منظمات النبات – تحليلات المعرفة حول فئات الهرمونات السبع الرئيسية

1) ما هي الهرمونات النباتية؟
تشير الهرمونات النباتية إلى بعض الكميات الضئيلة من المركبات العضوية المنتجة في النباتات والتي يمكنها تنظيم (تعزيز، تثبيط) العمليات الفسيولوجية الخاصة بها.
تسمى الكميات الضئيلة من المواد العضوية التي تنتجها النباتات نفسها وتنتقل إلى أجزاء أخرى لتنظيم نمو النبات وتطوره بالهرمونات النباتية. وهي تنظم نمو وتطور وتمايز النباتات بشكل فردي أو بالتنسيق مع بعضها البعض من حيث انقسام الخلايا والاستطالة، وتمايز الأنسجة والأعضاء، والتزهير والإثمار، والنضج والشيخوخة، والسكون والإنبات، وزراعة الأنسجة في المختبر.
تشير منظمات نمو النبات إلى بعض المواد المصنعة صناعياً مع نشاط الهرمونات النباتية. المعروف أيضا باسم الهرمونات النباتية الخارجية. معظم الهرمونات النباتية المستخدمة حاليًا في الإنتاج عبارة عن منظمات نمو نباتية مركبة صناعيًا مع نشاط الهرمونات النباتية، مثل نفثيل حمض الأسيتيك (NAA)، 2،4-D، الجبرلين، الكلورمكوات (CCC)، الإيثيفون، واليوريتان. براسينولاكتون، باكلوبوترازول، الخ.

2. تصنيف الهرمونات النباتية :
حاليًا، هناك خمس فئات معترف بها من الهرمونات النباتية، وهي الأوكسينات والجبرلينات والسيتوكينين والإيثيلين وحمض الأبسيسيك. تشمل الهرمونات النباتية المكتشفة مؤخرًا البراسينوستيرويدات (سادس أكبر هرمون)، والبوليامينات، والساليسيلات، وحمض الياسمين. في الوقت الحاضر، تم زيادة أنواع المواد المنظمة لنمو النبات بشكل كبير من خلال التوليف الاصطناعي. مثل حمض الإندولبيوتريك والكلورمكوات ومسحوق تجذير ABT.
3. تلعب الهرمونات النباتية دورًا مهمًا في تنظيم ومراقبة نمو النبات وتطوره.

يمكن أن يعزز انقسام الخلايا واستطالتها، ويعزز التجذير، ويؤخر تكوين طبقات الانفصال في الأوراق والزهور والفواكه، ويعزز التوالد العذري وتمايز الخلايا في نسيج الخشب، وما إلى ذلك.

1. اكتشاف الأوكسين:
أوكسين هو أول هرمون نباتي تم اكتشافه. في عام 1872، اكتشف سيسليرك البولندي أن النمو المنحني للجذور الأفقية يتأثر بالجاذبية، وكان موقع الاستشعار عند طرف الجذر، لذلك توقع أن طرف الجذر يوصل مواد مهيجة إلى قاعدة الجذر. في عام 1880، أجرى داروين وأبناؤه في إنجلترا تجارب الانتحاء الضوئي لمغمدات الجناح، مما أكد أن الضوء الأحادي الجانب يؤثر على تحفيز وانتقال المغمدات. في عام 1928، أثبت الهولندي وينتر أن هناك بالفعل نقلًا للمواد في غمدية الجناح، وأول مرة تم عزل المواد المرتبطة بالنمو على طرف الغمد. في عام 1934، قام الهولندي كوجل بعزل هرمون نقي، والذي تم تحديده على أنه حمض الإندول أسيتيك، ويشار إليه بـ IAA.

2. توزيع ونقل الأكسين في النباتات
(1) التوزيع: يتوزع الأوكسين على نطاق واسع في النباتات، ولكنه يتوزع بشكل رئيسي في الأجزاء القوية والشابة. مثل: طرف الجذع، طرف الجذر، غرفة الإخصاب، إلخ.
(2) النقل: هناك ظاهرتا النقل القطبي والنقل غير القطبي في وسائل النقل. ومع ذلك، فإن اتجاه نقل مبيدات الأوكسين المطبقة من الخارج يعتمد على موقع التطبيق والتركيز. على سبيل المثال، الأوكسين الذي تمتصه الجذور يمكن أن يرتفع إلى الأجزاء الرقيقة من الأرض مع تدفق النتح.
3. التأثيرات الفسيولوجية للأوكسين (المزدوج)
التركيزات المنخفضة من الأوكسين تعزز نمو النبات، في حين أن التركيزات العالية من الأوكسين تمنع نمو النبات. تركيزات منخفضة من الأوكسين يمكن أن تعزز استطالة الأعضاء. عندما يتم تجاوز التركيز الأمثل، سيتم إنتاج الإيثيلين، وسوف ينخفض ​​​​التأثير المعزز للنمو أو حتى يتحول إلى تثبيط.


