С активации каких гормонов начинается прорастание семян

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

ВЛИЯНИЕ ФИТОГОРМОНОВ НА МИКРОБИОМ КИШЕЧНИКА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Это схема человеко-растительно-микробных взаимодействий опосредуется фитогормонами

Рис.1. Схема человеко-растительно-микробных взаимодействий, опосредуемых фитогормонами. На рис.: Plant - растительный, Plant hormones - фитогормоны, Gut microbiota - микробиота кишечника

Гормоны растений опосредуют взаимодействия между кишечным микробиомом и человеком

Миска салата содержит много витаминов и минералов, а также остатки гормонов, которые вырабатывают растения, чтобы контролировать, как они растут, стареют или управляют потреблением воды. Недавно ученые сообщили о том, что наши кишечные микробы и клетки могут реагировать на эти гормоны и даже производить аналогичные собственные молекулы. В статье, опубликованной 22 августа в журнале Trends in Plant Science (Тенденции в науке о растениях), ученые из Франции представили свое обзорное исследование, как фитогормоны могут влиять на здоровье человека.

Фитогормоны — низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Действуют в очень низких концентрациях (порядка 10−11 моль/л), вызывают различные физиологические и морфологические изменения в чувствительных к их действию частях растений.

Фитогормоны регулируют многие процессы жизнедеятельности растений: прорастание семян, рост, дифференциацию тканей и органов, цветение, созревание плодов и т.п.

Эффект фитогормонов в значительной мере определяется действием других внутренних и внешних факторов. Гормоны разных растений могут отличаться по химической структуре, поэтому они сгруппированы на основании их эффекта на физиологию растений и общему химическому строению. Пять групп фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота, газ этилен. В последнее время к ним относят брассины (брассиностероиды). Условно можно отнести первые три группы — ауксины, гиббереллины и цитокинины и частично брассины — к веществам стимулирующего характера, тогда как абсцизовую кислоту и этилен — к ингибиторам.

plant-hormones_med.jpg

Рис. 2. В лияние определенных фитогормонов на различные этапы жизнедеятельности растений

Гормоны в органах: ауксинами богаче всего верхушечные меристемы стебля, гиббереллинами и флоригеном — листья, цитокининами — корни и созревающие семена.

Химические соединения, которые вырабатываются в одних частях растений и оказывают своё действие в других, проявляют свой эффект в исключительно малых концентрациях, обладают (в отличие от ферментов) обычно меньшей специфичностью действия на процессы роста и развития, что объясняется разным состоянием работы генов воспринимающих клеток, от которого зависит результат действия гормона, а также разным соотношением между собой различных фитогормонов (гормональным балансом).

Что же влияет на здоровье человека - фитогормоны, полученные из рациона или от микробов?

Растения вырабатывают фитогормоны для управления своей физиологией и влияния на свою микробную среду. Аналогичным образом, микробы также вырабатывают гормоны растений для манипулирования растениями-хозяевами. Однако производство растительных гормонов микробами в кишечнике человека остается неизученным. Пищевые растительные гормоны бесспорно влияют на физиологию человека, но их влияние на микробиоту человеческого кишечника, а через него на здоровье самого человека остается неизвестным.

"Мы знаем, что кишечная микрофлора участвует в человеческих заболеваниях, и что микробы могут биологически синтезировать фитогормоны, которые влияют на человека, поэтому имеет смысл исследовать животно-микробные взаимодействия с точки зрения растения", - говорит ведущий автор исследования Бенуа Лакомб – биохимик из Французского Национального центра научных исследований.

Фитогормоны как иммуномодуляторы

Например, микробы кишечника и диетические факторы оказываются связаны с воспалительными заболеваниями кишечника и подобными бедами, хотя точные механизмы этих процессов остаются неизвестными. Например, растительный гормон абсцизовая кислота (АВА), которая синтезируется для адаптации растений к условиям засухи, может усугубить воспаление, в то время как другой набор гормонов, гибберелловая кислота (GA), уменьшает воспалительный процесс.

