ÇIMLENME: TOHUMUN YAPISI, SÜRECI, TÜRLERI - BIYOLOJI - 2025

Çimlenme Tohumlu bitkilerin tohumlarında embriyo içerik yeni bir bitki ile sonuçlanması geliştiği süreçtir ve kök dışa testa veya tohum kabuğunun bir çıkıntı ile karakterize edilir.

Bitki aleminde spermatofitler, "daha yüksek bitkiler" olarak bilinen bitkiler grubudur ve Yunanca "sperma" anlamına geldiği için, adını aldığı cinsel üremeleri sonucunda tohumların üretimini belirleyici bir özelliğe sahip olan bitkiler grubudur. tohum.

Dikotiledonlu bir bitkinin çimlenmesi (Kaynak: MAKY.OREL, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Spermatofitler grubu, sırasıyla "yumurtalık" veya çıplak tohumlar adı verilen bir yapı içinde kapalı tohumlar üreten çiçekli bitkilerden veya anjiyospermlerden ve çiçekli olmayan bitkilerden veya gymnospermlerden oluşur.

Bir tohumun çimlenmesi, türü ne olursa olsun, düşük su içeriğine sahip hareketsiz veya hareketsiz bir tohum oluşturan, genel metabolik aktivitesinde bir artış gösteren ve bir tohum oluşumunu başlatan ardışık adımlar olarak anlaşılabilir. içindeki embriyodan fide.

Çimlenmenin bittiği ve büyümenin başladığı anı tam olarak tanımlamak çok zordur, çünkü çimlenme, kendi başına zaten büyümenin (hücre bölünmesi ve uzaması) sonucu olan seminal kaplamanın yırtılması olarak özel olarak tanımlanmıştır. .

Çimlenme sürecini etkileyen çok sayıda faktör vardır, bunların çoğu endojen (canlılık, embriyonun gelişme derecesi, vb.) Ve eksojen (örneğin su, sıcaklık ve atmosferik bileşim).

Tohum yapısı

Kapalı tohumlu bitkiler, "embriyo kesesi" olarak bilinen ve yine döllenme sürecinden kaynaklanan bir örtü ile çevrelenmiş bir embriyodan (yumurtanın polen tanesi tarafından döllenmesinin ürünü) oluştukları için nispeten basit yapılı tohumlara sahiptir.

Tohum kabuğu, testa olarak bilinir ve yumurtanın iç bütünlüğünün gelişmesinin ürünüdür. Embriyo, içine daldırıldığı bir madde olan endosperm ile beslenir ve bu da kotiledonlu bitkilerde ilkel bir doku haline gelebilir.

Kotiledonlar, embriyo için beslenme işlevlerini yerine getirebilen ve tohum filizlendiğinde oluşan fidenin fotosentezini yapabilen birincil yapraklardır.

Rezerv madde miktarı, özellikle sahip oldukları protein, yağ ve karbonhidratların bileşimi açısından tohumlar arasında oldukça değişkendir. Bununla birlikte, tohumlardaki ana depolama maddesi, büyük veya küçük ölçüde, genellikle nişastadır.

Embriyo, bir tohumun temel yapısıdır. Bir "minyatür bitki" olarak görülebilir ve bir kök, bir erik veya epikotil (kotiledonların olduğu yerin üstünde), bir veya daha fazla kotiledon ve bir hipokotil (kotiledonların altında) içerir.

Kökten, daha sonra, bir bitkinin yer altı kısmı olan kök oluşturulur; epikotil daha sonra hava kısmında gövdenin ana ekseni olacaktır; hipokotil ise embriyonun kökü erik veya epikotil ile birleştiren, yani sapı yetişkin bitkide kök ile birleştiren kısmıdır.

Doğada, özellikle boyut, şekil, renk ve genel yapı açısından, içsel fizyolojik özelliklerini hesaba katmadan, büyük çeşitlilikte tohumların bulunduğunu belirtmek önemlidir.

Süreç (aşamalar)

Tüm olgun tohumlar, sessizlik olarak bilinen bir durumdadır, bu nedenle bu yayılma yapıları, çimlenme için gerekli uygun koşulların yerinde olmadığı uzun sürelere dayanabilir.

Bir tohumun sükuneti, su, uygun bir atmosferik kompozisyon ve sıcaklık varlığında (tabii ki tohum türüne bağlı olarak) tersine çevrilir.

Çimlenme, bir kez sessizlik geçtikten sonra, bitkilerin fizyolojisinde yaygın olan süreçleri içerir:

- nefes alma

- su soğurumu

- "gıdanın" çözünür maddelere dönüştürülmesi

- enzimlerin ve hormonların sentezi

- azot ve fosfor metabolizması

- karbonhidratların, hormonların, suyun ve minerallerin meristemlere doğru yer değiştirmesi ve

- doku oluşumu.

Bununla birlikte, bitki fizyologları üç spesifik aşama tanımladılar: emilim, hücre uzaması ve hücre sayısındaki artış (hücre bölünmesi), ikincisi farklı genetik ve moleküler olaylara bağlıdır.

imbibisyon

Olgun bir tohumdaki su içeriği oldukça düşüktür, bu da içindeki dokuların metabolik uyuşukluğunu arttırır. Bu nedenle, bir tohumun çimlenmesindeki ilk adım, emilim olarak bilinen suyun emilmesidir.

Emilim, daha önce neredeyse boş olan vakuollerinin küçük boyutlarından dolayı plazmolize edilen embriyo hücrelerinin turgorunu geri yükler.

Bu aşamanın ilk saatlerinde, tohumlarda hiçbir kimyasal değişiklik gözlenmediği gibi, hücre duvarlarının uzaması veya uzaması vb. İle ilişkili herhangi bir aktivite de gözlenmez.

Kısa bir süre sonra, dokuların hidrasyonu (uygun atmosfer ve sıcaklık koşulları altında), organellerin ve özellikle mitokondrinin hücresel enzimlerinin aktivasyonuna izin verir. Bu aktivasyon aynı zamanda sonraki olaylar için gerekli olan hormonların ve proteinlerin sentezini de destekler.

Hücre sayısında uzama ve artış (bölünme)

Birkaç saatlik emmeden sonra (tohumların kuruma derecesine bağlı olarak), köke ait hücrelerin uzaması takdir edilebilir, bu da bu yapının onu kaplayan yüzeyden uzamasına ve çıkmasına izin verir.

İlk hücre bölünmeleri, kök meristeminde, tam da kökün onu örten dokuyu "kırdığı" anda meydana gelir. Bu sırada, her hücrenin çekirdeğinin daha belirgin görünümü gibi bazı sitolojik değişiklikler gözlenir.

A. thaliana tohumunun çimlenme aşamaları (Kaynak: Alena Kravchenko, Wikimedia Commons)

Tohum kabuğu veya testa, kök tarafından temsil edilen birincil kök tarafından geçilir veya kırılır, bundan sonra hipokotiledon eksen uzama işlemine devam eder. Kotiledonlar, çimlenme türüne bakılmaksızın bu işlem sırasında testanın içinde kalır.

Bu işlem gerçekleşirken, embriyonik hücrelerin beslenmesi, endosperm ve / veya kotiledonlardaki karbonhidratların ve yedek yağların bozulmasından sorumlu enzimlerin aktivitesine bağlıdır, aktivite tamamen önceki emilim sürecine bağlıdır.

Çimlenme türleri

Çimlenme türleri embriyodan fide oluştuğunda kotiledonların kaderine göre tanımlanmıştır. En iyi bilinen iki tür epigeal çimlenme ve hipogeal çimlenmedir.

Bezelye tohumunun çimlenme sürecinin şeması (Kaynak: Germination.svg: * Germination.png: Kat1992 türevi çalışma: Begoonderivative çalışma: Begoon, Wikimedia commons aracılığıyla)

Epigeal çimlenme

Açık tohumlu bitkiler dahil birçok odunsu bitkide oluşur ve uzun epikotil tarafından "itilerek" topraktan çıkan kotiledonlarla karakterize edilir.

Hipogeal çimlenme

Kotiledonlar yeraltında kaldığında meydana gelir, bu arada epikotil dikleşir ve ondan fotosentetik yapraklar gelişir. Akçaağaç, kestane ve kauçuk ağacı örnekleri olmak üzere birçok bitki türünde yaygındır.

Referanslar

1. Bewley, JD (1997). Tohum çimlenmesi ve uyku hali. Bitki hücresi, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO ve McDonald, MF (2012). Tohum bilimi ve teknolojisinin ilkeleri. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Botaniğe giriş (No. 580 N117i). Pearson.
4. Srivastava, LM (2002). Tohum çimlenmesi, gıda rezervlerinin mobilizasyonu ve tohum uyku hali. Bitki Büyümesi ve Gelişimi: Hormonlar ve Çevre. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM ve Murphy, A. (2015). Bitki fizyolojisi ve gelişimi.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA ve Toole, VK (1956). Tohum çimlenmesinin fizyolojisi. Bitki fizyolojisinin yıllık incelemesi, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S. ve Ayele, BT (2019). Tohum çimlenmesinin moleküler mekanizmaları. Filizlenmiş Tahıllarda (sayfa 1-24). AACC Uluslararası Basın.