به نام خدا
مروری بر مکانیسم های مقاومت به تنش شوری در گیاهان
مقدمه
تنش یا استرسStress ، واژه ای است که اولین بار توسط دانشمندان علوم بیولوژیک در مورد موجودات زنده بکار برده شد. بعدها این واژه را به عنوان هر عاملی که امکان وارد آوردن صدمه به موجودات زنده را دارد تعریف نمودند. تنش، نتیجه روند غیرعادی فرآیندهای فیزیولوژیکی است که از تاثیر یک یا ترکیبی از عوامل زیستی و محیطی حاصل می شود.تنش دارای توان آسیب رسانی می باشد که به صورت نتیجه یک متابولیسم غیرعادی روی داده و ممکن است به صورت افت رشد، مرگ گیاه و یا مرگ بخشی از گیاه بروز کند. تنش های محیطی مهم ترین عوامل کاهش دهنده عملکرد محصولات کشاورزی در سطح جهان هستند . تنش های محیطی زیادی بر رشد و نمو و تولید محصول در گیاهان اثر میگذارند. از این عوامل میتوان به خشکی، سرما، گرما، عناصر سمی و شوری اشاره کرد.
شوری
شوری به عنوان یکی از تنش های محیطی، تمام مراحل رشد از جوانه زنی تا تولید توده زنده گیاهی، دانه و میوه را تحت تاثیر قرار می دهد. پاسخ گیاهان به شوری به نوع گیاه، مرحله نموی گیاه، شدت و مدت تنش بستگی دارد. به طور کلی وجود املاح زیاد در خاک یا آب آبیاری، گیاه را با تنش شوری مواجه می سازد. تنش شوری صرف نظر از مکانیسم شور شدن خاک، به دلیل تجمع بیش از حد کاتیون ها و آنیون ها در محلول خاک، بروز می کند. این املاح در درجه اول شامل سدیم و کلر و سپس بی کربنات ها سولفات ها، کلسیم، منیزیم و به ندرت نیترات ها می باشند.
اثرات شوری بر گیاهان
تنش شوری همانند بسیاری از تنش های غیر زیستی دیگر رشد گیاهان را محدود می کند. کاهش رشد یک نوع سازگاری برای زنده ماندن گیاه در شرایط تنش است . اثر زیان بار شوری بالا بر روی گیاهان را میتوان در سطح کل گیاه، مثل مرگ گیاه و یا کاهش محصول مشاهده نمود. تنش شوری از طریق افزایش پتانسیل اسمزی خاک، بر هم خوردن تعادل عناصر غذایی و همچنین ایجاد سمیت ناشی از تجمع سدیم و کلر در گیاه باعث اختلال در رشد گیاه می شود و پاسخ گیاه به شوری به غلظت نمک و نسبت یون ها بستگی دارد. در خاک های شور یا سدیمی، غلظت بالای سدیم نه تنها باعث اختلال در جذب پتاسیم در ریشه ها می شود، بلکه ممکن است غشای سلول های ریشه را نیز تخریب کرده و توان آن ها را در ورود انتخابی سایر یون ها تغییر دهد.
مکانیسم مقاومت به شوری
مکانیزم مقاومت به شوری به دو دسته تقسیم میشوند:
1- اجتناب از شوری: شیوه ای برای جلوگیری از مواجه شدن با شوری است. 2- تحمل به شوری:یک واکنش مقاومت به منظور کاهش ویا ترمیم صدمات می باشد. منظور از مقاومت به شوری ترکیبی از اجتناب و تحمل است.
روشهای اجتناب از شوری
گیاهان ممکن است با استفاده از روش های زیر نسبت به محیط شور مقاومت نشان دهند:
1-تاخیر در جوانه زدن و یا تاخیر بلوغ در شرایط نامطلوب شوری تا ایجاد شرایط مطلوب رشد
2-گسترش ریشه در نواحی غیرشور و اجتناب ریشه از محیط شور .