Поэтому исследователи предполагают, что синтезирующие эти гормоны кишечные микробы могут быть ответственны за их сложное и противоречивое влияние на воспалительные заболевания. Они также добавляют, что GA-обогащенные диеты, которые могут включать злаки и шпинат, могут быть использованы для борьбы с воспалительными заболеваниями.

"Примечательным является то, что люди уже обращаются к микроорганизмам, чтобы укрепить свое здоровье - это то, что вы делаете, когда используете пробиотики," говорит Лакомб. "Но мы не можем понять, почему некоторые из этих пробиотиков работают, а другие нет. Если они регулируются растительными гормонами, то прием этих гормонов, содержащихся в семенах и овощах, может иметь тот же результат".

Сахарный диабет 2 типа

Другой пример влияния гормонов растений на здоровье человека - это стимулирование усиления захвата глюкозы АВА. (Прим.: В последние годы было установлено, что абсцизовая кислота (ABА) участвует в регуляции гомеостаза глюкозы у млекопитающих в качестве эндогенного гормона, стимулируя как высвобождение инсулина так и поглощение глюкозы клетками). По этой причине, исследователи отмечают, что употребление АВА-богатых фруктов и овощей, таких как абрикосы, яблоки, морковь и сладкий картофель может помочь облегчить аспекты сахарного диабета.

Микробно-Индуцированный Рак

Другой гормон растений, индол уксусной кислоты (indole-acetic acid (IAA)), убивает раковые клетки при воздействии на возбужденные красители с высокой энергией в фотодинамической терапии. Окисление IAA вызывает накопление цитотоксических видов радикалов в раковых клетках, что в результате ведет к целенаправленной гибели этих клеток без повреждения здоровых тканей. Исследователи добавляют, что определенные гормоны растений, в том числе IAA должны быть дополнительно изучены на предмет противоопухолевого действия, учитывая, что они изменяют клеточный цикл в перспективную сторону для исключения раковых клеток.

Растительные гормоны и депрессия

Например, кишечные условно-патогенные бактерии могут производить нейромедиаторы, влияющие на тревожность через ось: гипоталамус–гипофиз–надпочечники (HPA). Ось HPA не только играет ключевую роль в развитии, но и регулирует стрессовые реакции и поведение. Примечательно, что АВА обладает антидепрессивным воздействием на процессы оси HPA через РА путь. Кроме того, у млекопитающих мозг содержит АВА, и уровни сыворотки АВА увеличиваются в стрессовых условиях. Однако, происхождение АВА у млекопитающих остается неясной, и вполне может происходить от микробов. Кроме того, пищевые АВА влияют на физиологию человека, что может облегчить беспокойство, однако само влияние абсцизовой кислоты на депрессивное поведение остается неисследованным.

Среди нейромедиаторов, серотонин известен как ключевой модулятор в депрессии. Серотонин синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана, и у депрессивных больных обнаруживают нарушения гомеостаза триптофана. По своей химической природе индолы IAA являются производными аминокислоты триптофана. IAA — основной натуральный ауксин, который составляет 80-95 % всех ауксинов в тканях растений разных видов. Т.е. IAA растительных ауксинов синтезируется из триптофана и химически связана с серотонином. Однако, как пищевая или микробная IAA изменяет гомеостаз триптофана и серотонина до сих пор неизвестно.

Заключение авторов статьи

Что касается гормонов, сохраняющих растения здоровыми и сильными, и оказывающих различное влияние на людей, исследователи говорят, что вероятной причиной здесь является сходство молекулярных форм. "Наиболее вероятным объяснением является то, что фитогормоны являются структурно связанными с некоторыми метаболитами у животных, включая человека," говорит Лакомб, "возможно, вы принимаете аспирин, например, для уменьшения боли и воспаления -- молекулы аспирина выглядит как молекула салициловой кислоты, которая как гормон выполняет много функций для растений".

Коэволюция также может быть частью объяснения. "Мы эволюционировали в среде, включая растения и микроорганизмы, потребляя растительные гормоны", - говорит один из авторов исследования, Эмили Чанклуд (Emilie Chanclud). "У нас есть IAA и АВА в нашем организме, и даже если мы не знаем, откуда они взялись, мы, возможно, эволюционировали и развили способы реагирования на них с течением времени."

