جوانه زنی موفقیت آمیز نشان دهنده یک انتقال مهم در رشد چرخه گیاه است و هم برای عملکرد محصول و هم برای بقای گیاه در اکوسیستم های طبیعی مهم است. با این حال ، پتانسیل جوانه زنی در طول ذخیره سازی کاهش می یابد و طول عمر بذر تعیین کننده اصلی تولید محصول است. کاهش قدرت جوانه زنی در ابتدا به عنوان تاخیر فزاینده در ظهور ریشه و تکمیل جوانه زنی و در نهایت با از دست دادن قابلیت زنده ماندن بذر آشکار می شود. مکانیسم های مولکولی که قدرت و جوانه زنی بذرها را تعیین می کنند مبهم هستند ، اگرچه خراب شدن کیفیت بذر با تجمع آسیب به ساختارهای سلولی و ماکرومولکولها از جمله لیپیدها ، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک همراه است. در بذرهای متحمل به تخلیه ، دوره های خشک شدن / رهاشدگی و دوره طولانی مدت در حالت خاموش خشک با سطح قابل توجهی از استرس به ژنوم جنین همراه است که می تواند باعث جهش زایی ماده ژنتیکی ، مهار رونویسی و تکثیر و به تاخیر انداختن رشد و توسعه شود. تعداد فزاینده ای از مطالعات نشان می دهد آسیب DNA انباشته شده در ژنوم جنین و ظرفیت ترمیم بذر برای برگرداندن این آسیب ، به عنوان فاکتورهای اصلی تعیین کننده قدرت و زنده بودن بذر است. یافته های اخیر در حال حاضر نقش مهمی برای پاسخ به آسیب DNA در تنظیم جوانه زنی ایجاد می کنند ، تحمیل تأخیر در جوانه زنی در دانه سالخورده برای به حداقل رساندن عواقب زیان آور آسیب DNA انباشته شده در حالت ساکن خشک. درک مبنای مکانیکی ماندگاری بذر ، موجب بهبود کارگردانی ارقام زراعی و حمایت از حفظ منابع ژنتیکی گیاه در بانکهای بذر خواهد شد.
زمینه
جوانه زنی موفقیت آمیز یک انتقال مهم توسعه است که برای تکثیر گیاه بسیار مهم است و هم برای کشاورزی و هم برای چرخه حیات گیاه ضروری است. کشاورزی مدرن به بذرهای با کیفیت بالا و جوانه زنی و استقرار گیاهچه مقاوم در برابر تنش های محیطی نیاز دارد. علاوه بر این ، برنامه هایی برای حفاظت از منابع ژنتیکی گیاهان موجود در بانک های بذر وابسته به دانه ها و خاصیت آنها است و زندگی را برای نسل های آینده فراهم می کند. هم در کشاورزی و هم برای حفظ گیاهان نیاز به حفظ قدرت و جوانه زنی بذر در حین ذخیره سازی وجود دارد. کارهای اخیر ، جنبه های مولکولی طول عمر بذر را روشن کرده و مکانیسم های ترمیم DNA و پاسخ به آسیب های DNA (DDR) را به عنوان فاکتور های مهم کنترل جوانه زنی و پتانسیل جوانه زنی بذر نشان می دهد.
جوانه زنی بذر
بذرها پروانه هایی هستند که حاوی جنین هایی هستند که رشد در آنها معلق است. در این حالت ساکن ، بذرهای متحمل به خشکی ، که نمایانگر اکثر گونه های گیاهی است ، دارای رطوبت کم (15٪ <) و سرکوب فرآیندهای متابولیکی هستند تا زمانی که در هنگام خواب دوباره جوانه زنی روی تخمه بذر انجام شود. بذرهایی که از چنین رطوبت کم زنده می مانند ، بذرهای "ارتودوکس" خوانده می شوند ، برخلاف گونه هایی که قادر به تحمل چنین هدررفت آبی نیستند که "تلافی کنندگی" نامیده می شوند. دانه های ارتدکس می توانند برای مدت طولانی در این حالت کم آبی زنده بمانند ، قبل از تحریک به جوانه زنی پس از جوانه زنی در شرایط مناسب برای رشد. دانه ها تنوع خاص و خاص در طول عمر را نشان می دهند ، و در بسیاری از گونه ها می توانند زنده گی خود را برای ده ها سال حفظ کنند. به طور قابل توجه ، بذر نخل خرما که از محوطه باستان شناسی کاخ پادشاه هرود در اسرائیل کاشته شده بود ، توانستند بعد از 2000 سال جوانه بزنند (سالون و همکاران ، 2008). پس از خشک شدن ، انتقال سیتوپلاسم از یک مایع به حالت شیشه ای که تحرک مولکول ها را به حداقل می رساند و ساختارهای سلولی را تثبیت می کند (Buitink و Leprince ، 2008). آب باقیمانده در بذر خشک شده با مولکولهای بیولوژیکی همراه است که مقاومت در برابر انجماد و تشکیل بلورهای یخ را فراهم می آورد. جوانه زنی بذر با تابیدن آب توسط بذر آغاز می شود و با شروع به کشیدگی محور