تطبيق أوكسين في الزراعة:
(1) حمض الإندول أسيتيك (IAA)
وهو أوكسين نباتي طبيعي، وهو حمض عضوي يحتوي على النيتروجين. يتم توزيعه بشكل رئيسي في الأجزاء الشابة قوية النمو مثل أطراف الجذور وأطراف الساق والزهور. يمكن أن يحفز توسع الخلايا واستطالة. تأثير الاستخدام ليس جيدًا مثل حمض الإندولبيوتريك وحمض النفثيل أسيتيك. وهو غير مستقر للغاية في النباتات ويتحلل بسهولة ويتلف بسبب الضوء القوي. يتراوح نطاق التركيز لتعزيز النمو من 1 إلى 100 ملجم/كجم.
(2) حمض الإندولبيوتريك (IBA)
وهو أوكسين نباتي اصطناعي فعال للغاية. لا يتأكسد بسهولة بواسطة نظام الإنزيم الذي يدمر حمض الإندول أسيتيك. ليس من السهل إجراءه ويمكن الاحتفاظ به بسهولة في المنطقة المعالجة. يمكن أن يعزز بشكل فعال انقسام الخلايا في طبقة الكامبيوم.
(3) حمض النفثالين أسيتيك (NAA)
إنها بلورة بيضاء وهي حاليًا منظم لنمو النبات يستخدم على نطاق واسع. ومع ذلك، إذا كان التركيز مرتفعًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف النباتات بسهولة. يعد استخدام نفثيل أسيتات الأمونيوم أكثر أمانًا. عندما يكون التركيز مناسبًا، يكون التأثير مشابهًا لتأثير حمض الإندولبيوتيريك وتكون التكلفة منخفضة.
حمض النفثالين أسيتيك هو منظم نمو نباتي واسع النطاق يمكنه تعزيز انقسام الخلايا وتوسيعها، والحث على تكوين الجذور العرضية، وزيادة معدل عقد الثمار، ومنع سقوط الثمار، وتغيير نسبة الأزهار الأنثوية والذكورية، وإطالة فترة السكون (تثبيط إنبات البطاطس أثناء التخزين)، والحفاظ على الهيمنة القمية، وما إلى ذلك.
(4)2،4-د:
المنتج النقي عبارة عن كريستال أبيض ويصعب إذابته في الماء، لذلك تتم معالجته في الغالب إلى ملح الصوديوم أو ملح الأمين أو إستر البوتيل. من السهل إجراءها. التركيز الأعلى قليلاً سيمنع نمو الفروع. التركيز الأقل من 100 ملجم/كجم يمكن أن يحفز نمو النبات.
2،4-D هو مبيد أعشاب انتقائي بتركيزات عالية: ثنائيات الفلقة أكثر حساسية لتركيز الأوكسين من أحاديات الفلقة، لذا يمكن استخدامه كمبيد أعشاب لإزالة ثنائيات الفلقة في الحقول الأحادية الفلقة. ويمكن استخدامه بتركيزات منخفضة لحفظ الزهور والفواكه، وفي نفس الوقت يمكن أن ينضج مبكرًا ويطيل فترة التخزين.

يكتشف:
تم اكتشافه في عام 1926 من قبل إييتشي كوروساوا من اليابان أثناء دراسته لمرض باكاناي، الذي يسبب نباتات الأرز طويلة الساقين. مرض الباكاناي هو نوع من شتلات الأرز يسببه إفراز مادة الجبريللا التي تسبب أوراقا طويلة و صفراء و سهلة السكن. سمي جيبريلين باسمه. وفي عام 1938، عزله يابادا وسوميكي من اليابان من إفراز الجبريللا. تم اكتشاف مادة فعالة فسيولوجيا وسميت بحمض الجبريليك (GA). منذ الخمسينيات من القرن الماضي، أجرى علماء بريطانيون وأمريكيون أبحاثًا على الجبريلينات، والآن تم عزل أكثر من 60 نوعًا من الجبريلينات والنباتات العليا. تتم تسمية Gibberellins GA1، GA2، وما إلى ذلك على التوالي. الجبرلينات المنتجة تجارياً هي GA3 و GA4 و GA7. GA3، المعروف أيضًا باسم حمض الجبريليك، هو أول جبريلين تم عزله وتحديده.
الأجزاء الاصطناعية:
توجد الجبرلينات بشكل شائع في النباتات العليا، والأجزاء ذات نشاط الجبرلين الأعلى هي أجزاء النبات التي تنمو بقوة أكبر.
مواصلات:
لا يمتلك الجبرلين وسيلة نقل قطبية في النباتات. بعد تركيبه في الجسم، يمكن نقله في كلا الاتجاهين، إلى الأسفل عبر اللحاء وإلى الأعلى عبر نسيج الخشب ويرتفع مع تدفق النتح.
دور الجبرلين:
وهو هرمون نباتي طبيعي يمكنه تعزيز استطالة الخلايا وبالتالي يعزز بشكل كبير نمو الأعضاء النباتية في السيقان والأوراق. الجرعة هي 0.01 إلى 0.05 ملغم/كغم.
يمكن أن يحل الجبرلين محل درجات الحرارة المنخفضة وظروف ضوء النهار الطويلة اللازمة لنمو بعض النباتات، ويعزز تكوين براعم الزهور، ويعزز الإزهار، وحتى يغير لون الزهور وشكلها. يمكن أن يسبب أيضًا إثمارًا بارثينوكاربيًا للحمضيات والعنب وما إلى ذلك لمنع تساقط أعضاء النبات.
تعزيز انقسام الخلايا واستطالة الساق، وتعزيز الانشقاق والإزهار، وكسر السكون، وتعزيز تمايز الزهور الذكور وزيادة معدل إعداد البذور.
تطبيق الجبرلين في الزراعة: تحسين إنتاج وجودة الخضروات الجذعية والورقية، وتعزيز نمو الفاكهة، وزيادة وزن الفاكهة، وكسر سكون الدرنات والبذور، وتعزيز الإنبات.

يكتشف:
في أوائل الستينيات من القرن الماضي، كان الأمريكي إف.تي. أديكوت والبريطاني ب.ف. عزل ويرلينغ حمض الأبسيسيك من ثمار القطن المتساقطة وأوراق البتولا على التوالي. يوجد حمض الأبسيسيك في أوراق النباتات، والبراعم النائمة، والبذور الناضجة. عادة ما يكون أكثر وفرة في الأعضاء أو الأنسجة القديمة منه في الأجزاء الشابة.
وظائف رئيسيه:
مثبط طبيعي قوي موجود في النباتات. يتم توزيعه على نطاق واسع في أعضاء وأنسجة النباتات الصغيرة والكبيرة. المحتوى أعلى في الأنسجة التي على وشك السقوط وتصبح نائمة. يتفاعل مع الأوكسين والجبرلين وانقسام الخلايا. تأثير الهرمونات معادي، لذلك يمكن استخدام الأوكسينات والجبرلينات للقضاء على آثارها. يمنع انقسام الخلايا ويعزز شيخوخة وانفصال الأوراق والثمار. تمنع إنبات البذور. ارتفاع محتوى حمض الأبسيسيك في البذور هو السبب الرئيسي لسكون البذور.

يمكن أن يعزز نضج الفاكهة، ويمنع نمو السيقان والبراعم والجذور واستطالة الخلايا، ويعزز توسع الخلايا وتساقط الأعضاء، ويعزز تكوين براعم الزهور وإنبات البراعم الجانبية.
1. اكتشف:
في وقت مبكر من بداية القرن العشرين، تم اكتشاف وجود غاز يمكن أن يعزز اصفرار ونضج الليمون الأخضر عند إضاءته بأضواء الغاز. هذا الغاز هو الإيثيلين. ومع ذلك، لم يتم اكتشاف كميات ضئيلة من الإيثيلين في الفواكه غير الناضجة باستخدام كروماتوغرافيا الغاز حتى أوائل الستينيات من القرن الماضي، حيث تم تصنيف الإيثيلين على أنه هرمون نباتي. إن إنتاجه له "تأثير تعزيز ذاتي"، أي أن تراكم الإيثيلين يمكن أن يحفز إنتاج المزيد من الإيثيلين.
2. الوظائف الرئيسية للإيثيلين:
إنه يعزز نضج الثمار، ويعزز تساقط الأعضاء والشيخوخة، ويمكنه أيضًا زيادة عدد الأزهار الأنثوية لنباتات البطيخ. في النباتات، فإنه يعزز إفراز اللاتكس من أشجار المطاط، والسماق، وما إلى ذلك.

تطبيقات الإيثيلين في الزراعة:
الإيثفون: حمض 2-كلوروإيثيل فوسفونيك، وهو مركب سائل يطلق الإيثيلين، تم استخدامه على نطاق واسع لتسريع نضج الثمار، وتقشير القطن قبل الحصاد، وتعزيز تكسير القطن والبصق، وتحفيز إفراز اللاتكس المطاطي، وتقزم الأرز، وزيادة عدد البطيخ. الزهور الأنثوية وتعزيز ازدهار الأناناس، وما إلى ذلك.

يكتشف:
وفي السبعينيات، تم اكتشاف النشاط الهرموني للجزيئات الستيرويدية في النباتات. تم التعرف على مادة معززة للنمو مستخرجة من حبوب لقاح بذور اللفت (Brassicanapus) على أنها مركب ستيرويدي وتم تسميتها براسينوليد (BL). منذ ذلك الحين، تم اكتشاف جزيئات الستيرويد ذات الهياكل والأنشطة المماثلة لـ BL بشكل مستمر، والمعروفة مجتمعة باسم الستيرويدات النحاسية (BRs). الآن يُنظر إلى BR على أنه ينظم العمليات التنموية والفسيولوجية على نطاق واسع مثل استطالة الخلايا، وتمايز الأوعية الدموية، وهو أحد الهرمونات الأساسية لنمو الجذور، والاستجابة للضوء، ومقاومة الإجهاد، والشيخوخة، وما إلى ذلك.

تشمل التأثيرات الفسيولوجية الرئيسية تعزيز استطالة الخلايا وانقسامها، وتعزيز تمايز الأوعية الدموية، وتعزيز استطالة أنبوب حبوب اللقاح، وتحديد خصوبة الذكور، وتعزيز التطور الجانبي للجذور، والحفاظ على الهيمنة القمية، وتعزيز إنبات البذور، وما إلى ذلك. براسينوليد هو نوع جديد من النباتات الخضراء والبيئية. منظم نمو النبات الصديق. يمكنه زيادة محتوى الكلوروفيل في النباتات، وتعزيز التجذير والإنبات، وزيادة عدد براعم الزهور، وإطالة فترة الإزهار، وزيادة مقاومة الجفاف والبرد والأمراض. يمكن أن يؤدي رش 1500 مرة من السائل على أوراق الخضروات الباذنجانية إلى زيادة معدل التمثيل الضوئي وزيادة إنتاجها. إن رش المحلول من 1500 إلى 2000 مرة مرة واحدة على سطح كل ورقة من أوراق الملفوف في مرحلة الساق، ومرحلة الوردة، ومرحلة كرة الورقة له تأثير كبير في زيادة المحصول.

مثبطات النمو
يُطلق عليه أيضًا اسم Bijiu، Alar. لديها وظائف تثبيط النمو، وتعزيز تمايز براعم الزهور، وتحسين مقاومة البرد، والحد من الأمراض الفسيولوجية.
يمكن أن يبطئ انقسام الخلايا واستطالة السيقان أو الفروع ويمنع نمو النباتات والفروع.
الكلورميكوات (CCC)
يُعرف أيضًا باسم سانكسي، كلوريد الكلوروكولين، المنتج النقي عبارة عن كريستال أبيض، قابل للذوبان في الماء بسهولة، وهو مثبط نمو اصطناعي. تأثيره معاكس تمامًا لتأثير الجبرلين. فهو يمنع النمو، ويعزز تمايز براعم الزهور، ويحسن المقاومة. تمنع القدرة على البرودة تخليق الجبرلين في النباتات، ولكنها لا تمنع انقسام الخلايا، مما يجعل النباتات أقصر، والسيقان أكثر سمكًا، والأقسام الداخلية أقصر، والأوراق أكثر قتامة.
العنصر الطازج الأخضر (MH)
وتسمى أيضًا حبوب منع البراعم. المنتج النقي عبارة عن كريستال أبيض، قليل الذوبان في الماء، وأملاح البوتاسيوم والصوديوم والأمونيوم فيه قابلة للذوبان في الماء بسهولة. له وظائف تثبيط انقسام الخلايا واستطالتها، وتثبيط نمو الفروع، وإنهاء النمو مبكرًا، وتعزيز نضج الفروع، وتحسين مقاومة البرد.

وتسمى أيضًا المورفوجينات، وهي تمنع النمو ولها تأثير أكثر وضوحًا على تثبيط الإنبات. يمكنها تقزيم النباتات، وتدمير الهيمنة القمية، وتعزيز تمايز براعم الزهور، وتعزيز تكوين طبقات الانفصال، وتمنع تخليق الجبرلين في النباتات.
غالبًا ما لا يكون التأثير التنظيمي للهرمونات النباتية على النمو والتطور والعمليات الفسيولوجية هو التأثير الوحيد لهرمون نباتي معين. نظرًا لأن الهرمونات الداخلية المختلفة في النباتات يمكن أن يكون لها تأثيرات تآزرية أو معادية، فإن تنسيق الهرمونات المختلفة فقط هو الذي يمكن أن يضمن النمو الطبيعي والتطور للنباتات.