تا ۲۰ اتم کربن و به صورت منو، دی و تری کربوکسیلیک اسید غیرپیوسته است. در کل از نظر شیمیایی جیبرلین ها به سه شکل آزاد، پیوسته و محلول در آب وجود دارند.

۶- اثرات و عملکردهای هورمون گیاهی جیبرلین :

تاثیر بر رشد و طویل شدن سلول ها : هورمون جیبرلین می تواند باعث رشد طولی بسیاری از گیاهان کوتاه قد شود و می تواند ساقه گیاهان طوقی را بلند کنند. این تأثیر جیبرلین مانند هورمون اکسین می باشد. طول میان گره ها نیز با جیبرلین طویل می شود.

گلدهی : هورمون جیبرلین می تواند مانند هورمون اکسین در گل دادن گیاهان نقش داشته باشد. طوری که تولید گل در گیاهان روز بلند را افزایش داده و گلدهی را در گیاهان روز کوتاه متوقف می کند.

تشکیل و طویل شدن ریشه ها : جیبرلین ها در غلظت های مختلف و مناسب می توانند باعث تسریع در رشد ریشه شوند و یا با خنثی کردن اثر هورمون گیاهی اکسین اجازه ندهندکه در شاخه های بریده شده از گیاهان (قلمه) ریشه تشکیل شوند.

رشد برگ : هورمون جیبرلین می تواند به جای طول موج های ناحیه زیر قرمز باعث رشد برگ ها شود.

همچنین :

ایجاد جنسیت : اندام نر در گیاهان توسط هورمون جیبرلین رشد می یابد.

رشد بذر : نور به خصوص طیف زیر قرمز عاملی ضروری و موثر در رشد و سبز کردن بذرهای انواع گیاهان می باشد. می توان از هورمون جیبرلین به جای طیف نور قرمز در شکستن خواب بذرها استفاده کرد. همچنین این هورمون را می توان جایگزین فتوپریود، برای شکستن خواب جوانه در گیاهان مناطق معتدل کرد.

رشد میوه : از دیگر تأثیرات این هورمون گیاهی می توان به بزرگ کردن میوه ها اشاره کرد. همچنین می تواند تجمع حبه های انگور را افزایش دهد.

یکی دیگر از کاربردهای جیبرلین این است که می تواند رسیدن میوه ها را به تأخیر بیندازد. افزایش قطر گیاه، تحریک توسعه گل، کوتاه کردن فاصله بین زمان کاشت و گلدهی، زیاد کردن تعداد و اندازه گل ها، زیاد کردن عمر ماندگاری گل های بریده شده، جلوگیری از زرد شدن گیاه با حفظ کلروفیل، تأخیر در پیری گیاه و کنترل جذب و استفاده از نیتروژن از دیگر اثرات این هورمون گیاهی می باشد.

۷- تفاوت هورمون های جیبرلین و اکسین :

٭ هورمون جیبرلین در تعدادی از گیاهان آلی و در بیشتر قارچ ها وجود دارد در صورتی که هورمون گیاهی اکسین فقط در بیشتر گیاهان آلی وجود دارد.

٭ هورمون جیبرلین از لحاظ ساختاری زنجیره جانبی ندارد و زنجیره های اشباع نشده کم دارد و به شکل تتراسیکلیک می باشد، در صورتی که هورمون اکسین هم زنجیر جانبی دارد و هم پیوندهای اشباع نشده در ساختار حلقه ای خود دارد که پیوند یگانه یا دوگانه دارند.

٭ هورمون جیبرلین با رشد ساقه های سالم این تفاوت را با هورمون اکسین دارد که قسمت های ساقه ها را رشد می دهد.

٭ جیبرلین رشد برگ ها را زیاد می کند در صورتی که اکسین می تواند در رشد برگ ها تأثیر کمی بگذارد.

٭ جیبرلین می تواند در گیاهان کوتاه قد، میان گره ها را رشد داده و باعث افزایش قد آن ها شود، اما اکسین نمی تواند روی ژنتیک گیاهان کوتاه قد اثر بگذارد.

در ادامه :

٭ جیبرلین بر رشد ساقه اصلی تأثیر کمی دارد در صورتی که هورمون اکسین می تواند ساقه مرکزی و اصلی را خیلی بیشتر از ساقه های جانبی رشد دهد.

٭ هورمون جیبرلین می تواند در گیاهان رزتا و محصولات ریشه ای ساقه دهی را زیاد کند و هورمون اکسین این تأثیر را ندارد.

٭ جیبرلین می تواند گیاه را القا و بهاره کند ولی اکسین این اثر را ندارد.

٭ جیبرلین می تواند در گیاهان روز بلند نیاز به نور قرمز را رفع کند اما اکسین با گلدهی گیاهان روز بلند کاری ندارد.

٭ جیبرلین نمی تواند کولوس را در گیاهان تولید و رشد دهد و گیاهان را سخت کند اما اکسین می تواند این کار را انجام دهد.

٭ جابجایی در جیبرلین در جهات مختلف بوده ولی در اکسین این جابجایی متقارن می باشد.

٭ جیبرلین به ریشه در رشد کمک نمی کند و مانع رشد آن نیز نمی شود ولی اکسین وقتی دارای غلظت کم باشد، رشد ریشه را زیاد و اگر غلظت نرمال داشته باشد، رشد ریشه را مهار می کند.