3- تفاوت قدرت گیاه در جذب یا دفع نمک از طریق :
الف) اجتناب از شوری به وسیله تنظیم نمک
ب)تحمل نمک و فائق آمدن سلولهای گیاه بر غلظت های بالای یونی
گیاهان برای کاهش اثرات – منفی شوری از مکانیسم های متنوعی استفاده می کنند، این مکانیسم های مقاومت به شوری عبارتند از:
کنارزنی نمک: در این مکانیسم ورود نمک به گیاه از طریق سیستم ریشه ای محدود شده و یا از رسیدن نمک به اندام های حساس جلوگیری به عمل می اید جذب محدود شده در ریشه ها مکانیسم خیلی موثری نبوده و اغلب با مکانیسم های کنارزنی داخلی همراه می باشد. مکانیسم های کنارزنی داخلی شامل فرآیندهایی است که یون های نمک را از سیستم انتقال برداشته و در بافت های خاصی مجزا می کند.
گوشتی شدن: رقیق کردن غلظت یون ها یکی از مکانیسم های دفاعی در برابر شوری در بافت های گیاهی می باشد.گیاهان این عمل را به وسیله افزایش حجم ذخیره ای شان به وسیله توسعه ساختمان های گوشتی، آبدار و ضخیم انجام می دهند
برون ریزی نمک: بعضی از گیاهان میتوانند نمک را از طریق ریشه ها، بخش هوایی و برگ ها بیرون بریزد. بعضی دیگر از گیاهان می توانند نمک را به نواحی ذخیره ای انتقال داده و در آنجا انباشته کنند که این نمک ها بعدا ریزش می یابند.در اپیدرم بعضی از گونه های گیاهی، ساختمان های اختصاصی برای بیرون ریزی نمک وجود دارد.ساختمان های اختصاصی در این گیاهان شامل غده های نمکی انتقال یون به خارج از گیاه به طور مستقیم و از طریق ریشه ها و برگ ها می باشند. در تارهای بادکنکی که از چندین سلول پایه و یک سلول بادکنکی تشکیل یافته است و بر روی سطوح برگ قرار دارند سلول های پایه، یون ها را به واکوئل سلول بادکنکی انتقال داده و سرانجام می میرد و از گیاه می افتد.
نتیجه گیری
در مجموع، گیاهان مکانیسم های متفاوتی برای مقاومت در برابر تنش شوری دارند که شامل تنظیم میزان Na ورودی به اندام هوایی و ترشح و دفع نمک در سطح برگ، تغییر در هورمون های گیاهی است.در حال حاضر، از ترکیباتی استفاده می شود که مقاومت گیاهان را به تنش های محیطی افزایش داده، موجب بهبود فعالیت،های متابولیکی گیاه می شوند.یکی از این ترکیباتی که در این زمینه شناسایی شده سالسیلیک اسید است. این ترکیب در تنش های محیطی اثر محافظتی داشته، موجب بهبود روند رشد در گیاه می شود.اسید سالسیلیک میتواند به عنوان ماده ای نسبتا ارزان و در دسترس راهکاری در جهت بهبود تولید باشد.
چکیده
تنش شوری یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد و تولید گیاهان زراعی در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک جهان است. تنش شوری موجب تغییرات شیمیایی، فیزیولوژیک و مورفولوژیک متعددی در گیاهان می شود. این تنش رشد، فتوسنتز، سنتز پروتئین، متابولیسم لیپیدها، تنفس و تولید انرژی را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین شوری موجب اختلال در جذب مواد معدنی، تحت تاثیر قرار دادن نفوذپذیری غشا، تولید گونه های فعال اکسیژن و افزایش نشت پذیری غشاء سلول ها می شود. مقاومت به شوری به دو دسته اجتناب و تحمل تقسیم می شود. مکانیسم اجتناب شامل تعویق جوانه زنی، رشد ترجیه ی ریشه در مناطق غیر شور و مکانیسم تحمل به شوری شامل تجمع انتخابی یا دفع یون، سنتز مواد محلول سازگار و فعال شدن آنزیم های اکسیدانی است.برای مقابله با این تنش ها، در شرایط شوری کم و ملایم گیاهان با افزایش غلظت مواد محلول، فشار اسمزی داخلی خود را حفظ می نمایند.
The End