هورمون های سیتوکینین
Cytokinins Hormones
هورمون‌های سیتوکینین و نقش آن‌ها در رشد و توسعه گیاهان
سیتوکینین ها یکی از مهم‌ترین گروه های هورمونی در گیاهان هستند. این خانواده نقش کلیدی در تنظیم رشد و توسعه سلولی ایفا می‌کنند. هورمون های سیتوکینین با تأثیر بر فرآیندهایی مانند تقسیم سلولی، تمایز سلولی، تأخیر در پیری برگ‌ها و تنظیم مسیرهای رشد، نقش مهمی در فیزیولوژی گیاه دارند. این تنظیم کننده های رشدی گیاه به دو دسته‌ی کلی طبیعی (درون‌زا) و سنتتیک (مصنوعی) تقسیم می‌شوند.
تاریخچه هورمون های سیتوکینین
سیتوکینین‌ها برای اولین بار در دهه ۱۹۵۰ به عنوان فاکتورهای محرک تقسیم سلولی در کشت بافت گیاهی شناسایی شدند. از آن زمان، تحقیقات گسترده ای در مورد نقش این هورمون ها در فیزیولوژی گیاهان انجام شده است. سیتوکینین ها نه تنها در رشد و نمو گیاهان نقش دارند، بلکه در تعادل هورمونی و پاسخ به تنش های محیطی نیز اهمیت فراوانی دارند.
دسته‌بندی هورمون های سیتوکینین
سیتوکینین‌های طبیعی (Endogenous Cytokinins)
سیتوکینین‌های طبیعی به‌طور طبیعی در گیاهان تولید می‌شوند و عمدتاً مشتقات آدنین هستند. مهم‌ترین انواع این گروه عبارت‌اند از:
- زآتین (Zeatin): رایج‌ترین سیتوکینین طبیعی که در بسیاری از گیاهان یافت می‌شود و نقش کلیدی در تقسیم سلولی دارد.
- کینتین (Kinetin): اولین سیتوکینینی که کشف شد، اما به‌طور طبیعی در گیاهان کمتر دیده می‌شود.
- ایزوپنتنیل آدنین (Isopentenyl Adenine – iP): در برخی گیاهان به‌عنوان سیتوکینین فعال نقش دارد.
این ترکیبات در ریشه‌ها، دانه‌ها و بخش‌های مریستمی تولید می‌شوند و از طریق آوندهای چوبی و آبکش به سایر بخش‌های گیاه انتقال می‌یابند.
سیتوکینین‌های سنتتیک (Synthetic Cytokinins)
سیتوکینین‌های مصنوعی ترکیباتی هستند که اثرات مشابهی با سیتوکینین‌های طبیعی دارند و در کشت بافت، کشاورزی و باغبانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:
- بنزیل آدنین (BA – 6-Benzylaminopurine): این هورمون که با نام BAP شناخته می شود، پرکاربردترین سیتوکینین سنتتیک که در کشت بافت گیاهی برای تحریک ساقه زایی (شاخساره زایی) استفاده می‌شود.
- تیدیازورون (TDZ – Thidiazuron): یک تنظیم‌کننده رشد قوی که در ریزازدیادی و افزایش جوانه‌زایی بسیار مؤثر است.
- دی‌فنیل اوره (DPU – Diphenylurea): یک ترکیب اوره‌ای که اثرات مشابهی با سایر سیتوکینین‌ها دارد.
این ترکیبات معمولاً در کشت بافت و زراعت برای بهبود رشد و افزایش عملکرد گیاهان استفاده می‌شوند.
بیوسنتز و انتقال سیتوکینین‌ها
سیتوکینین‌های طبیعی در گیاه عمدتاً از طریق مسیر متابولیکی که شامل آنزیم ایزوپنتنیل ترانسفراز (IPT) است، ساخته می‌شوند. این آنزیم گروه ایزوپنتنیل را به آدنین اضافه می‌کند و در نهایت ترکیبات فعال سیتوکینین تشکیل می‌شوند.