جنینی و ظهور ریشه به پایان می رسد (Bewley and Black، 1994). با توجه به تأمین آب کافی ، کمبود دانه ارتدوکس "خشک" بالغ یک الگوی سه گانه را نشان می دهد (Bewley، 1997). فاز اول شامل جذب آب است که عمدتا نتیجه نیروهای ماتریس است. در دانه بالغ ، متابولیسم به میزان بسیار کم کاهش می یابد ، اگرچه تمام اجزای یک سیستم سنتز پروتئین کاملاً کاربردی ، از جمله mRNA سنتز شده در مراحل پایانی بلوغ بذر ، در جنین ساکن یک بذر زنده وجود دارد (Blowers و همکاران). ، 1980). در عرض چند دقیقه از مصرف آب ، بذرهای فعال شده باعث فعال شدن سریع فرآیندهای تنفسی و مصنوعی ، سنتز پروتئین نو و پروتئین و RNA هر دو ریبوزوم و پیام رسان به همراه سنتز ATP میتوکندری می شوند. در مرحله بعد ، مرحله تأخیر (مرحله دوم) انجام می شود
زمینه
جوانه زنی موفقیت آمیز یک انتقال مهم توسعه است که برای تکثیر گیاه بسیار مهم است و هم برای کشاورزی و هم برای چرخه حیات گیاه ضروری است. کشاورزی مدرن به بذرهای با کیفیت بالا و جوانه زنی و استقرار گیاهچه مقاوم در برابر تنش های محیطی نیاز دارد. علاوه بر این ، برنامه هایی برای حفاظت از منابع ژنتیکی گیاهان موجود در بانک های بذر وابسته به دانه ها و خاصیت آنها است و زندگی را برای نسل های آینده فراهم می کند. هم در کشاورزی و هم برای حفظ گیاهان نیاز به حفظ قدرت و جوانه زنی بذر در حین ذخیره سازی وجود دارد. کارهای اخیر ، جنبه های مولکولی طول عمر بذر را روشن کرده و مکانیسم های ترمیم DNA و پاسخ به آسیب های DNA (DDR) را به عنوان فاکتور های مهم کنترل جوانه زنی و پتانسیل جوانه زنی بذر نشان می دهد.
جوانه زنی بذر
بذرها پروانه هایی هستند که حاوی جنین هایی هستند که رشد در آنها معلق است. در این حالت ساکن ، بذرهای متحمل به خشکی ، که نمایانگر اکثر گونه های گیاهی است ، دارای رطوبت کم (15٪ <) و سرکوب فرآیندهای متابولیکی هستند تا زمانی که در هنگام خواب دوباره جوانه زنی روی تخمه بذر انجام شود. بذرهایی که از چنین رطوبت کم زنده می مانند ، بذرهای "ارتودوکس" خوانده می شوند ، برخلاف گونه هایی که قادر به تحمل چنین هدررفت آبی نیستند که "تلافی کنندگی" نامیده می شوند. دانه های ارتدکس می توانند برای مدت طولانی در این حالت کم آبی زنده بمانند ، قبل از تحریک به جوانه زنی پس از جوانه زنی در شرایط مناسب برای رشد. دانه ها تنوع خاص و خاص در طول عمر را نشان می دهند ، و در بسیاری از گونه ها می توانند زنده گی خود را برای ده ها سال حفظ کنند. به طور قابل توجه ، بذر نخل خرما که از محوطه باستان شناسی کاخ پادشاه هرود در اسرائیل کاشته شده بود ، توانستند بعد از 2000 سال جوانه بزنند (سالون و همکاران ، 2008). پس از خشک شدن ، انتقال سیتوپلاسم از یک مایع به حالت شیشه ای که تحرک مولکول ها را به حداقل می رساند و ساختارهای سلولی را تثبیت می کند (Buitink و Leprince ، 2008). آب باقیمانده در بذر خشک شده با مولکولهای بیولوژیکی همراه است که مقاومت در برابر انجماد و تشکیل بلورهای یخ را فراهم می آورد. جوانه زنی بذر با تابیدن آب توسط بذر آغاز می شود و با شروع به کشیدگی محور جنینی و ظهور ریشه به پایان می رسد (Bewley and Black، 1994). با توجه به تأمین آب کافی ، کمبود دانه ارتدوکس "خشک" بالغ یک الگوی سه گانه را نشان می دهد (Bewley، 1997). فاز اول شامل جذب آب است که عمدتا نتیجه نیروهای ماتریس است. در دانه بالغ ، متابولیسم به میزان بسیار کم کاهش می یابد ، اگرچه تمام اجزای یک سیستم سنتز پروتئین کاملاً کاربردی ، از جمله mRNA سنتز شده در مراحل پایانی بلوغ بذر ، در جنین ساکن یک بذر زنده وجود دارد (Blowers و همکاران). ، 1980). در عرض چند دقیقه از مصرف آب ، بذرهای فعال شده باعث فعال شدن سریع فرآیندهای تنفسی و مصنوعی ، سنتز پروتئین نو و پروتئین و RNA هر دو ریبوزوم و پیام رسان به همراه سنتز ATP میتوکندری می شوند. در مرحله بعد ، مرحله تأخیر (مرحله دوم) انجام می شود