Исследователи предупреждают, что необходимо активизировать работу по созданию и изучению растительных гормонов для того, чтобы лучше понять как процессы пищеварения влияют на их функции, они говорят, что фитогормоны помогут переосмыслить то, что мы думаем о питании. "Мы говорим о других способах оценки питательных свойств фруктов, овощей и зерна, с учётом фитогормонов, а не широких категорий, таких как жиры и белки," сказал Лакомб.

Статья в журнале: Emilie Chanclud, Benoît Lacombe. Plant Hormones: Key Players in Gut Microbiota and Human Diseases? Trends in Plant Science, 2017

erajz-na-pshenici-vnesennya-ta-kontrol.jpg


Форма и функции многоклеточных организмов были бы невозможны без эффективной связи между клетками, тканями и органами. У высших растений регуляция и координация обмена веществ, рост и морфогенез часто зависят от химических сигналов от одной части растения к другой. Эту идею высказал в XIX веке немецкий ботаник Юлиус фон Сакс (1832-1897). Он предположил, что химические мессенджеры отвечают за формирование и рост различных органов растения. Он также предположил, что внешние факторы, такие как сила тяжести, могут влиять на распределение этих веществ в растении. Хотя Сакс не знал идентичности этих химических мессенджеров, его идеи привели к их дальнейшему открытию.
Растения производят сигнальные молекулы, называемые гормонами, происходит от греческого слова, означающего "возбуждать или стимулировать". Они оказывают глубокое влияние на развитие при очень низких концентрациях.
Регуляторы роста растений - это органические соединения, которые в малых концентрациях влияют на физиологические процессы растений. Это природные или синтетические соединения, которые применяются непосредственно к растению, чтобы изменить его жизненные процессы и/или структуру каким-то полезным образом, для повышения урожайности и качества, облегчить сбор урожая.

Позже было найдено много синтетических соединений, которые работают сходно с природными растительными гормонами.
С тех пор использование регуляторов роста растений значительно возрастает и становится одним из главных компонентом в современном сельском хозяйстве.

Классификация растительных гормонов/регуляторов роста

ОБЩИЕ ЧЕРТЫ ФИТОГОРМОНОВ:

  • эндогенное происхождение;
  • небольшая молекулярная масса (от 28 до ~ 400);
  • действуют в очень низких концентрациях (10-13 -10-15 моль/л);
  • место синтеза и место действия разъединены;
  • возможность транспортировки по растению;
  • вызывают специфический физиологический ответ у определенных клеток;
  • поливалентность, полифункциональность действия;
  • практически не играющих роли в основном метаболизме клеток, используются только для сигнальных целей.

Современная классификация насчитывает 6 классов гормонов:

  • Ауксины
  • Гиббереллины
  • Цитокинины
  • Брассиностероиды
  • Этилен
  • Абсцизова кислота

АУКСИНЫ (греч. auxein — увеличиваться, расти)


Это стимулирующее рост вещество впервые упоминает Чарльз Дарвин в своей книге под названием "Сила движения растений". В 1939 году Кегль впервые выделил гетероауксин в чистом виде и идентифицировал его как индол-3-уксусную кислоту.

Высоким содержанием характеризуются:

В зависимости от вида растения, типа ткани и физиологического состояния содержание ІОК колеблется от 1 до 1000 мкг на 1 кг сырой массы.
Основной путь синтеза ауксина в растении это трансформация триптофана к ИОК.

