هورمون اکسین

توسط / / 6 دقیقه برای مطالعه

هورمون اکسین چیست و چه کاربردی در کشت بافت گیاهی و کشاورزی دارد؟

هورمون اکسین دسته ای از هورمون های گیاهی ( تنظیم کننده های رشد گیاه) هستند که برای موفقیت تکثیر درون شیشه ای، اصلاح نژاد و حفاظت از گونه های گیاهی، نقش اساسی دارند. همچنین این هورمون به عنوان مکمل کودی در مراحل مختلف رشد گیاهان در باغات، مزارع و گلخانه ها استفاده می شود. یکی از مهمترین نقش های این هورمون، استفاده در کودهای ریشه زا و مقاوم سازی گیاه در برابر تنش ها است.

 

هورمون اکسین

 

اکسین ها، از جمله ایندول-۳-استیک اسید (IAA) و ایندول-۳-بوتیریک اسید (IBA)، از پرکاربردترین تنظیم کننده های رشد و نمو گیاهان هستند. فرآیند ریشه زایی و توسعه و نمو سیستم ریشه ای در کشت بافت گیاهی تحت تاثیر هورمون های خانواده اکسین است. مطالعه و شناخت پیچیدگی های فرآیند های واسطه اکسین برای بهینه سازی پروتکل های کشت بافت، ضروری است.

نقش اکسین ها در القای ریشه

یکی از کاربردهای اصلی اکسین ها در کشت بافت، تحریک تشکیل ریشه های فرعی (adventitious root) است. ریزنمونه ‌ها یا بافت ‌های گیاهی کشت‌ شده در شرایط آزمایشگاهی، اغلب فاقد قابلیت هورمونی لازم برای شروع ریشه زایی هستند.

 اکسین ها با تقویت تقسیم سلولی و افزایش طول سلول ها این کمبود را جبران می کنند. تاثیر اکسین ها در نهایت منجر به رشد ریشه ها می شود. به طور خاص، IBA به دلیل پایداری و کارایی آن در القای ریشه به طور گسترده تری در مقایسه با سایر اکسین ها برای ریشه زایی در کشت بافت مورد استفاده قرار می گیرد.

 

هورمون اکسین

 

غلظت و روش های کاربرد

موفقیت القای ریشه با استفاده از اکسین به غلظت دقیق و روش استفاده بستگی زیادی دارد. غلظت بیش از حد می تواند منجر به تشکیل کالوس (Callus) شود، در حالی که غلظت بسیار کم ممکن است منجر به ریشه زایی ضعیف یا عدم ریشه زایی شود. کشف محدوده بهینه برای هر گونه گیاهی برای دستیابی به نتایج ثابت و قابل اعتماد در کشت بافت بسیار مهم است.

تداخل و هم افزایی با سایر هورمون ها

تعامل بین اکسین ها و سایر هورمون های گیاهی مانند سیتوکینین ها (Cytokinin)، جیبرلین ها (GA) و اسید آبسیزیک (ABA) پیچیده  و پویا است. سیتوکینین ها هم از هورمون های مهم و کاربردی گیاهی هستند. این هورمون ها در ساقه زایی (Elongation) نقش مهمی دارند. تعادل بین اکسین ها و سایتوکینین ها در ریشه زایی، ساقه زایی و شاخه زایی تعیین کننده است. برای به حداکثر رساندن موفقیت در گیاهان تکثیر شده به روش کشت بافت رعایت تعادل هورمونی بسیار ضروری است. یکی از هم افزایی های اکسین استفاده همزمان با با هورمون کاینتین Kinetin برای تمایز دهی به کالوس است.

 

هورمون اکسین در کالوس

نقش اکسین ها در اندام زایی

علاوه بر القای ریشه، رشد و توسعه اندام های هوایی گیاه در کشت بافت نیز می تواند تحت تاثیر اکسین ها قرار بگیرد. اکسین ها و سایتوکنین ها  سلول ها را به رشد و تقسیم سلولی  تحریک می کنند. الگوهای رشدی در هر ریزنمونه گیاهی که تحت تاثیر این دو نوع هورمون قرار می گیرند، متفاوت است. بنابراین اگر یک غلظت مشخص یا یک تعادل مشخص بین هورمونی در یک گیاه تاثیر مثبت داشته، لزوما در سایر گیاهان نه تنها این تاثیر مثبت را نخواهد داشت بلکه ممکن است اثر منفی و مخربی در فیزیولوژی و ژنتیک گیاه داشته باشد.

چالش ها و محدودیت ها

در حالی که اکسین ها ابزار قدرتمندی در توسعه گیاهان کشت بافتی هستند، چالش هایی مانند ایجاد جهش های ژنتیکی و اپی ژنتیکی و تغییرات ژنومی در حساسیت هورمونی وجود دارد. بررسی و مطالعه گیاهان در فازهای سلولی و مولکولی و فیزیولوژیکی برای پیشرفت در زیست فناوری و توسعه گیاهان اصلاح شده و تکثیری با روش کشت بافت ضروری است.

کاربرد هورمون اکسین در کشاورزی

در فیزیولوژی گیاهی، برخی مباحث به طور مستقیم و کاربردی در امور تجاری کشاورزی مانند تولید و مصرف کود، استفاده از سموم و مدیریت آبیاری نقش دارند. مهم‌ ترین مباحث فیزیولوژی گیاهی که در این حوزه‌ ها تأثیرگذارند، عبارتند از:

تغذیه معدنی گیاهان (Mineral Nutrition)

  • کاربرد تجاری: طراحی و مصرف صحیح کودها (نیتروژن، فسفر، پتاسیم و عناصر ریز مغذی).

  • نکات مهم:

    • شناخت علائم کمبود عناصر غذایی.

    • جذب و انتقال عناصر از خاک به گیاه.

    • تعامل بین عناصر (Antagonism/Synergism).

رابطه آب و گیاه (Water Relations)

  • کاربرد تجاری: تعیین زمان و مقدار آبیاری؛ انتخاب سیستم‌ های آبیاری مؤثر.

  • نکات مهم:

    • پتانسیل آب، تعرق، جذب آب.

    • مقاومت گیاه به تنش خشکی.

    • راندمان مصرف آب (WUE).

فتوسنتز و تنفس گیاهی

  • کاربرد تجاری: افزایش رشد و عملکرد محصول از طریق بهینه‌ سازی نور، دی‌اکسید کربن و کود.

  • نکات مهم:

    • تأثیر کود نیتروژنه بر میزان فتوسنتز.

    • کنترل شرایط محیطی گلخانه برای فتوسنتز بیشتر.

هورمون‌های گیاهی و تنظیم رشد (Plant Growth Regulators)

  • کاربرد تجاری: استفاده از تنظیم‌کننده‌ های رشد برای کنترل گلدهی، رشد، ریشه‌زایی یا ریزش میوه.

  • مثال‌ها:

    • استفاده از جیبرلین در انگور برای درشت شدن میوه.

    • استفاده از اتیلن برای رسیدن میوه.

    • کنترل علف‌های هرز با هورمون‌های مصنوعی (مثل ۲,۴-D).

پاسخ‌ های دفاعی گیاه به تنش‌ ها (Biotic/Abiotic Stress Physiology)

  • کاربرد تجاری: انتخاب سموم مؤثر، تقویت مقاومت گیاه به بیماری‌ ها یا خشکی.

  • نکات مهم:

    • القای دفاع توسط ترکیبات شیمیایی (مثل اسید سالیسیلیک).

    • درک مکانیسم دفاعی گیاه به بیماری یا تنش محیطی.

رشد و نمو گیاه

  • کاربرد تجاری: پیش‌ بینی زمان گلدهی، برداشت و رسیدگی محصول.

  • نکات مهم:

    • تأثیر نور و دما روی فازهای رشد.

    • کنترل رشد رویشی و زایشی با هورمون‌ ها و کود دهی.

در امور تجاری کشاورزی، سه مبحث کلیدی بیشترین تأثیر را دارند:

  1. تغذیه معدنی گیاهان (برای کود دهی).

  2. رابطه آب و گیاه (برای آبیاری).

  3. هورمون‌ های گیاهی (برای مدیریت رشد و مصرف برخی سموم).

تأثیرات و کاربردهای اکسین در باغبانی و زراعت:

۱. ریشه‌ زایی قلمه‌ ها (Rooting)

  • کاربرد: استفاده از اکسین‌ های مصنوعی مانند IBA یا NAA برای تحریک تشکیل ریشه در قلمه‌ های گیاهان زینتی و میوه‌ ای.

  • اهمیت: افزایش درصد موفقیت در تکثیر غیرجنسی گیاهان.

۲. تنظیم رشد طولی (Elongation)

  • اثر: اکسین باعث کشیدگی سلول‌ ها در ساقه و برگ می‌شود.

  • کاربرد: در زراعت‌ هایی که رشد سریع و بلند شدن ساقه مطلوب است (مثل کاهو یا گل‌ های شاخه بریده).

۳. تنظیم گلدهی و میوه‌دهی

  • جلوگیری از ریزش میوه: استفاده از اکسین برای کاهش ریزش گل و میوه در درختان میوه (مثل مرکبات و سیب).

  • تشکیل میوه بدون لقاح یا پارتنوکارپی (Parthenocarpy): استفاده از اکسین برای تولید میوه بدون دانه (مثل گوجه‌ فرنگی یا خیار گلخانه‌ ای).

۴. کنترل علف‌های هرز (Herbicide)

  • اکسین‌ های مصنوعی مثل ۲,۴-D به‌صورت انتخابی برای از بین بردن علف‌ های هرز پهن‌ برگ استفاده می‌ شوند، بدون اینکه به گیاهان باریک‌ برگ (مثل گندم) آسیب بزنند.

۵. تنظیم جهت رشد (فتوتروپی و ژئوتروپی)

  • اثر طبیعی: اکسین باعث می‌شود گیاه به سمت نور یا خلاف جهت جاذبه رشد کند.

  • اهمیت در گلخانه و مزرعه: درک این اثر به انتخاب موقعیت مناسب نور و جهت کاشت کمک می‌کند.

جدول خلاصه کاربردهای هورمون های خانواده اکسین

کاربرد توضیح
ریشه‌ زایی قلمه‌ ها افزایش موفقیت در تکثیر گیاهان
جلوگیری از ریزش میوه حفظ عملکرد درختان میوه
تولید میوه بدون دانه کاربرد در خیار، گوجه‌فرنگی، پرتقال
علف‌کش انتخابی استفاده از مشتقات اکسین (۲,۴-D)
تحریک رشد ساقه افزایش رشد طولی گیاه
کشت بافت تنظیم رشد ریشه یا کالوس

 

 

“مرجع کشت بافت گیاهی ایران برای مطالعه جدیدترین مقالات “

منابع

 

‫۰/۵ ‫(۰ نظر)

پیشنهاد مطالعه

به بالا بروید