پس از سنتز، سیتوکینین‌ها از طریق آوندهای چوبی و آبکش به سایر بخش‌های گیاه منتقل شده و بر رشد و توسعه تأثیر می‌گذارند.
مکانیسم عمل سیتوکینین‌ها
سیتوکینین‌ها از طریق یک مسیر انتقال سیگنال که وابسته به گیرنده‌های هیستیدین کیناز (Histidine Kinase – HK) است، عمل می‌کنند. در این مسیر:
- سیتوکینین به گیرنده‌های خاص خود در غشای پلاسمایی متصل می‌شود.
- این اتصال باعث فعال شدن آبشاری از فسفریلاسیون درون‌سلولی می‌شود.
- پیام به هسته انتقال یافته و بیان ژن‌های مرتبط با رشد و تقسیم سلولی آغاز می‌شود.
نقش‌های فیزیولوژیکی هورمون های سیتوکینین در گیاهان
تحریک تقسیم سلولی
سیتوکینین‌ها همراه با اکسین‌ها، تقسیم سلولی را در مریستم‌های گیاه تحریک می‌کنند. در کشت بافت گیاهی، نسبت سیتوکینین به اکسین تعیین‌کننده نوع اندام‌زایی است:
- نسبت بالای سیتوکینین به اکسین → شاخساره‌زایی
- نسبت بالای اکسین به سیتوکینین → ریشه‌زایی
تأخیر در پیری برگ
یکی از نقش‌های کلیدی سیتوکینین‌ها جلوگیری از تخریب کلروفیل و تأخیر در پیری برگ است. این هورمون‌ها باعث حفظ فتوسنتز و کاهش سرعت تجزیه پروتئین‌های برگ می‌شوند.
تحریک جوانه‌زنی و رشد شاخه‌ها
سیتوکینین‌ها اثر غالبیت انتهایی (Apical Dominance) را کاهش داده و باعث تحریک رشد جوانه‌های جانبی می‌شوند.
تنظیم تعادل آب در گیاه
سیتوکینین‌ها روزنه‌ها را تحت تأثیر قرار داده و گیاه را در برابر تنش‌های محیطی مانند کم‌آبی مقاوم‌تر می‌کنند.
کاربردهای هورمون های سیتوکینین در کشاورزی و زیست‌فناوری
افزایش عملکرد محصولات کشاورزی
استفاده از سیتوکینین‌های مصنوعی می‌تواند باعث افزایش رشد، گل‌دهی و تولید میوه شود.
تأخیر در پیری محصولات پس از برداشت
اسپری سیتوکینین‌ها بر روی میوه‌ها و سبزیجات می‌تواند ماندگاری آن‌ها را افزایش دهد.
استفاده در کشت بافت گیاهی
در ریزازدیادی (Micropropagation)، سیتوکینین‌ها برای تکثیر سریع گیاهان سالم و یکنواخت استفاده می‌شوند.
جمع بندی
هورمون های سیتوکینین به عنوان یکی از مهم‌ترین هورمون‌های گیاهی، نقش کلیدی در تنظیم رشد و توسعه گیاه دارند. سیتوکینین‌های طبیعی در تقسیم سلولی، تأخیر در پیری و تحریک رشد شاخه‌ها نقش دارند، در حالی که سیتوکینین‌های سنتتیک به‌طور گسترده در کشاورزی و زیست‌فناوری برای بهبود عملکرد گیاهان استفاده می‌شوند.
“مرجع کشت بافت گیاهی ایران برای مطالعه جدیدترین مقالات “
منابع
- Taiz, L., Zeiger, E. (2010). Plant Physiology
- Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
- Davies, P. J. (2004). Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action.
- Research Gate | Initiation pretreatment with Plant Preservative Mixture™ increases the percentage of aseptic walnut shoots.
