تحقیق مقاله کاربرد هورمون جیبرلین در باغبانی

مقدمه

بیماری باکان یا بیماری غشای احمق برنج برای اولین بار توسط ژاپنی‌ها کشف شد که ناشی از آلودگی گیاه برنج به قارچ جیبریلا فوجیکوری است که گیاه آفت زده خیلی بلندتر از گیاه سالم بود. بعدها ماده‌ای از عصاره این قارچ بدست آمد که جیبرلین نامیده می‌شد. تا به حال بیش از 50 نوع جیبرلین شناخته شده است که همگی از نظر شیمیایی به هم نزدیک هستند. جیبرلین‌ها گروه مشخصی از هورمونهای گیاهی هستند که معروفترین و مهمترین آنها CA3 می‌باشد.

ماهیت شیمیایی جیبرلین

ساختمان همه جیبرلین‌ها چهار حلقه است که بهم پیوند شده‌اند و حلقه جیبرلین نامیده می‌شود. ملکول هر جیبرلین از 19 تا 20 کربن و 28-22 هیدروژن و از 9-4 اتم اکسیژن ساخته شده است.

مراکز عمده ساخته شدن جیبرلین

نواحی عمده ساخته شدن جیبرلین‌ها در گیاهان برگهای جوان ، میوه‌ها و نوک ریشه می‌باشد.

نحوه انتقال جیبرلین

انتقال این هورمون کاملا آزادانه در آوندهای آبکشی و چوبی صورت می‌گیرد و تبادل بین این دو سیستم‌هادی ممکن است از طریق اشعه آوند چوبی و اشعه آوند آبکشی انجام گیرد.

نقش جیبرلین‌ها در گیاه

طویل شدن سلول‌ها

پاشیدن جیبرلین روی گیاه باعث افزایش طول ساقه می‌شود. طویل شدن ساقه در درجه اول نتیجه طویل شدن نواحی بین گره‌ها است هر چند تقسیم سلولی نیز تا حدودی ممکن است در این امر دخیل باشد.

گلدهی

بعضی درختان میوه فقط در روزهای بلند گل می‌دهند و بیشتر گونه‌ها هم تحت اثر جیبرلین در روزهای کوتاه وادار به گلدهی می‌شوند.

پارتنوکاپی

جیبرلین در بسیاری از میوه‌ها ایجاد میوه پارتنوکارپ (میوه بدون دانه) می‌کند.

طویل شدن ریشه

جیبرلین در بعضی گونه‌های درختان میوه به طویل شدن ریشه کمک می‌کند.

رشد برگ

طول موجهای کوتاهی از نور قرمز در رشد برگ موثر است. جیبرلین می‌تواند در رشد برگ جایگزین نور قرمز شود.

سبز کردن بذوره

بذر برخی از گیاهان بعد از جذب آب برای اینکه سبز شود لازم است که قبلا در مقابل نور قرار گیرد جیبرلین در آن مورد می‌تواند جایگزین نور قرمز قرار بگیرد و باعث سبز شدن بذور گردد.

کاربرد جیبرلین در باغبانی

مهمترین کاربرد این هورمون برای افزایش میزان محصول انگور است

اگر هورمون پاشی قبل از عمل لقاح یعنی 10 روز قبل از ریزش گلبرگها صورت گیرد باعث از بین رفتن مادگی و تولید حبه‌های بدون هسته می‌شود. این عمل با ریزش تعدادی از حبه‌ها همراه است بنابراین در انگور یاقوتی که خوشه متراکم دارد باعث تنک شدن خوشه (ریزش گلهای خوشه) و بالا رفتن کیفیت محصول می‌شود چون حبه‌های باقی مانده فضای زیادی برای رشد دارند.

افزایش محصول انگور زمانی است که هورمون پاشی بعد از انجام عمل لقاح و تشکیل حبه انجام می‌گیرد که باعث درشت شدن حبه‌ها می‌شود.

بزرگی و درشتی میوه

برای تولید میوه‌های درشت‌تر و بهتر و برای جلوگیری از ترک ناشی از باران در گیلاس از جیبرلین سه هفته قبل از برداشت روی این محصول هورمون پاشی می‌شود.

کیفیت میوه

برای کیفیت میوه آلوده 5 - 4 هفته قبل از برداشت هورمون پاشی روی این میوه صورت می‌گیرد.

به عقب انداختن رسیدن میوه‌ها

میوه‌هایی مثل خرمالو که اگر پس از رسیدن چیده نشوند به سرعت نرم وفا سد می‌شوند و یا پرتقال و لیمو زمانی روی درخت می‌رسند که عرضه به بازار زیاد و قیمت پایین است. چنین میوه‌هایی را اگر موقعی هنوز سبز هستند یعنی حدود یکماه قبل از رسیدن با محولهایی از جیبرلین محلول پاشی کنند در این صورت مدت نسبتا طولانی میوه سبز روی درخت باقی می‌ماند. در یکماه قبل از رسیدن با محلولهایی از جیبرلین محلول پاشی دوباره به حلت سبز بر می‌گردند.

دیر برداشت کردن میوه‌ها

در مورد گیلاس سه هفته قبل از برداشت و برای گلابی چهار هفته قبل از برداشت محلول پاشی می‌کنند.

پا بلند کردن گیاهان پا کوتاه

برای انجام این کار از این هورمون استفاده می‌شود که با بلند شدن میان گره‌ها این امر ممکن است.

سایر کاربردها

برای وادار کردن گیاهان روز بلند (گیاهانی که در روزهای بلند و طولانی گلدهی می‌کنند) به گلدهی در شرایط روز کوتاهی (گیاهانی که در روزهای کوتاه گلدهی می‌کنند) از این هورمون استفاده می‌شود.

برای کاهش اثر ویروس زرد در میوه آلبالو 15-10 روز پس از ریزش گلبرگها استفاده می‌شود.

برای اصلاح شکل و اندازه میوه سیب در زمان اولین ریزش گلبرگها استفاده می‌شود.

برای افزایش تولید گل رز در خیار گلخانه‌ای از هورمون حیبرلین استفاده می‌کنند.

برای افزایش جوانه زنی بذرهای سیب ، گلابی ، فندق ، گیلاس قبل از جوانه زنی از هورمون جیبرلین استفاده می‌شود.

جیبرلین در انگور باعث افزایش اندازه حبه‌ها می‌شود و در سیب و گلابی باعث دراز شدن اندازه این میوه‌ها می‌شود.

جیبرلین ها:

تاریخچه و انواع جیبرلین ها:

از حدود 160 سال پیش، دانشمندان ژاپنی پی برده بودند که درمزارع برنج تعداد زیادی از بوته ها رشد بیشتری می نمایند و این حالت در اثر حمله قارچی به نام " جیبرلا فوجیکورویی " به وجود می آید و اگر عصاره یک گیاه بیمار و یا عصاره قارچ به یک گیاه سالم زده شود همان واکنش ها بروز خواهد کرد.

درسال 1926 یعنی همزمان با کشف آکسین ها، دانشمندی به نام کوروساوا کشف کرد که اگر قارچ اشاره شده درون محیط مصنوعی کشت گردد، عصاره این محیط می تواند گیاه سالم را بیمار سازد. وی نشان داد که علت این کار وجود ماده ویژه ای است که از قارچ ترشح می شود و در برابر گرما مقاوم است. کوروساوا مشخصات کلی این ماده را بیان داشت. در سال1935 دانشمند دیگری به نام یابوتا توانست ماده اشاره شده را بطور خالص از قارچ جدا سازد وی آن را جیبرلین نام نهاد. با وجود اینکه نتایج این آزمایشها و پژوهشهای زیاد دیگری در این زمینه انجام شده بود درمجله های علمی کشاورزی ژاپن به چاپ رسیده بود، تا حدود 20 سال بعد یعنی اواخر جنگ جهانی دوم، دنیای غرب از آنها بی خبر ماند تا اینکه در حدود سال 1950 دانشمندان انگلیسی و آمریکایی از این کشف آگاه شدند و به طور جداگانه به کار و پژوهش بر روی آن پرداختند. از آنجا که جیبرلین فرمول بسیار پیچیده ای دارد، هنوز ساخت آن به طور مصنوعی امکان پذیر نشده است و هنوز هم تنها را تهیه آن جدا ساختن آن از کشتهای قارچ می باشد. بررسی های دانشمندان سراسر دنیا تا کنون منجر به کشف حدود 50 نوع جیبرلین مختلف گردیده است هرکدام با شماره ای از 1 به بالا مشخص می شوند. معروفترین جیبرلین ها "جیبرلیک اسید " که وجود آن در بسیاری از گیاهان عالی و پست گزارش شده است. جیبرلین های شناخته شده را می توان به دو گروه کلی  20 کربنی و 19 کربنی تقسیم کرد که گروه اول دارای دو گروه کربوکسیلی و بدون حلقه لاکتونی است  و گروه دوم یک عامل کربوکسیلی و یک حلقه لاکتونی دارد.

