تأثیر شوک الکتریکی بر روی گیاهان ( بعد از جوانه زنی )
آقای محمد غضنفری کارشناس ارشد علوم سلولی و مولکولی
خانم مهناز قلی زاده لیسانس زیست شناسی
مرضیه سادات مقدسی و مینا دهقان پور
چکیده :
گیاه شناسی به عنوان شاخه ای از زیست شناسی به بررسی فرآیندهای زیستی ، رشد و نمو ، متابولیسم و تولید مثل گیاهان می پردازد. بدون شک درک مکانیزم های کنترل کننده ی فرآیندهای زیستی گیاه ، ساخت و ساز مواد فتوسنتزی ،و انتقال اختصاصی آن به اندام های گوناگون گیاهی ، دیدگاه تازه ای به دست اندر کاران اصلاح نباتات و تولید محصولات زراعی و باغی ارائه می دهد (1).
امروزه جهت بهره برداری غذایی و نیازی که به دلیل افزایش جمعیت به منابع گیاهی احساس می شود، از روش های گوناگونی برای اصلاح نژاد یا تحریک ثمردهی گیاهان استفاده می کنند.
در این پژوهش تأثیر جریان الکتریسیته بر روی دیواره ی سلولی به عنوان یک ساختار مهم مورد بررسی قرار گرفته است . در این پژوهش گیاهان تک لپه (ذرت) و دو لپه (لوبیا) بکار گرفته شده و از ولتاژهای گوناگونی برای تأثیر گذاری بر رشد آن ها استفاده شده است. این آزمایش در دو محیط آزمون و کنترل مورد بررسی قرار گرفت . محیط آزمون به وسیله سیم رابط به منبع تغذیه ارتباط داده شده است.
مقایسه دو تشتک کنترل و آزمون نشان داد که جریان الکتریسیته موجب رشد گیاه دو لپه می شود و تأثیر آن بر تک لپه ای کمتر بوده است.
مقدمه :
از آغاز قرن نوزدهم این اصل کلی مورد قبول همه دانشمندان قرار گرفته است که پیکر گیاهان و جانوران از واحدهاي کوچکی به نام سلول تشکیل شده که هر کدام به تنهایی می توانند تمام اعمال حیاتی را انجام دهند (2).
سلول هاي گیاهی دیواره ای از جنس سلولز به نام دیواره ی سلولی دارند. دیواره ی سلولی که ضخیم تر و سخت تر از غشایی پلاسمایی است باعث می شود که بافت های جانوري سخت تر از بافت های حیوانی باشند. در جریان رشد و نمو سلول گیاهی دیواره ی سلولی اولیه در آن تشکیل می شود و مواد دیگری بر سطح داخلی و دیواره سلولی خود می افزایند که دیواره ثانویه را به وجود می آورند .
تقسیم سلولی درمریستم سبب رشد طولی گیاه می شود. بخش هایی از گیاه که در اثر تقسیم و رشد مریستم نخستین به وجود می آید ساختار نخستین گیاه را تشکیل می دهد.
ریشه گیاهان محل جذب آب و املاح از خاک می باشد .هر چقدر که نفوذپذیری سلولهای ریشه گیاهان افزایش یابد آب رسانی جهت فتوسنتز هم افزایش می یابد و رشد بیشتر خواهد شد.
از آنجا که در مورد باکتریها با جریان الکتریسیته می توان در دیوار شکست ایجاد کرد این سئوال در ذهن ایجاد مي شود که آیا می توان با تأثیر عوامل خارجی مثل جریان الکتریسیته موجب ا فزایش نفوذ پذیری دیواره سلولي ریشه و رشد بیشتر گیاه شد؟
به این ترتیب چنانچه بتوان به كمك عوامل خارجی مقدار نفوذپذیری را افزایش داد ، می توان در شدت رشد گیاه تغییراتی بوجود آورد.
مواد و روش ها :
برای این آزمایش به جوانه ی گیاهان ذرت ولوبيا نیازداريم. دو تشتک آزمایش برای فراهم کردن محیط کنترل و محیط آزمون – محلول آب و خاک برای تغذیه گیاهان – سه پایه های فلزی برای نگه داشتن جوانه ی گیاه در تشتک و دو الکترود در دو طرف تشتک برای هدایت جریان الکتریسیته در طول مسیر که به وسیله چسب به دو طرف چسبانده مي شوند . الکترودها به وسیله سیم رابط به منبع تغذیه با ولتاژهای 5/1 و 5/4 و 12 متصل گردید. تشتک کنترل همانند تشتک آزمون تهیه شد، با این تفاوت که به منبع تغذیه متصل نبود و هر دو تشتک (کنترل و آزمون) در شرایط محیطی يكسان قرار داشتنند.
نتایج وبحث:
ابتدا ولتاژ 12 مورد بررسی قرار گرفت برای نگه داشتن گیاهان از سه پایه های فلزی استفاده شد.
بررسی رشد گیاه کنترل و مورد آزمون در شرایط 5/1 ولت:
بیشترین تأثیرگذاری بر رشد گیاه در کمترین ولتاژ صورت می گیرد و ولتاژ بالاتر از 5/1 سبب خشک شدن گیاه می شود.
نمودار 1 : میزان رشد جوانه ها در تشتک آزمون (5/1) ولت و کنترل
نمودار شماره 1 نشان داد که جوانه هایی که در تشتک کنترل بودند رشد بیشتری نسبت به جوانه های تشتک آزمون داشته اند و شوک الکتریکی تأثیر چندانی بر روی رشد گیاه نداشته است.
تغییراتی که جریان الکتریسیته بر روی رشد سلول های گیاهی ایجاد می کند احتمالا از طریق تحریک نفوذپذیری سلول های گیاهی و جانوری در اثر حضور جریان الکتریکی تغییر می یابد این تغییر به نسبت سلول مورد بحث متفاوت است اما در بیشتر موارد موجب افزایش نفوذپذیری می شود. به دلیل نیازی که گیاه به جذب آب دارد این نفوذپذیری از سمت خارج به سمت داخل گیاه بیشتر است بنابراین می تواند در صورتی که ولتاژ مناسب انتخاب شود باعث افزایش رشد گیاه شود . ولتاژهای بالا به دلیل تأثیر منفی بر روی سلول موجب بر هم خوردن تعادل یون های سلول شده ، مرگ یا توقف رشد را باعث می شود.
جمع بندی :
|
نتایج گیاه دو لپه (لوبیا) |
ولتاژ |
کنترل |
آزمون |
اختلاف رشد کنترل با آزمون (برحسب cm) |
|
5/1
5/4
12 |
|
*
* |
8/3
3/7
7 |
|
نتایج گیاه تک لپه (ذرت) |
ولتاژ |
کنترل |
آزمون |
اختلاف رشد کنترل با آزمون (برحسب cm) |
|
5/1
5/4 |
|
|
|
منابع :
1- فیزیولوژی گیاهی (جلد دوم) مؤلف :تایزوزایگر ترجمه : دکتر کافی و دکتر زند و مهندسان شریفی ، کامکار و گلدانی ناشر: انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
2- دانش زیست شناسی
(جلد اول و دوم) مؤلف: حمیده علمی غروی – حسن دانش فر
ناشر : انتشارات مدرسه برهان
3- گیاه شناسی پایه (جلد دوم) مؤلف : احمد قهرمان (استاد دانشگاه تهران )چاپ 73
ناشر : مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران