Apa intră în semințe de-a lungul gradientului potențialului de apă, conform ecuației: Ψv = Ψοσm + Ψdavl + Ψmatr. Conform ideilor dezvoltate (NA Askochenskaya), fluxul de apă în semințe poate fi împărțit în trei etape. Prima etapă se realizează în principal datorită potențialului matricei sau a forțelor de hidratare. Hidratarea este un proces spontan. Materialul de însămânțare din zapasnye conțin un număr mare de grupări hidrofile, cum ar fi - OH, - COOH, - NH2. Moleculele de apă din jurul substanțelor hidratate iau o structură asemănătoare gheții. Prin atragerea moleculelor de apă, grupările hidrofile își reduc activitatea. Potențialul apei devine mai negativ, apa urnează în semințe. În cea de-a doua etapă a absorbției de apă, forțele de umflare sau potențialul matricei sunt, de asemenea, de bază. Cu toate acestea, forțele osmotice - potențialul osmotic - încep să joace un rol, deoarece în această perioadă există o hidroliză intensă a compușilor complexați în cele mai simple. În cea de-a treia etapă, care apare în timpul coacerii semințelor, atunci când celulele sunt întinse și apar vacuole, forța principală care determină intrarea apei este forța osmotică, potențialul osmotic. Deja în procesul de semințe se umflă mobilizarea nutrienților - grăsimi, proteine și polizaharide începe. Toate acestea sunt substanțe organice complexe insolubile, care se mișcă ușor. În timpul procesului de răspândire, ele sunt transferate către compuși solubili care sunt ușor de folosit pentru hrănirea embrionului, prin urmare sunt necesare enzime adecvate. În parte, enzimele se află în endospermă sau embrion într-o stare legată, inactivă și sub influența umflăturii trec în stare activă. Cu toate acestea, se formează enzime și de novo. Pentru a forma enzime de novo, sunt necesare ARN matrice adecvate. Conform reprezentărilor moderne (Dyur), ARN-ul matricei în germinarea semințelor poate fi împărțit în trei tipuri (până la momentul formării). Primul tip include preexistenta Du- așa-numitul - mARN (predobrazovannuyu rezidual), care a fost transcris pentru a ADN-ului în perioada de semințe embriogenezei. Acest ARN a fost utilizat în embriogeneza pentru sinteza proteinelor și poate fi utilizat din nou în procesul de germinare. Cu toate acestea, un pic și rolul său nu este mare. Cel de-al doilea tip include ARNm, transcris și în embriogeneză, dar nu a fost încă procesat și, prin urmare, inactiv. În procesul de umflare, acesta suferă toate transformările necesare (procesare) și asigură sinteza proteinelor specifice pentru germinare, în principal enzime de hidroliză. Al treilea tip este ARN nou format, care apare la 1-2 ore după înmuiere. Acest ARN este transcris din ADN în timpul germinării prin ARN polimeraza-1 și este de asemenea responsabil pentru sinteza proteinelor enzimatice specifice. Există dovezi că sinteza proteinelor în timpul germinării primului lan-există format ribozom chiar în embriogeneză, apoi variind de la aproximativ 8 ore de semințe de înmuiere, creșterea formării se produce ARN ribozomal și noul ribozom format.
Amidonul se descompune la zaharuri în principal sub influența a două enzime - a- și b-amilază. Sa demonstrat că P-amilaza se găsește în semințe uscate în starea legată (inactivă), iar a-amilaza este recent formată în timpul germinării. În același timp, o nouă formare de enzime care catalizează descompunerea proteinelor - proteaze, acizi nucleici - nucleaze. Se formează, de asemenea, enzimele implicate în conversia grăsimilor, izostratul lizat și malasintetaza. Un rol major în reglarea formării enzimelor este jucat de fitohormoni, în special de gibbereline. Pe semințele de orz sa arătat că, dacă embrionul este îndepărtat, nu se formează un număr de enzime. În cazul în care endospermul, lipsit de germen-sha, tratat cu hormon gibberellinom, apoi în stratul aleuron, există ogamylază și proteaze. Sa constatat că, dacă endospermul este înmuiat în apă grea H2O, atunci a-amilaza conține 18 0. Prin urmare, sub influența gibberelinei se sintetizează din nou. Sursa de gibberellină din semințe este fătul. În semințele uscate, gibberelinele sunt într-o stare legată. Acestea sunt activate și parțial formate din nou sub influența apei care intră. Valoarea gibberelinei pentru inducerea neoplasmului enzimelor în timpul germinării este prezentă în principal pe semințele de monocoti. Se pare că alte fitohormoni pot participa la diferite plante în acest proces.
Sub influența enzimelor corespunzătoare, începe mobilizarea îmbunătățită - descompunerea compușilor insolubili complexi în compuși solubili simpli. Astfel, amidonul se sparge în zaharuri, proteinele se descompun la aminoacizi, iar cele din urmă la acizi organici și amoniac. Amoniacul rezultat este transformat în obezitate sub formă de amide. În procesele de aminare și reamintire directă, se formează noi aminoacizi care curg în partea axială a embrionului, unde se construiesc noi proteine specifice. Specificitatea acestor proteine este codificată în ADN-ul celulelor embrionare.