تمامی گیاهانی که تا کنون مورد مطالعه قرار گرفته اند هر کدام دست کم دارای یک جیبرلین و بسیاری دارای چند جیبرلین بوده اند. مراکز ساخت جیبرلین درون گیاه عبارتند از انتهای ساقه، قسمت های فعال ریشه، برگ های جوان، میوه های در حال رشد و بویژه بذرهای در حال رشد و رویش.

جداسازی جیبرلین ها از بافت های گیاهی و تخلیص و اندازه گیری آنها با روشهایی که برای این کار موجود است با به کاربردن حلالهای مناسب انجام می گیرد. همانند آکسین ها، برای جیبرلین ها هم روشهای زیست آزمونی زیادی وجود دارد که ساده ترین آن عبارت است از خیساندن بذرهای برنج به مدت 2 تا 3 روز در آب، سپس رویاندن آنها بر روی کاغذ صافی آغشته به محلول خالص شده هورمون مورد مطالعه می باشد. در این روش طول غلاف دومین برگ پس از چند روز اندازه گیری و با گیاهان شاهد مقایسه می شود. با این روش در صورت بکاربردن ارقام مناسب برنج می توان میزان بیشتری جیبرلین را در غلظت های 0.01 تا 100 میکروگرم در لیتر اندازه گرفت.

اثرهای جیبرلین:

همانند آکسین ها جیبرلین ها نیز به تقریب تمام فرایندهای فیزیولوژیکی رشد و تولید مثل گیاهان را به خوبی کنترل می کنند. بارز ترین اثر جیبرلین ها افزایش رشد گیاهان از طریق طویل نمودن فاصله میان گره ساقه های آنها ست. این اثر بطور معمول همراه با رنگ پریدگی موقتی برگ هاست که بطور معمول همراه با رنگ پریدگی موقتی برگ هاست که بطور معمول بعد از 10 روز به حات اول بازمی گردند. حالت ویژه ای از این اثر جیبرلین ها را می توان در گیاهان پاکوتاه (انواع پاکوتاه ذرت،نخود، لوبیا، گیاهان زینتی) که بطور ارثی بدون قدرت تولید جیبرلین کافی می باشند مشاهده کرد. پاشیدن محلول جیبرلین روی شاخساره این گیاهان باعث طویل شدن ساقه و طبیعی شدن ارتفاع آنها می شود. از آنجا که مقدار بسیار کمی جیبرلین (حدود یک هزارمیکروگرم در لیتر) برای این کار کافی است، تعدادی از مهمترین روشهای زیست آزمونی جیبرلین ها بر مبنای تشویق رشد طولی ساقه گیاهان پاکوتاه بنا شده است. جیبرلین ها می توانند بسیاری از گیاهان 2 ساله بیساگ (( بدون ساقه)) را که برای گل دهی نیاز به سرما داند ، بدون سرما دیدن وادار به تولید ساقه گل دهنده کنند. نحوه کار چنین است که در انتهای ساقه هایی که به جیبرلین آغشته شده است، از سویی تقسیم یاخته ای تشدید می شود و از دگر سو هر کدام از یاخته ها نیز بزرگتر می شوند و بدین ترتیب ساقه رشد می کند و گیاه به گل می نشیند.

از اثرهای بسیار مهم جیبرلین ها شکستن دوره استراحت دربذرهای بسیاری از گونه های گیاهی است. این بذرها به طور معمول بدون دیدن دوره معینی از سرما قادر به رویش نیستند. اما خیساندن این بذرها در محلول جیبرلین باعث تنیدن آنها می شود. پژوهشها نشان می دهند که علاوه بر بذرها، جوانه های گیاهان چوبی را نیز می توان پیش از دیدن سرما ی کافی، با به کار گیری جیبرلین ، فعال و وادار به رشد ساخت. درنتیجه آزمایشهای بسیار زیاد معلوم شده که دراصل استراحت جوانه ها وبذرها در طبیعت با هورمون بازدارنده "آبسایزیک اسید" و جیبرلین ها کنترل می شوند و پیشنهاد این است که نسبت مقادیر این 2هورمون به هم، تعین گر فعال شدن یا غیرفعال بودن اندام هاست.