Физиологические эффекты ауксинов:

  • отвечают за рост клеток растяжением
  • индуцируют деление клеток
  • апикальное доминирование
  • дифференциация тканей
  • рост корневой системы, особенно корневых волосков
  • рост бессемянных плодов
  • рост пыльцевой трубки
  • тропизмы
  • синтез этилена
  • опадение листьев

Гиббереллины


В настоящее время известно более 80 веществ, относящихся к группе гиббереллинов и обозначаются номерами: ГА1, ГА2 и др. Не все гиббереллины обладают физиологической активностью.
По химической структуре это производные дитерпенов-дитерпеноиды, состоящие из четырех изопреновых остатков. Наиболее распространенный гиббереллин А3 - гибереловая кислота (ГК). Остальные гиббереллинов различаются в основном по структуре боковых цепочек.
Гиббереллины могут образовываться в различных, преимущественно растущих частях растительного организма. Но основное место синтеза гиббереллинов - это листья. В отличие от ауксинов гиббереллины передвигаются из листьев как по ксилеме, так и по флоэме. Это пассивный процесс, не связанный с метаболизмом.
Мевалоновая кислота является предшественником как гибберелина и цитокинина, так и абсцизовой кислоты

Физиологические эффекты гиббереллина:

  • синтезируется в молодых тканях, которые активно развиваются – молодом листке, частях цветков, семенах, верхушках корня
  • вызывает рост стебля и увеличение размера листьев, не влияет на рост корня
  • способствует прерыванию периода покоя и прорастанию семян
  • вызывает партенокарпии
  • вместе с ауксинами, контролируют рост и развитие плодов
  • контролирует цветение у растений долгого дня
  • способствует образованию мужских цветков у однодомных растений
  • способствуют лучшему опылению растений с женским типом цветков

Цитокинины

Открытие цитокининов связано с исследованиями по выращиванию каллюса, образовавшегося из изолированной ткани сердцевины стебля табака на питательной среде (Ф. Скут и К. Миллер). Было показано, что клетки каллюса в стерильной культуре через определенный промежуток времени прекращают деление. Однако при добавлении к питательной среде производных ДНК, которые образуются после ее автоклавирования, деление клеток восстанавливается.

В 1955 г. было выделено активное вещество, вызывающее деление клеток - 6-фурфуриламинопурин, которое назвали кинетином. 6-фурфуриламинопурин в растениях не встречается. Однако в растениях были найдены близкие химические соединения, которые регулируют процесс деления клеток - цитокинины. Один из цитокининов, выделенный из кукурузы, был назван зеатин. Все известные цитокинины - это производные пуриновых азотистых оснований, а именно аденина, в котором аминогруппа в шестом положении замещена различными радикалами.

Богатые цитокинины клетки апикальных меристем и меристем корня. Цитокинины образуются главным образом в корнях и передвигаются в надземные органы по ксилеме. Цитокинины во многом определяют физиологическое влияние корневой системы на обмен веществ надземных органов. Вместе с тем имеются данные об образовании цитокининов в семенах (зрелые зародыши) и развивающихся плодах. Азотное питание усиливает образование цитокининов, а для проявления действия цитокининов необходимо достаточное снабжение растения питательными веществами, особенно азотом.

Физиологические эффекты цитокининов:

  • синтезируются в кончиках корневых волосков и перемещаются вверх.
  • стимулируют рост большего количества листьев
  • в присутствии ауксинов индуцируют деление клеток
  • активируют рост растяжением у двудольных растений
  • предотвращают распад хлорофилла и клеточных органелл
  • способствуют образованию и функционированию апикальных меристем, и развитию цветков

Этилен

Еще в 1911 г. русский ученый Д.Н. Нелюбовь установил, что этилен тормозит рост стебля в длину, одновременно вызывая его утолщение и изгиб в горизонтальном направлении (тройная реакция стебля). В дальнейшем было показано, что сочные плоды ряда растений (апельсины, бананы и др.) выделяют этилен, и что он стимулирует созревание плодов. В 1935 - 1937 гг. Хичкок и Циммерман в США и Ю. В. Ракитин в СССР провели большое количество исследований, которые показали, что этилен-регулятор созревания плодов. В 60-е годы обнаружили, что спектр действия этилена значительно шире и что, подобно АБК, он оказывает в основном тормозящее влияние на процессы роста. Синтез этилена в растении начинается с метионина. Высокие концентрации ауксина вызывают синтез этилена. Этилен образуется в созревающих плодах, стареющих листьях, в проростках до того, как они выходят на поверхность почвы.

Физиологические эффекты этилена:

  • способствует утолщению ствола
  • уменьшает рост клеток
  • уменьшает рост стебля в длину
  • способствует образованию выдельного слоя и опадение листьев и плодов
  • способствует синтезу растением ферментов-хитиназы и глюканазы, которые разрушают клеточную стенку грибных патогенов
  • ускоряет процессы старения - тормозит рост почек
  • накапливается покоящихся органах


Абсцизовая кислота

Существуют два пути биосинтеза абсцизовой кислоты из мевалоновой кислоты:

  • один, так называемый прямой путь, через фарнезилпирофосфат (ФПФ) и непрямой, или каротиноидный
  • во втором случае АБК образуется в результате деградации каротиноидов, при этом из ксантофилла образуется ингибитор ксантоксин, который затем превращается в АБК

Физиологические эффекты абсцизовой кислоты:

  • тормозит процессы роста, индуцированные ИОК, цитокининами и гибберелинами
  • способствует повышению устойчивости к засухе, затоплению, высоким и низким температурам, морозу, засоленности
  • накопление АБК приводит к снижению интенсивности фотосинтеза
  • тормозит рост пазушных почек при апикальном доминировании
  • задерживает прорастание семян
  • способствует переходу семян, почек, клубней в состояние покоя

Брасиностероиди


В пыльце рапса (Brassica napus) были обнаружены вещества, обладающие рострегулирующей активностью и которые назвали брассинами. В 1979 г. был выделен брасинолид и определено его химическое строение. Для получения 4 мг кристаллического вещества было переработано 4 кг пыльцы рапса, собранного пчелами. Оказалось, что это вещество стероидной природы с молекулярной формулой С28Н48О6. Позже оказалось, что активность имеют и ряд подобных соединений. В настоящее время известно около 60 брассиностероидов.

Физиологические эффекты брассиностероидов:

  • повышают устойчивость растений к стрессам (особенно засуха и солевой стресс)
  • стимулируют рост пыльцевой трубки
  • стимулируют образование хлорофилла
  • способствуют делению и растяжению клеток побегов
  • стимулируют деление клеток, вместе с ауксином и цитокининами.
  • усиливают растяжение клеток в присутствии ауксинов и гиббереллинов
  • как и гиббереллины способствуют выходу семян из состояния физиологического покоя
  • недостаточное количество брассиностероидов в растении приводит к карликовости и стерильности пыльцы
  • ауксины и брассиностероидов синергичное действие

Рассмотрим два препарата – Эрайз и Миллерплекс, их состав, особенности, механизм действия и оптимальные сроки использования.

ЭРАЙЗ

Разработан компанией Miller Chemical & Fertilizer (США) для обработки семян и использования на начальных стадиях роста.
Имеет в составе:

Компоненты Состав
% г/л
брасиностероиды 0,0032 0,03456
гиберелиновая кислота (GA3) 0,001 0,0108
индол-3-бутановая кислота 0,012 0,1296
аминоиндол-3-бутановая кислота 0,1 1,08
цитокининны 0,01 0,108
цинк 0,5 5,4
экстракт Ascophyllum Nodosum (бетаины, маннитол,углеводы) 99,3738 1073,24
Запотентованная смесь аминокислот из растительных источников, сертифицированных ЭРА (Управления по охране окружающей среды США)



Как действует Эрайз ?

Дозировка и сроки использования:
Обработка семян:

  • Зерновые культуры (пшеница, ячмень, овес, рожь и др.)- 0,8 - 1 л / т
  • Подсолнечник, кукуруза-2,5 л / т
  • Зернобобовые (соя, горох, нут, чечевица и др.) -1,5 л / т
  • Другие культуры-1-2, 5 л / т

Также продукт Miller Chemical & Fertilizer (США). Сбалансированная формула разработана на базе водорослей Ascophyllum nodosum. Имеет в составе:

Компоненты Состав
% г/л
Азот амидный 3 35,7
Фосфор (P2O5) 3 35,7
Калий (K2O) 3 35,7
Кальций (СаО) 0,2 2,38
Бор 0,05 0,595
Магний (MgO) 0,05 0,595
Железо 0,03 0,357
Медь 0,15 1,785
Цинк 0,15 1,785
Марганец 0,03 0,357
Кобальт 0,0005 0,00595
Экстракт Ascophyllum nodosum 14 166,6

Экстракт водорослей Ascophyllum nodosum:

  • Стимулирует синтез сахаров, белков и т.п.
  • Способствует формированию почек и цветов
  • Увеличивает поглощение питательных веществ
  • Повышает иммунитет при стрессовых условиях


Аминокислоты:

  • Принимают участие в опылении и завязывании плодов;
  • Уменьшают проявления стресса;
  • Повышают эффективность листовых обработок.

Специфические углеводы:

  • Улучшают иммунную систему при неблагоприятных погодных условиях;
  • Увеличивают уровень сахаров;
  • Помогают поглощению питательных веществ.

Мультивитаминный комплекс от Hoffman LaRoche:

  • Уникальная смесь витаминов с антиоксидантными свойствами

Адъювантная система

  • Повышает проникновение всех компонентов смесей при любых погодных условиях

Кроме того имеет в составе натуральные цитокинины, которые:

  • Ускоряют обмен веществ;
  • Стимулируют деление, дифференциацию и рост клеток;
  • Способствуют формированию почек и цветов;
  • Повышают иммунитет;
  • Усиливают фотосинтез;
  • Тормозят физиологическое старение;
  • Удлиняют послеуборочную вегетацию плодовых и овощных культур.

Дозировки, сроки и цели использования читайте на страницах продуктов - Эрайз и Миллерплекс!

Хороших Вам урожаев!

Менеджер по развитию продуктов "ЭРИДОН"
СВЕРИДА Виктор Михайлович | (050)-357-03-88

Существуют разные способы искуственной обработки семян для подготовки их к посеву, в основном, имитирующие природные процессы.

семечки, семена, тыква, семечки тыквы

Среди них стратификация, промораживание, скарификация, намачивание. Кроме того, для ускоренного прорастания семена иногда обрабатывают регуляторами роста.

Один из методов воздействия на семена для ускорения их прорастания – обработка растворами гормонов роста: ауксинов, гетероауксинов и других веществ.

Кстати, обработка гормонами – метод древний. В народной практике семена вымачивали в 30–50%-ном растворе мочи крупного рогатого скота, содержащей ауксин и гетероауксин.

Сейчас прекрасное стимулирующее действие на прорастание семян оказывают искусственно полученные препараты "Эпин" и "Циркон".

Ключевые слова

ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ

Посев на рассаду основных овощных культур

Посев на рассаду основных овощных культур

Уже в феврале есть смысл начать высчитывать оптимальные сроки посева семян овощей и цветов на .

Какие семена и почему нуждаются в предпосевной обработке

Какие семена и почему нуждаются в предпосевной обработке

Семена одних растений дают быстрые и дружные всходы, другим необходима специальная подготовка, без .

Стратификация семян

Стратификация семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .

Промораживание семян

Промораживание семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .

Скарификация семян

Скарификация семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .

Существуют разные способы искуственной обработки семян для подготовки их к посеву, в основном, имитирующие природные процессы.

семечки, семена, тыква, семечки тыквы

Среди них стратификация, промораживание, скарификация, намачивание. Кроме того, для ускоренного прорастания семена иногда обрабатывают регуляторами роста.

Один из методов воздействия на семена для ускорения их прорастания – обработка растворами гормонов роста: ауксинов, гетероауксинов и других веществ.

Кстати, обработка гормонами – метод древний. В народной практике семена вымачивали в 30–50%-ном растворе мочи крупного рогатого скота, содержащей ауксин и гетероауксин.

Сейчас прекрасное стимулирующее действие на прорастание семян оказывают искусственно полученные препараты "Эпин" и "Циркон".

Ключевые слова

ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ

Посев на рассаду основных овощных культур

Посев на рассаду основных овощных культур

Уже в феврале есть смысл начать высчитывать оптимальные сроки посева семян овощей и цветов на .