Transformările mai complexe suferă de grăsimi. Grăsimile, în comparație cu mineralele de cărbune, sunt compuși redus, iar când sunt oxidați, se eliberează mai multă energie. Poate că, prin urmare, plantele cu semințe mici în majoritatea cazurilor acumulează grăsimi ca nutrienți de rezervă. Descompunerea grăsimilor începe cu formarea de acizi grași și glicerină. Procesul este catalizat de două lipaze, dintre care unul este localizat direct în oleozomi, iar celălalt în membrană cu organele glyoxi speciale. Acizii grași sunt oxidați în glicoxizomi pentru a forma acetil-CoA. Acetil-CoA intră în ciclul glicoxilat. În primul rând, interacțiunea dintre acetil-CoA și acidul oxalic-acetic (SCCH) se formează prin acid citric. Acidul citric este izomerizat până la insolubil. Acidul insolubil sub influența unei enzime unice a acestui ciclu - izocitratulază, se descompune în acizi succinici și glicoxi. În glicoxizomii, acidul glooxilic rămas cu a doua moleculă de acetil-CoA formează malat. Malatul rezultat este oxidat în SCCH și, prin urmare, se termină ciclul glioxilat. Acidul succinic intră în mitocondrii, unde se transformă secvențial în reacțiile ciclului Krebs în acidul fumaric și acidul azotic. Acidul azotic se transformă în fosfoenolpiren (PEP). Reacția este catalizată de enzima PEP-carboxilază, care necesită cheltuieli de energie. FEP într-un număr de reacții, glicoliză inversă, este transformată în fosfat de glucoză și apoi în zaharoză. Glicerina este transformată în dehidroxiacetonă și apoi în zaharoză. Compușii solubili formați ca rezultat al descompunerii sunt fie utilizați ca material respirator, fie sunt transportați la embrion. Astfel, în timpul germinarea semințelor sunt numeroase procese interconectate - prăbușirea nutrienții, transformarea lor, transportul și educația acestor substanțe noi care vin pe construirea de celule și organe. Energia pentru toate aceste procese este furnizată de procesul de respirație. Deja în prima perioadă după înmuiere crește intensitatea absorbției stratului de oxigen. Intensitatea căii hexosomonofosfatului, și apoi a glicolizei, crește în special. Creșterea intensității respirației este însoțită de o creștere a acumulării de ATP, care la rândul său este o condiție necesară pentru procesele metabolice. La 10-12 ore de la debutul umflării, mitocondriile cresc și se diferențiază. O parte din mitocondriile, degradate în timpul maturării semințelor, sunt reactivate. Mai târziu, după 24 de ore, se produce diviziunea mitocondrială, numărul lor cresc brusc. Procesul de fosforilare oxidativă este puternic intensificat și devine principala sursă de formare a ATP. Format în timpul dezintegrare a fluxului Cpd-neniya în partea axială a embrionului și sunt parțial utilizate ca material de respirație, și parțial pentru substanțele necesare pentru construirea creșterea celulelor noi și organe. Astfel, porțiunea axială primită într-o groapă de material-ing embrion cheltuit pentru construirea de noi proteine și acizi nucleici, componente ale membranelor celulare (celuloză, substanțe pectice) precum și diferite lipide care formează membrana.
În cele din urmă, trebuie spus că în această fază de germinare se formează fitohormoni cum ar fi auxinele și citokininele. Conform ipotezei propuse de Overbeek, secvența de formare a fitohormonilor în timpul germinării se desfășoară în felul următor. După cum s-a discutat mai sus, gibberellinele se umflă în formă liberă atunci când se umflă și provoacă formarea de enzime hidrolase în celulele stratului aleuron. Nucleazele rezultate au catalizator descompunerea acizilor nucleici, apar bazele purinice, duc la creșterea citochininei fitohormonice. În același timp, sub influența enzimelor de protează, proteinele se descompun la aminoacizi, dintre care există și triptofan. După cum se știe, triptofanul este un precursor al auxinului fitohormonal. Cytokininele și auxinele reglează creșterea embrionului (embriogeneza). Cytokininele provoacă diviziunea celulară, auxinele sunt întinderea lor. Creșterea organelor embrionare este promovată de astfel de enzime, cum ar fi pectinaza și celulaza. Endoramannazy clivate mananii (polizaharide) care leagă fibrilele de celuloză, facilitând astfel depășirea embrionar rezistenței axei endosperm. ABA inhibă formarea unei enzime de manază, iar acesta este unul din motivele efectului inhibitor al acestei fitohormoni asupra germinării semințelor. Cresterea lungimii organelor axiale ale embrionului incepe inaintea procesului aparent de coacere. Activarea proceselor de creștere se realizează, în primul rând, prin întinderea celulelor și începe când potențialul matricei este aproape de zero. Pentru a începe fisiunea nucleului (mitoză), este necesară reducerea ADN. Se arată că sinteza ADN-ului în semințele germinative începe mult mai târziu decât sinteza ARN și a proteinelor. În semințele uscate, majoritatea celulelor sunt în stare g1 (în perioada pre-sintetică). Înainte de începerea divizării, celulele trec în perioada sintetică, după care începe perioada g2 (postsynthetic). Mitozii nu apar în toate celulele embrionului în același timp. Se pare că celulele rădăcinii embrionare trec mai întâi la mitoză.
Embrionul constă dintr-o rădăcină embrionară, o tulpină și un rinichi. Creșterea ulterioară a materialului săditor diferă oarecum în funcție de tipul de plante. La plantele cu plante unice, dimensionarea începe cu creșterea rădăcinii embrionare, apoi cu o creștere grosieră, coleoptilul începe să crească (prima foaie pliată). Când coleoptilul atinge suprafața solului, creșterea lui încetează, prima frunză reală începe să crească de la rinichi, care se rupe prin ocellus. Multe plante monocotiledonate formează rădăcinile subordonate din partea inferioară a tulpinii. În monocotiledonii cu germinare deasupra solului (ceapa), după apariția coloanei vertebrale, începe creșterea neuniformă a cotiledonului, care, formând o buclă, ajunge la suprafață.
În plantele dicotiledonate, în cazul în care cotiledonele sunt transportate la suprafață (germinarea deasupra pământului), hipocotilul, cola -no subclavial, se extinde mai întâi. Hipocotul crește neuniform și formează o încovoiere asemănătoare bucla, ceea ce face mai bine să depășească rezistența solului. Există dovezi că formarea unui cârlig hipocotil este asociată cu fitohormona cu etilenă. Sub influența luminii, sinteza etilenei este inhibată, hipocotul este îndreptat și scoate cotiledonul de pe suprafață. După aceea, rinichiul începe să crească, ceea ce dă naștere la tulpina principală și se formează lăstari de suprafață. Când cotiledonurile cresc sub pământ, cotiledoanele nu ajung la suprafață, în acest caz epicotilul - genunchiul supra-miocardic - este întins. În același timp, un rinichi bine format este transportat la suprafață. Secvența de creștere a părților embrionului a evoluat în cursul evoluției, ceea ce permite, în prima perioadă de germinare, asigurarea atașării plantei la substrat și alimentarea acesteia cu apă. Pentru creșterea normală și procesele de formare a răsadului, lumina este necesară. În timpul primelor faze de germinare, germenii se hrănesc cu substanțele organice finite din endosperm sau cotiledon. De îndată ce apar primele frunze verzi, începe fotosinteza. Aceasta termină faza de răsad, iar planta trece în faza juvenilă. Plastidele se dezvoltă în celulele frunzelor din protoplaste. Chiar înainte de terminarea creșterii plastidelor cu o structură granulară-lamelară dezvoltată, începe formarea enzimelor implicate în procesul de fotosinteză. Astfel, una dintre principalele enzime specifice care catalizează prima reacție a fazei întunecate a fotosintezei este Rubisco prezentă în răsaduri chiar înainte ca frunzele să devină verzi. Cu toate acestea, în lumina există o nouă formare a acestei enzime. Pentru începutul fotosintezei, este de asemenea necesar să se aibă un acceptor de dioxid de carbon pentru 1,5-bisfosfat de ribuloză (RBP). Acest compus este format ca un produs intermediar al căii apotomice a decăderii respiratorii. Chiar înainte de germinare, o enzimă cheie a căii apotomice de respirație, glucofosfat dehidrogenază, este prezentă în embrion. În procesul de germinare, activitatea acestei enzime crește brusc, ceea ce duce la acumularea primară a unui acid acceptor de acid carbonic-RBP. Apoi începe ciclul Calvin și scade activitatea fosfat dehidrogenazei de glucoză.
După cum puteți vedea, germinarea semințelor depinde de condiții. Există multe mecanisme care reglementează acest proces și multe bariere care îl împiedică, iar la diferite specii aceste mecanisme și aceste bariere sunt specifice. Un astfel de sistem complex a evoluat pe parcursul evoluției și oferă anumite avantaje organismului plantei. În orice condiții naturale, nu pot fi respectate toate condițiile necesare pentru germinația tuturor speciilor de plante și chiar a tuturor semințelor acestei specii. Acest lucru conduce la faptul că germinarea semințelor chiar din aceeași specie este întinsă de mai mulți ani. Aceasta din urmă face posibilă păstrarea unui anumit număr de semințe viabile în cazul în care condiții nefavorabile au condus la moartea semințelor germinate. Acesta este motivul pentru care germinarea semințelor este o etapă critică în viața organismului plantelor, care în multe privințe asigură supraviețuirea unei anumite specii.
Articole similare
-
Când sunt plantate cu lămâie și în creștere de la semințele de caracteristică
-
Caracteristicile comune de cultivare a ciminei și proprietățile benefice
Trimiteți-le prietenilor: