فیزیولوژی گیاهی

خاکهای حاوي فلزات سنگين زيستگاه تعداد كمي از گياهان متحمل فلزهستند كه گياهان بيش انباشت كننده ناميده مي شوند. يك تاكسون گياهي زماني يك بيش انباشت كننده ناميده مي شود كه در زيستگاه طبيعي خود رشد كندو اين زيستگاه حاوي بيش از100ميلي گرم كادميوم،بيش از 1000ميلي گرم كبالت،كروم،مس،نيكل،سرب يا سلنيوم يا بيش از 10000ميلي گرم منگنزيا روي بر پايه بيوماس خشك بخش هوايي باشد.مفهوم بيش انباشتي اشاره به زيستگاه طبيعي گياه دارد و نمي تواندبراي گياهاني كه تحت شرايط آزمايشگاهي مصنوعي رشد مي كنند به كار برده شود.تحت شرايط اخير يك گياه ممكن است فلزي را تا حد گياهان بيش انباشت كننده در خود جمع كند،مشروط به اينكه غلظتهاي ماكزيمم فلز در بخش هوايي ايجاد هيچگونه علامتي از سميت ننمايد ياحداقل اين گياهان مقاديري بيشتر از گياهان كنترل كه درهمان شرايط آزمايشگاهي تحت شرايط غير سمي رشد مي كنندرا دارا باشند.از جمله گياهان بيش انباشت كننده مي توان به Thlaspi caerulescens اشاره كرد، گياهي كه غلظتهاي بالايي از روي را ،حدود12000ميلي گرم تا بيش از 48000ميلي گرم در واحد بيوماس خشك بخش هوايي بدون هيچگونه عوارضي از سميت در خود انباشت مي نمايد.يكي از خطرناكترين آلاينده هاي خاك سرب مي باشدو گياهThlaspi rotundifolium قادر است كه8200-130 ميكروگرم سرب را در خود تجمع نمايد. محل تجمع و انباشت فلز در سطح بافت گياهان متفاوت است كه مي توان به سلولهاي اپيدرمي برگ وسلولهاي پارانشيمي ريشه و برگ اشاره كرد.علاوه بر فلزات سنگين، گياهان قادر به جذب عناصر راديواكتيونيز مي باشند كه از جمله اين عناصر مي توان سزيوم و اورانيوم را نام برد. توانايي گياهان بيش انباشت كننده در استخراج،تحمل و تجمع غلظتهاي بالاي فلزات اين ايده را تقويت مي كند كه بتوان از آنها در پاكسازي خاكهاي آلوده استفاده كرد

وجود قند در سلول گياهي مانع از سرما و يخ ردن مي شود . گياه براي فعاليت قند را به پروتين تبديل مي كند ( در بهار ) . تبديل قند به پروتين و بر عكس در گياه در طول شب و روز هم صورت مي گيرد ، در شب جهت جلوگيري از سرما ، پروتين به قند تبديل مي شود و به همين علت در هنگام صبح ميوه ها شيرينتر هستند و مناسب براي برداشت .

بذر توتون٬ کاهو و چمن هرگاه رطوبت جذب کنند باید نور ببینند تا جوانه بزنند و بدین منظور هنگام کاشت آنها را زیر خاک نمی بریم و در سطح خاک پخش می کنیم و برای جذب رطوبت یک لایه نازک کود حیوانی روی آن می ریزیم .
اگر کاهو را در ابتدای ماه قمری بکاریم پس از سبز شدن و مقداری رشد کردن به نیمه ماه می رسیم که هم در روز و هم در شب (نور مهتاب) نور می بیند و سریع به گل می رود که مناسب نبوده برگ خوب ومرغوب تولید نمی کند برای این منظور باید کاهو و تربچه را در نیمه دوم ماه قمری بکاریم ( اصولا سبزیجات را در نیمه دوم ماه می کاریم )
این نوشته از کتاب : خلاصه مباحث اساسی کارشناسی ارشد مهندس کشاورزی (زراعت) است .
البته دلیل کاشت در نیمه دوم ماه قمری به نظر منطقی تر است :
" چون طیف نوری مهتاب بیشتر آبی و ماورای بنفش است ٬ گیاه در برابر طول موج ماورای بنفش واکنش نشان داده و در نتیجه بافت گیاهیش سفت و ضخیم می شود که اصولا در سبزیجات صفت خوبی نیست و بازار پسندی ندارد. "

1. کمبود نیتروژن با بسیاری از عناصر غذایی باعث پیری و ریزش برگها می شود که ابتدا برگهای پیرتر می ریزندو در صورت تداوم کمبود بقیه هم ریزش می کنند

.2. هر گونه استرس اعم از شوری خشکی گرما و ... باعث پیری زودرس و ریزش می شود مشخص شده که پیام پیری را در گیاه ارسال می کند در زمان بروز استرس ها به مقدار زیاد در برگها ساخته می شود

.3. در اثر رسیدگی فیزیولوژی گیاه که مواد برگها به سمت دانه منتقل می شود .

با شروع فصل سرما و کوتاه شدن روزها در پاییز ٬ بتدریج تغییراتی در گیاهانی که مقاوم به سرما هستند انجام میگیرد که مهمترین آنها تغییر در مقدار آب سلولها و وضعیت آب است .طی این جریان ٬ سلولها قسمت اعظم آب خود را از دست میدهند و غلظت مواد قندی سلولها اضافه می گردد تا پتانسیل اسمزی کاهش یافته و نقطه انجماد آب پایین رود .تغییراتی نیز در فرم ساختمان ثالثه مولکولهای بزرگ ایجاد گشته و رابطه این مولکولها با آب اطراف و درونی آنها تغییر پیدا می کند.همچنین مولکولهای بزرگ توسط بعضی ترکیبات از نوع کربو هیدراتها و یا پروتئینها پوشیده می شوند . مجموعه این تغییرات از یخ زدن سلولها و خسارت ناشی از تشکیل کریستالهای یخ جلوگیری می نماید.

گاهی اوقات ممکن است که مقدار عنصری در محیط ریشه کافی باشد ، اما متوجه می شویم که گیاه علامت هایی مبنی بر کمبود عنصری از خود نشان می دهد. این چنین مواقع دلیل این امر ممکن است مقدار اسیدیته باشد یا این که عنصر دیگری در رقابت با آن عنصر است .

البته عوامل دیگری مانند دما ، نور و رطوبت هم می توانند ممانعت کننده جذب باشند .

علائم کمبود عناصر غذایی :
ازت : معمولا باعث ایجاد رنگ سبز روشن تا زرد می شود . به این ترتیب که ابتدا برگ های مسن پایینی تغییر رنگ به سبز روشن داده و سپس نوک برگ ها به رنگ زرد در می آیند .
فسفر : در ساختمان آدنوزین تری فسفات و آدنوزین دی فسفات قرار دارند که انرژی لازم را برای کار در گیاه انتقال می دهند . کمبودش باعث ضعف گیاه می شود .
پتاسیم : معمولا به صورت سوختگی برگ ظاهر می گردد .
منیزیم : باعث می شود سبزی پهنک برگ از بین برود .
کلسیم : کمبود کلسیم از روی تشکیل ناقص و از هم پاشیدگی قسمت انتهائی گیاه تشخیص داده می شود .
گوگرد : گیاهان دارای رشد ناقص و رنگ سبز روشن متمایل به زرد می باشند .
آهن : کمبودش بیشتر در خاک های آهکی و قلیایی مشاهده می شود . غالبا به صورت رنگ زرد روشن در برگ ها ، به ویژه در برگ های جوان ظاهر می گردد . در این حالت فاصله بین رگبرگ ها ، زرد روشن و رگبرگ ها تیره تر می مانند و اصطلاحا به آن کلروز آهن می گوییم .
منگنز : گوجه فرنگی ، حبوبات ، چاودار ، توتون و سایر گیاهان در صورت عدم وجود مقدار کافی منگنز دارای رشد ناقص و ارتفاع کوتاه می شوند ، علاوه بر آن نیز حالت کلروز در برگ های قسمت بالایی گیاه دیده می شود ، ولی رگبرگ ها هنوز سبز باقی مانده اند .
مس : تشکیل کیسه های صمغی زیر پوست ، خشک شدن سر شاخه ها در درختان میوه و خشک شدن نوک برگ های قدیمی در گیاهان دانه ریز از علائم کمبود مس می باشند .
روی : در برخی موارد افزایش کود فسفره فراوان منجر به کمبود روی می گردد . زردی برگ های درختان گردو ، ایجاد لکه های رنگی در برگ های مرکبات و کوچک ماندن برگ های درختان همگی به کمبود روی نسبت داده شده اند .
بُر: در pH هفت دارای بیشترین قابلیت استفاده می باشند . بسیاری از امراض فیزیولوژیکی گیاهان از قبیل ؛ چوب پنبه ای شدن داخلی سیب ، رنگ زرد یونجه ، پوسیدگی قسمت های کهوایی توتون ، شکاف برداشتن ساقه کرفس ، پوسیدگی مغر و قسمت های داخلی در چغندر همگی مربوط به کمبود بُر می باشند .
کلر : نیاز بسیار کمی گیاهان به کلر دارند .
مولیبدن : در کشت های خاکی افزایش آهک باعث بر طرف شدن مسئله کمبود مولیبدن در گیاهان می شود . این عنصر جهت تثبیت ازت در خانواده لگومینوزه ضروری بوده و در نتیجه کمبود آن منجر به بروز اختلالات متابولیکی در گیاه می شود
منبع: پایان نامه مدیریت اتومکانیزاسیون در گلخانه ،نگارش مهرداد امیدسالاری مهندس باغبانی

واژه هورمون به موادی اطلاق می شود که در بخشی از موجود زنده ساخته شده و پس از انتقال اثرات فیزیولوژیکی محسوسی در دیگر قسمت های آن به جای می گذارد ، و در تراکم های بسیار کم فعالند .
انواع هورمون ها :
اکسین ها : بسته به غلظت خود ممکن است اثرات بازدارندگی یا رونق بخش ، روی واکنش معینی داشته باشند . برخی از مهمترین اثرات اکسین ها عبارتند از ؛ طویل شدن سلول ها واندام ها ، تشکیل ریشه ، نور گرائی ف زمین گرائی ، تسلط انتهایی ، پارتنوکارپی ، ریزش و ایجاد گل ها (حالت روز بلند).محل ساخته شدن اکسین ها در جوانه های انتهایی می باشد

ژیبرلین ها : بعضی از نقش ها شامل ؛ طویل شدن سلول ها ، اثر روی گل دادن(جایگزین شرایط روز بلند)، پارتنوکارپی ، طویل شدن و تشکیل ریشه ها ، رشد برگ ، سبز کردن بذر و شکستن خواب جوانه می باشد . محل ساخته شدن در بذور می باشد .
سیتوکینین ها : نقش هایی که می توان نام برد عبارتند از : تقسیم سلولی ، بزرگ و طویل شدن سلول ها ، ایجاد جوانه و نمو آن ، تشکیل ریشه ، پیری دیر رس ، شکستن دوره خواب بذر ، پارتنوکارپی و تاثیر روی گل دادن . محل ساخته شدن ریشه و بذر می باشد .
اسید آبسزیک : اثرات شامل این موارد می باشد ؛ کمک به ریزش برگ ، کمک به خواب جوانه ، جلوگیری از سبز شدن بذر ، کند ساختن رشد و پیری ، تسریع تشکیل ریشه و اثر روی گل دادن(اثر تسریعی روی گیاهان روز کوتاه) . محل ساخته شدن در برگ می باشد .
جاسمونات ها ، سالیسیلات ها و براینو استروئید ها اخیرا جزء گروه هورمون ها آورده شده اند .تحقیقات نشان از آن دارد که این هورمون ها باعث افزایش مقاومت گیاه به آفات و امراض می گردند .
می توان بنا به شرایط مدیریتی از جمله زمان بازار رسانی محصول ونوع محصول بنا بر اندام مصرفش محلول پاشی های لازم را بر روی گیاه انجام دهیم تا راندمان بالا برود . می شود با استفاده از سیستم مه پاش این کار ها را انجام داد .
منبع: پایان نامه مدیریت اتومکانیزاسیون در گلخانه ،نگارش مهرداد امیدسالاری مهندس باغبانی

دكتر محمدجواد روستا، استاديار مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي فارس

مقدمه
كودهاي بيولوژيك كه با استفاده از ميكروارگانيسم هاي مفيد خاك توليد مي شوند در سالهاي اخير مورد توجه بيشتري قرار گرفته اند. مشكلات اقتصادي ناشي از افزايش رو به رشد بهاي كودهاي شيميايي از يك سو و مسائل زيست محيطي مرتبط با مصرف غير اصولي اين كودها از قبيل ايجاد آلودگيهاي محيطي. افت سطح حاصلخيزي خاك و كاهش كيفيت محصولات از سوي ديگر، موجبات اين حسن توجه را فراهم آورده اند.

تلاش براي بهره گيري از سيستم هاي بيولوژيك تثبيت كننده ازت به عنوان مناسبترين جايگزين براي كودهاي ازتي ابعاد گسترده تري يافته و جلوه هاي روشني از امكان تحقق آرمان ديرينه محققان بري استفاده از اين پديده مفيد در كشت محصولات استراتژيك مانند انواع غلات ظاهر شده است.يكي از روشهاي توليد كودهاي بيولويك استفاده از باكتريهاي هميار(Associative) است.
همياري بين باكتريها وگياهان كه همياري همزيستي(Associative Symbiosis) نيز ناميده مي شود به معني ارتباط متقابلا مفيد بين باكتريها و گياهان بدون تشكبل اندام همزيستي خاص مي باشد. پتانسيل واقعي تثبيت ازت به اين روش در حدي است كه مي تواند تا 50 درصد از ازت مورد نياز گياه را تامين
نمايد.

دلايل تثبيت ازت به روش همياري
- افزايش ارت كل تثبيت شده در بعضي مناطق كه تثبيت ازت به روش همياري مي تواند بهترين دليل براي اين افزايش باشد ؛
- احياي استيلن به اتيلن توسط قطعات ريشه، ريشه و خاك اطراف آن و همچنين توسط گياه دست نخورده ؛
- وارد شدن 15Nاز 15N2به بعضي گياهان.

انواع همياري :
1- همياريهاي فيلوسفري
فيلوسفر(سطح برگ گياهان) به دليل عرضه رطوبت وتركيبات مختلفي از جمله كربوهيدراتها، جايگاه مناسبي براي فعاليت بعضي ميكروارگانيسمها به شمار مي رود. باكتريهاي گرم منفي وحاوي رنگدانه هاي زرد و مخمرها در فيلوسفر فراوان تر هستند. بعضي ازباكتريهاي هتروتروف و سيانوباكتريهاي موجود در سطح برگ مي توانند ازت مولكولي هوا را تثبيت كنند. اين باكتريها از انواع هوازي ، بيهوازي و هتروتروفهاي اختياري هستند.
گياهان ميزبان از جنسهاي مختلف گياهي بوده و از نظر جغرافيايي در تمام نقاط دنيا پراكنده هستند ولي به دليل بالا بودن ميزان رطوبت در مناطق حاره ، فيلوسفر گياهان اين مناطق شرايط مناسب تري را براي فعاليت ميكروارگانيسمهاي تثبيت كننده ازت فراهم مي كند. باكتريهاي تثبيت كننده ازت در فيلوسفربيشترمتعلق به خانواده انتروباكترياسه و ازتوباكترياسه هستند. ميزان تثبيت ازت توسط اين همياري در حد چند كيلوگرم در هكتار برآورد شده است.
2- همياريهاي ريزوسفري
همياري بين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري و گياهان ميزبان بدون تشكيل اندام تمايز يافته خاصي در ريشه اين گياهان صورت مي گيرد. باكتريهاي هميار ، علاوه بر تثبيت ازت مي توانند با ترشح مواد محرك رشد باعث افزايش رشد گياه شوند. اولين مورد همياري بين باكتريها و گياهان در سال 1972 ميان باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم گزارش گرديد. برآورد شده است كه اين باكتري مي تواند در همياري با گياه ميزبان ساليانه تا 90 كيلوگرم در هكتار ازت تثبيت نمايد. همچنين مشخص شده است كه مقادير قابل توجهي ازت در اراضي كشاورزي مناطق گرمسير(حاره) مخصوصا در كشتزارهاي برنج و نيشكرو همچنين در مراتع تثبيت مي شود و بررسيها نشان داده است كه گياه برنج مي تواند 20 تا 30 درصد از نياز ازتي خود را از طريق تثبيت بيولوژيك ازت تامين نمايد.
بعد از كشف همياري بين باكتري ازتوباكتر پاسپالي و گياه پاسپالوم نوتاتوم ، همياري بين باكتريها وگراسهاي علفي و غلات در زيست ـ بومهاي طبيعي و كشاورزي در حد وسيعي مورد مطالعه قرار گرفت. اين مطالعات منجر به شناسايي جنسها و گونه هاي جديدي از باكتريهاي تثبيت كننده ازت مانند ازوسپيريلوم ،كلبسيلا ، هرباسپيريلوم ، انتروباكتر ، اروينيا ، باسيلوس ، استوباكتر و باكتريهاي شبه سودوموناس گرديد( جدول 1 ). از اين باكتريها ، مهمترين باكتري كه در سالهاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است باكتري ازوسپيريلوم مي باشد.

جدول 1 - مهمترين باكتريهاي تثبيت كننده ازت به روش همياري با گياهان غير لگوم.

جنس و گونه باكتري گياه ميزبان منبع
ازوسپيريلوم
ازوسپيريلوم ليپوفروم
ازوسپيريلوم برازيلنس
ازوسپيريلوم آمازوننس
ازوسپيريلوم هالوپريفرنس گرامينه ها
برنج ، سورگوم ، ذرت
نيشكر ، گراسها

كالار گراس
دوبرينر و همكاران ، 1988



هرباسپيريلوم سروپديكا
باسيلوس پلي ميكسا گراسها و غلات
استوباكتر نيتروكاپتانس نيشكر
انتروباكتر
انتروباكتر آگلومرانس
انتروباكتر كلوآسه
انتروباكتر آيروژنز گرامينه ها
گندم ، جو ، انواع چاودار برنج

انتروباكتر و كلبسيلا گراسها و غلات كورهونن و همكاران،1989
كلبسيلا
كلبسيلا پلنتي كولا
كلبسيلا اكسي توكا برنج
برنج
ريزوسفر برنج يو و همكاران، 1986

يوزومي و همكاران، 1984
انتروباكتر و كلبسيلا گراسها و غلات كورهونن و همكاران،1989
سودوموناس برنج واتاناب و همكاران، 1987
آلكالي ژنز فيكاليس برنج يو و همكاران، 1988

همياري باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم و گياهان

اكولوژي و گياهان ميزبان
ازوسپيريلوم يكي از مهمترين ميكروارگانيسم هاي تثبيت كننده ازت در مناطق گرمسير مي باشد. اين باكتري با گياهان تك لپه اي مختلفي از جمله غلات مهم زراعي مانند گندم، برنج، ذرت و گياهان ديگر مانند سورگوم، نيشكر، ارزن، چاودار و گراسهاي علفي مانند ديجيتاريا و كالار گراس و همچنين با تعدادي از گياهان دو لپه اي بصورت همياري زيست مي كند. پراكنش جغرافيايي ازوسپيريلوم بسيار گسترده مي باشد، بطوريكه وجود اين باكتري در خاك و ريشه گياهان مناطق معتدل، سرد و گرمسير دنيا گزارش شده است ولي فراواني آن در مناطق گرمسير بيشتر است.

طبقه بندي
باكتريهاي جنس ازوسپيريلوم از خانواده اسپيريلاسه مي باشد. جنسهاي ديگر اين خانواده آكواسپيريلوم ، هرباسپيريلوم و كامپيلوباكتر هستند. در مورد تاريخچه بايد گفت كه در سال 1922 بيجرينك باكتري جديدي كشف كرد و ابتدا آن را ازتوباكتر اسپيريلوم ناميد ولي در سال 1925 نام آن را به اسپيريلوم ليپوفروم تغيير داد. توانايي تثبيت ازت توسط اين باكتري در سال 1963 بوسيله بكينگ با روش ايزوتوپي 15N مشخص گرديد. در سال 1978 تاراند و همكاران با تعيين درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA باكتري ، نام ازوسپيريلوم را براي اين جنس پيشنهاد كردند زيرا درصد مولي گوانين و سيتوزين DNA اين باكتري برابر 71-69 بدست آمد كه بسيار بيشتر از درصد مربوط به جنس اسپيريلوم بود.
تاكنون بر اساس خصوصيات ظاهري و قرابت ژنتيكي، پنج گونه ازباكتريهاي اين جنس به نامهاي برازيلنس، ليپوفروم، آمازوننس، هالوپريفرنس و ايراكنس شناسايي شده و مورد تاييد قرار گرفته است.

منابع مورد استفاده
1- روستا، محمدجواد .1375. پايان نامه كارشناسي ارشد دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران تحت عنوان بررسي فراواني و فعاليت ازوسپيريلوم در برخي از خاكهاي ايران.

2- Skinner,F.A.,R.M.Boddey and I.Fendrik (eds.).1989 . Nitrogen Fixation with Non-Legumes.Klumer Academic Publisher , Netherlands , 336PP.
3- Vose ,P.B.,and A.P.Ruschel(eds.) . 1981.Assosiative N2-Fixation , Vol1. CRC Press, Florida,215PP

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



بعضی از موجودات زنده خصوصاً گیاهان، طیف وسیعی از ترکیباتی موسوم به متابولیتهای ثانویه را تولید میکنند. در مفهوم کلی، متابولیتهای ثانویه ترکیباتی آلی هستند که نقش ضروری در رشد و نمو موجود زنده ندارند.
گیاهان برای بیوسنتز این مواد انرژی زیادی را به کار میبرند. زمانی که این ترکیبات اثری بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگری داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این ترکیبات در گیاهان، یک موضوع جذاب و مهم برای بسیاری از پروژههای تحقیقاتی شده است و نقشهای اکولوژیکی تعدادی از این ترکیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. با مطالعاتی که تاکنون صورت گرفته است، به نظر میرسد که متابولیتهای ثانویه، به عنوان موادی طبیعی، نقشهای اکولوژیکی مهمی در واکنشهای دفاعی گیاهان و همچنین گردهافشانی و انتشار دانههای گیاهان به وسیله حشرات و حیوانات دارند.
بعضی از این ترکیبات به عنوان علفکش و حشرهکش در صنعت استفاده میشوند در حالیکه برخی دیگر کاربرد صنعتی ندارند. دسته بزرگی از متابولیتهای ثانویه کاربرد دارویی و پزشکی دارند. ترکیباتی دیگری از این گروه نیز نقش مهمی در تغذیه انسان و دام دارند.

● تفاوتهای متابولیتهای ثانویه با متابولیتهای اولیه
سلولها خصوصاً سلولهای گیاهی دو دسته از ترکیبات را تولید میکنند؛ متابولیتهای اولیه و متابولیتهای ثانویه.

▪ متابولیتهای اولیه
متابولیتهای اولیه مستقیماً در رشد و متابولیسم درگیر هستند و شامل کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میشوند.
در گیاهان متابولیتهای اولیه طی فرآیند فتوسنتز تولید شده و سپس در ساخت ترکیبات سلول نقشآفرینی میکنند. این ترکیبات در حجم زیاد و با ارزش اقتصادی پایین تولید میشوند و عمدتاً به عنوان ماده خام صنعت، مواد غذایی و افزودنیها کاربرد دارند. روغنهای گیاهی، اسیدهای چرب (برای ساخت صابون و شویندهها) و کربوهیدراتهایی مانند ساکاروز، نشاسته، پکتین و سلولز مثالهایی از متابولیتهای اولیه هستند. قیمت این قبیل ترکیبات به طور میانگین دو دلار در هر کیلو بوده و تولید آنها در حجم انبوه امکانپذیر است. البته برخی از متابولیتهای اولیه مانند میواینوزیتول و بتاکاروتن گران هستند که علت قیمت بالای آنها، سختی استخراج و تخلیص آنها میباشد.

▪ متابولیتهای ثانویه
متابولیتهای ثانویه از بیوسنتز متابولیتهای اولیه به دست میآیند و به عنوان ترکیبات فرعی و انتهایی متابولیسم اولیه در نظر گرفته میشوند. همچنین این ترکیبات در فرآیندهای متابولیسمی وارد نمیشوند. مهمترین متابولیتهای ثانویه آلکالوئیدها، فنولیکها، روغنهای ضروری، استروئیدها، لیگنینها، تاننها، فلاوونوئیدها میباشند.
متابولیتهای ثانویه عمدتاً در گونهها و خانوادههای خاصی از سلسله گیاهان تولید میشوند. این ترکیبات به مقدار کمی در سلول ذخیره شده و عمدتاً در سلولهای تخصصی و در مرحله خاصی از چرخه زندگی گیاه تولید میشوند و همین امر استخراج و تلخیص آنها را در مقایسه با متابولیتهای اولیه که در تمام سلولها تولید میشوند، دشوار میکند.
گیاهان دارویی از لحاظ میزان متابولیتهای ثانویه بسیار غنی میباشند و ترکیبات آنها را در انگلیسی Medicinal یا Officinal مینامند. این ترکیبات که از گروه متابولیتهای ثانویه میباشند، اثرات فیزیولوژیکی عمیقی بر پستانداران دارند و از مهمترین ترکیبات دارویی هستند.
از این گیاهان و اثرات فیزیولوژیک ترکیبات موثره آنها به عنوان داروی خوراکی استفاده شده و در نتیجه این ترکیبات، داروهای گیاهی یا داروهای طبیعی نام گرفتهاند.
استفاده از داروهای با منشا گیاهی بدون انجام فرآوری خاصی، یعنی استفاده از پودر گیاه یا مواد موثره آن بدون خالصسازی عصاره گیاهی، از قدیم رواج داشته و حتی در حال حاضر و در پزشکی مدرن از طیف وسیعی از داروهای با منشا گیاهی استفاده میشود. گرچه تعدادی از این داروها به طور مصنوعی برای مصارف ساخته میشوند ولی هنوز بسیاری از آنها از منابع طبیعی به دست میآیند.
به محض اینکه اثر فیزیولوژیک یک گیاه دارویی خاص کشف شود، تلاشها برای یافتن خصوصیات دقیق شیمیایی ماده موثره آن (داروی گیاهی) و در پی آن، یافتن روش تولید شیمیایی این ترکیبات به طور تجارتی صورت میگیرد.
برای تعیین خصوصیات شیمیایی و شناسایی یک متابولیت ثانویه، جداسازی آن به صورت کاملاً خالص الزامی و اولین قدم است. روشهای جداسازی گوناگون و مراحل آن اکثراً طولانی است.


متابولیتهای ثانویه به صورت خالص و با نسبتهای مشخص در پزشکی استفاده میشوند. البته در کنار خالص سازی مواد موثره گیاهان دارویی، آنها بدون تغییر نیز در سامانههای مختلف تهیه دارو استفاده میشوند. >
این نکته را نباید فراموش کرد که در کنار متابولیتهای ثانویه، تعدادی از متابولیتهای اولیه نیز اثرات فیزیولوژیکی قوی دارند. اکثر این ترکیبات پروتئینی بوده و عملکردهای مختلفی دارند. هورمونها و زهر مارها مثالهایی از پروتئینهای با اثرات فیزیولوژیکی قوی هستند. آنتیبیوتیکها، واکسنها و تعدادی از پلیساکاریدها که نقش هورمونی دارند، از جمله متابولیتهای اولیه با اثر فیزیولوژیکی قابل ملاحظه میباشند.

● مسیرهای تولید متابولیتهای ثانویه
اسکلت کربنی متابولیتهای ثانویه از کربوهیدراتها تامین شده و طی فرآیند فتوسنتز ایجاد میشود. متابولیتهای اولیه دیگری که در تولید متابولیتهای ثانویه نقش دارند، اسیدهای آمینه میباشند. استیل کوآنزیم و اسید مِوالونیک نیز نقش مهمی در تولید انواع ترپنوئیدها دارند. مسیر اسید شیکیمیک نیز در تولید لیگنینها و ایندول آلکالوئیدها نقشآفرینی میکند. در شکل ۱ مسیر تولید چند گروه عمده از متابولیتهای ثانویه از متابولیتهای اولیه نشان داده شده است.

● مهندسی تولید متابولیتهای ثانویه در گیاهان
در حال حاضر دستاوردهای زیاد و گوناگونی در مهندسی متابولیک متابولیتهای ثانویه به دست آمده است. مسیرهای بیوشیمیایی مختلفی با استفاده از ژنهای رمزکننده آنزیمهای مهندسیشده و پروتئینهای تنظیمی بررسی شدهاند. در عین حال از ژنهای آنتیسنس نیز برای مسدود کردن مسیرهای بیوشیمیایی و افزایش تولید متابولیت ثانویه خاصی استفاده میشود.
متابولیتهای ثانویه وظایف مختلفی در طول چرخه زندگی گیاه دارند. از جمله این وظایف انجام نقش ترکیبات واسطه در برهمکنش گیاه و محیط اطرافش و برهمکنش گیاه با حشرات، ریزسازوارهها و حتی گیاهان اطراف میباشد.
تولید متابولیتهای ثانویه همچنین ممکن است بخشی از سامانه دفاعی گیاه باشد. این ترکیبات در تولیدمثل گیاهان نیز نقش دارند که از طریق جذب حشرات گردهافشان این کار را انجام میدهند.
متابولیتهای ثانویه گیاهی نقش مهمی در ایجاد کیفیت مواد غذایی (رنگ، طعم و بو) مختلف دارند. همچنین رنگ گیاهان زینتی و گلبرگ گلها که مهمترین خاصیت این گیاهان دسته از گیاهان است، توسط متابولیتهای ثانویه ایجاد میشود. بسیاری از متابولیتهای ثانویه نیز برای تولید دارو، رنگ، حشرهکشها، طعمدهندههای غذایی و عطر استفاده میشوند. به دلیل کاربردهای فراوان، متابولیتهای ثانویه موضوع جالبی برای تحقیقات اصلاح نباتات از طریق فنون ملکولی و مهندسی ژنتیک محسوب میشوند.
در ده سال گذشته تحقیقات چندانی در ارتباط با متابولیتهای ثانویه انجام نشدهاست. مانع بزرگ در انجام این تحقیقات، اطلاعات اندک از مسیرهای تولید زیستی متابولیتهای ثانویه و برهمکنش آنزیمهای درگیر در این مسیر میباشد. همچنین تعداد معدودی از ژنهای مربوط به متابولیتهای ثانویه در دسترس میباشد.
یکی از مسیرهایی که مطالعات بیشتری در سطح ژنهای دستاندرکار آن نسبت به دیگرمتابولیتهای ثانویه انجام شده است، مسیر تولید فلاوونوئیدها و آنتوسیانینها میباشد. اکثر ژنهای درگیر در مسیر تولید آنتوسیانینها همسانهسازی شده و مطالعات فراوانی در سطح بیوشیمیایی، ملکولی و ژنتیک این دسته از متابولیتهای ثانویه صورت گرفته است. یکی از مهمترین دلایل مطالعات بیشتر در این زمینه، آسانی بررسی این مواد از روی رنگ گلها به فنوتیپ قابل غربالگری میباشد.
دیگر مسیر تولید متابولیتهای ثانویه که در سطح آنزیمهای درگیر و مواد واسط مورد مطالعه قرار گرفته است و اهمیت زیادی در داروسازی دارند، ایندول آلکالوئیدها هستند. اما در این مسیر هم ژنهای محدودی مشخص شدهاند.
هدف از مهندسی ژنتیک مسیر یک متابولیت ثانویه، افزایش مقدار یک ماده خاص یا گروهی از ترکیبات و یا حتی کاهش مقدار این ترکیبات میباشد.
برای دستیابی به هدف دوم که کاهش میزان تولید یک ماده خاص یا گروهی از مواد ناخواسته میباشد، راههای مختلفی وجود دارد. ]این مواد ممکن است ترکیبات سمی در یک محصول گیاهی، مواد مانع خالصسازی یک فرآورده صنعتی یا موادی از این دست باشد.[
یکی از این راهها، مسدود کردن یک مرحله از مسیر تولید متابولیت ثانویه و مختل کردن تولید یا فعالیت آنزیم مربوط به ان مرحله میباشد. این هدف میتواند با کاهش میزان mRNA مسئول تولید این آنزیم، با استفاده از فناوری آنتیسنس، RNAi یا ابراز بالای یک آنتیبادی علیه آنزیم مسئول محقق شود. فناوری آنتیسنس به خوبی برای تغییر رنگ گلها استفاده شده است.
راههای دیگر دستیابی به این هدف، تغییر مسیر به سوی مسیرهای موازی یا افزایش کاتابولیسم ماده نهایی میباشد.
اما ممکن است هدف از انجام تحقیقات، افزایش تولید یک ترکیب خاص در گیاه بوده یا انتقال ژنهای مربوط به مسیر تولید یک متابولیت ثانویه به یک گیاه یا یک ریزسازواره مورد نظر باشد. همچنین ممکن است تولید یک ماده جدید که به صورت طبیعی در گیاهان تولید نشود، هدف یک پروژه تولیدی-پژوهشی باشد.
در برخی روشها با تغییر میزان ابراز یک یا چند ژن، بر موانع تولید یک ماده غلبه میکنند و در روشهای دیگر، با حذف مسیرهای موازی (رقابتی) یا کاهش کاتابولیسم ماده مورد نظر، مقدار آن ماده را در گیاه میافزایند.
ایجاد تغییراتی در ابراز ژنهای تنظیمی که کنترل مسیر تولید زیستی متابولیتهای ثانویه را بر عهده دارند نیز از جمله روشهای افزایش یا کاهش تولید ترکیب مورد نظر میباشد.

در حضور گیاهان مراقب رفتار و افكارتان باشید، چون آنها می‌توانند شما را ببینند، افكارتان را بخوانند و از تصمیمات شما آگاه شوند.
گیاهان می توانند احساسات خود را بیان كنند، عكس‌العمل نشان دهند، بترسند و خوشحال شوند.
در سال ۱۹۹۶ میلادی کلیو باکستر (۱)دست به آزمایشی زد. او می‌خواست بفهمد وقتی به گیاهی آب می‌دهیم چه اتفاقی می افتد. او در محل کارش یک دستگاه دروغ سنج(۲) داشت. کلیو یقین داشت كه آب دادن به گلدان باعث جذب تدریجی آب به ساقه و برگ گیاه و پائین آمدن تدریجی مقاومت الكتریكی آن خواهد شد.
باكستر الكترودهای دستگاه دروغ‌سنج را به برگ‌ها وصل و تعادل جریان الكتریك را برقرار كرد. بر خلاف تصور باكستر به محض رسیدن رطوبت به برگ، دستگاه عبور جریان كمتری را نشان داد یعنی عكس‌العمل گیاه شبیه انسانی بود كه در یك لحظه دچار هیجان شدید شده باشد. گیاه با دریافت رطوبت حیات‌بخش آب دچار هیجان شده بود و آن را بروز می‌داد. او نتیجه گرفت: «گیاهان احساسات خود را بیان می‌كنند».
او به آزمایشاتش در مورد گیاهان ادامه داد، در قدم بعد تصمیم گرفت گیاه را در واكنش شدیدتری قرار دهد. تصمیم گرفت برگ متصل به الكترودهای دستگاه دروغ‌سنج را با آتش بسوزاند. به‌محض این‌كه این فكر از ذهن او گذشت و قبل از این‌كه حركتی برای برداشتن كبریت یا فندك بكند، عقربه گالوانومتر با یك جهش، واكنش شدید گیاه را نشان داد. بله: « گیاهان می‌توانند فكر ما را بخوانند ».
باكستر با بی‌میلی و اكراه تداركات سوزاندن برگ را آماده می‌كرد. این بار منحنی صعودی كوچكتری مشاهده شد. او متعاقباً وانمود كرد كه قصد سوزاندن برگ را دارد، ولی هیچ‌گونه واكنشی از طرف گیاه نشان داده نشد به نظر می‌رسید كه: «گیاه قادر به تشخیص تصمیم در مقابل تظاهر به تصمیم است».
باكستر ابتدا تصور می‌كرد كه چون گیاه فاقد اعضاء حسی شبیه انسان است، بنابراین باید حس دیگری در این ارتباط دخالت داشته باشد. او به تدریج به این عقیده رسید كه سیستم ارتباطی گیاه یك سیستم كلی تر و فراگیرتر است. سیستم ارتباطی‌ كاملتری كه در گیاهان و همه موجودات وجود داشته و دارد. آزمایشات آشكارا و به‌طور غیرقابل انكار نشان می‌داد كه: «گیاهان فاقد چشم هستند ولی بهتر از ما می‌بینند».
باكستر تصمیم گرفت كه آزمایشگاه خود را تبدیل به یك آزمایشگاه علمیِ مناسب كند. آزمایشات با برگ جدا شده از گیاه و حتی با قطعه‌ای كوچك از یك برگ عیناً به نتیجه رسید. علاوه بر عكس‌العمل ناشی از تحریكات اعمال شده به وسیله انسان و گیاه، نسبت به هر نوع حادثه غیرمترقبه مانند ورود ناگهانی سگ واكنش نشان می‌دادند.
چنانچه گیاه در مقابلِ تهدیدِ بسیار شدید قرار بگیرد یا صدمه شدید به آن وارد شود، سیستم دفاعی حیات او عیناً مشابه سیستم دفاعی انسان عمل می‌كند، یعنی ممكن است پس از مدتی واكنش و مقاومت، دچار بیهوشی شود یا اصلاً بمیرد. چنین حادثه‌ای وقتی اتفاق افتاد كه یك روان‌شناس كانادایی برای مشاهده دستاوردهای باكستر به آزمایشگاه او رفت. اولین گیاه مورد آزمایش هیچ واكنشی نشان نداد و همین طور گیاه دوم تا پنجم، و تنها گیاه ششم واكنش بسیار ضعیفی از خود نشان داد.
باكستر وسایل آزمایش را بررسی كرد، ولی هیچ نقصی در آنها مشاهده نشد. در جستجوی علت شكست آزمایشات باكستر از روانشناس كانادایی در مورد كار و فعالیت او سؤالاتی كرد و معلوم شد كه این شخص یك كشنده گیاه، و كارش این است كه گیاهان مختلف را در كوره برقی آزمایشگاه می‌سوزاند تا وزن خشك و مواد آنها را برای آزمایش تعیین كند. حدود چهل و پنج دقیقه پس از خروج روان‌شناس كانادایی از آزمایشگاه، گیاهان مورد آزمایش به هوش آمدند و مجدداً در مقابل آزمایشات واكنش نشان دادند.
در یك سری آزمایش دیگر، باكستر متوجه نوعی ارتباط ظریف و ناگسستنی بین گیاه و پرورنده آن شد. در یك سخنرانی علمی در فاصله‌ای دور باكستر با نمایش اسلاید رفتار اولین گیاهِ خون سیاوشان خود را می‌كرد. در مراجعت مشاهده كرد كه هم‌زمان با نمایش اسلاید در آن سخنرانی، همان گیاه در آزمایشگاه روی نوار پلی‌گراف، نوعی واكنش نشان داده است. به نظر می‌رسد كه وقتی یك گیاه با انسان مرتبط و وابسته شد، این ارتباط و وابستگی را فارغ از فاصله و حتی در میان هزاران فرد دیگر حفظ می‌كند.
در پرفروش‌ترین كتاب سال ۱۹۷۳ تحت عنوان «راز زندگی گیاهان» نوشته «پیتر تامپكینز» و «كریستوفر بردز» بخش وسیعی از تحقیقات كلیو باكستر ارائه شده است. باكستر تحقیقات خود را با بیش از بیست و پنج نوع گیاه و میوه، مانند كاهو، پیاز، پرتقال و موز انجام داد. حاصل این آزمایشات، همگی شبیه یكدیگر بود.
باكستر اعتقاد دارد كه میوه‌ها و سبزیجات ممكن است علاقمند باشند كه خورده شوند و جزو انسان یا حیوان بشوند، مشروط بر اینكه این عمل با نوعی انگیزه ایجاد ارتباط همراه باشد. این اظهار نظر البته با بعضی عقاید سنتی و مذهبی تطبیق دارد. باكستر می‌گوید كه محتمل است میوه و سبزی خشنودتر باشند كه با خورده شدن، جزئی از یك موجود زنده و فعال بشوند تا این كه پس از رسیدن به زمین بیفتند و بپوسند. همان‌طور كه انسان ترجیح می‌دهد پس از مرگ به عالم بالاتری برود.

ی‌نوشت:
۱- cleve Bakster
۲-دستگاه دروغ سنج یك وسیله الكترونیكی‌ست كه با ثبت تغییر مقاومت یا رطوبت پوست بدن انسان، تغییر حالات او را نشان می‌دهد. دو الكترود دستگاه به پوست دست بدن انسان وصل و مقاومت آن را تعیین می‌كند. وقتی شخص مورد آزمایش به دلیل اظهار دروغ یا موضوع خلاف واقع، تغییر حالت بدهد، دستگاه فوراً تغییر مقاومت پوست را نشان می‌دهد، به‌طوری كه هر آزمایش‌كننده با تجربه‌ای مثل یك بازپرس می‌توان این تغییر حالت و علت آن را درك و از آن نتیجه‌گیری كند.
ترجمه و تآلیف: تینا پورشاهید
فصلنامه علوم باطنی
aftab.ir
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
جستجو کردم تو فروم چیزی با این عنوان نبود
اگه تکراری شد دیگه شرمنده