Какие семена и почему нуждаются в предпосевной обработке

Какие семена и почему нуждаются в предпосевной обработке

Семена одних растений дают быстрые и дружные всходы, другим необходима специальная подготовка, без .

Стратификация семян

Стратификация семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .

Промораживание семян

Промораживание семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .

Скарификация семян

Скарификация семян

Существуют разные способы подготовки семян к посеву – стратификация, промораживание, скарификация, .


Прорастание семян можно определить как фундаментальный процесс, начальный этап онтогенеза растений, посредством которого из одного семени формируется росток и впоследствии взрослое растение. Этот процесс влияет как на урожайность, так и ее на качество. Распространенным примером прорастания семян является образование ростка из семян покрытосеменных или голосеменных растений.

Давайте подробнее рассмотрим процесс прорастания семян, его этапы, условия и факторы необходимые для его осуществления.

Процесс прорастания семян


Полный процесс прорастания семян осуществляется в следующие фазы:

  • На начальной стадии прорастания семена быстро впитывают воду, что приводит к набуханию и размягчению семенной оболочки при оптимальной температуре. Эти фазы называется водопоглощением и набуханием семян. На этом этапе запускается процесс роста путем активации ферментов. Семя активизирует свою внутреннюю физиологию и начинает дышать, вырабатывать белки и метаболизировать запасенную пищу.
  • При разрыве семенной оболочки появляется корешок, образующий первичный корень. Семя начинает поглощать воду из почвы. После появления корешка и проростка, побег начинает расти вверх.
  • На заключительном этапе прорастания клетки семян становится метаболически активными, удлиняются и делятся, чтобы дать начало ростку.

Условия, необходимые для прорастания семян


Вот некоторые важные требования, которые необходимы для того, чтобы семя образовало росток, а затем и растение:

  • Вода: крайне необходима для прорастания семян. Некоторые семена чрезвычайно сухие и нуждаются в значительном количестве воды относительно сухого веса. Вода играет важную роль в прорастании семян. Она обеспечивает необходимую гидратацию для жизнедеятельности протоплазмы и растворенный кислород для растущего зародыша, смягчает семенную оболочку и повышает проницаемость семян. Вода помогает в разрыве семян, а также превращает питательные в растворимую форму для ее транслокации в эмбрион.
  • Кислород: важный и незаменимый источник энергии для роста семян. Он необходим прорастающему семени для обмена веществ и используется как часть аэробного дыхания, пока растение не вырастить собственные зеленые листья. Кислород можно найти в порах частиц почвы, но если семя зарыто слишком глубоко, оно будет лишено этого кислорода.
  • Температура: для быстрого прорастания семян требуется умеренная температура около 25-30°C. Совершенно очевидно, что различные семена нуждаются в разных оптимальных температур. Есть некоторые семена, которым необходимы либо более низкие, либо более высокие температуры от 5 до 40°C.
  • Свет или тьма: это может действовать как экологический фактор. Многие семена не прорастают, пока на них не падает солнечный свет.

Процесс прорастания семян запускается при указанных выше благоприятных условиях. Семена претерпевают быстрое расширение и рост зародыша с последующим разрывом покровных слоев и появлением корешка. Появление этого корешка считается завершающей фазой процесса прорастания.

Факторы, влияющие на прорастание семян


Существует несколько основных факторов, оказывающих воздействие на прорастание семян. К ним относятся:

Внешние факторы

  • Вода: недостаток или избыток воды влияет на прорастание семян.
  • Температура: влияет на скорость роста, а также на метаболизм семени.
  • Кислород: прорастающие семена активно дышат и высвобождают энергию, необходимую для их роста, поэтому недостаток кислорода влияет на их всхожесть.

В некоторых случаях температура ниже умеренного уровня замедляет прорастание семян и способствует росту грибов. Прорастание также может прекращается при температуре выше умеренного уровня.

Внутренние факторы

Семенной покой – это состояние, при котором семена не могут прорасти даже при благоприятных условиях. Во время семенного покоя:

Читайте также: