مقاله آشنایی با ارتباط پلی‌آمین‎‌ها با هورمون‌های رشد، اسیدآبسزیک و نیتریک‌اسید

پلی‌آمین‌ها، پلی‌کاتیون‌هایی آلی با وزن مولکولی کم و گروه‌های نیتروژنی آلیفاتیک می‌باشند که دارای حلقه‌های‌ هیدروکربنی متفاوت و دو یا چند گروه‌های آمینی (عامل بارهای مثبت) می‌باشند که به طور گسترده در موجودات زنده در غلظت بالایی تجمع می‌یابند و در فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها اثر می‌گذارند و همچنین گروه جدیدی از تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی هستند که باعث تحریک رشد گیاه می‌شوند.

 

ارتباط پلی‌آمین‌ها با هورمون‌های رشد

همان طور که قبلا اشاره شد پلی‌آمین‌ها هورمون‌های ضد پیری هستند که اثرات ارزشمندی در حفظ شرایط عادی سلولی و از جمله در حفظ سطوح هورمون‌های رشد دارند. همچنین تیمار گیاهان و دما در شرایط کشت بافت با اکسین طبیعی (ایندول استیک اسید) باعث افزایش تولید پلی‌آمین‌ها به واسطه افزایش بیان ژن‌های کدکننده آنزیم‌های بیوسنتز آنها می‌شود. همچنین افزایش در تولید پلی‌آمین‌ها در شرایط تیمار با سایتوکینین‌ها نیز گزارش شده است. بطوری که برخی از اثرات سایتوکینین‌ها را در تولید و تمایز کلروپلاست‌ها و تولید کلروفیل به اثر آنها در تولید پلی‌آمین‌ها نسبت داده‌اند. می‌دانیم که کاربرد پلی‌آمین‌ها باعث سنتز کلروفیل و تمایز کلروپلاست‌ها می‌گردد. عقیده بر این است که پلی‌آمین‌ها به عنوان پیام رسان ثانویه در انتقال بسیاری از پیام‌های سایتوکینین‌ها عمل می‌کنند و احتمالا اثرات سایتوکینین‌ها در تقسیم و تمایز سلولی بواسطه تأثير بر تولید و ارسال پلی‌آمین‌ها باشد. از طرف دیگر برخی محققین بازدارندگی از برخی اثرات سایتوکینین‌ها را توسط پلی‌آمین‌‍ها مورد اشاره قرار داده‌اند، بدون این‌که مکانیسم دقیق آن معلوم باشد. بر اساس گزارش تحقیقات انجام یافته، پلی‌آمین‌ها می‌توانند جایگزین جیبرلین‌ها در ایجاد پارتنوکارپی و تولید میوه‌های بدون بذر بشوند (شکل 1).

پلی‌آمین‌ها می‌توانند جایگزین جیبرلین‌ها در ایجاد پارتنوکارپی و تولید میوه‌های بدون بذر بشوند.
شکل 1ـ پلی‌آمینها می‌توانند جایگزین جیبرلین‌ها در ایجاد پارتنوکارپی و تولید میوه‌های بدون بذر بشوند.

از این رو برخی عقیده دارند که پلی‌آمین‌ها به عنوان مسئول مستقیم پارتنوکارپی در گیاهان در اثر جیبرلین‌ها تولید و اثر خود را بر جای می‌گذارند. دلیل دیگر برای این پیشنهاد این است که در گیاهان آرابیدوپسیس جهش یافته که فاقد توانایی تولید جیبرلین‌ها هستند، کاربرد پلی‌آمین‌ها می‌تواند اثرات منفی حاصل از این کاهش را تقلیل دهد. برخی از محققین معتقد هستند که تنظیم سطوح هورمون‌های رشد عمدتا توسط سطوح پلی‌آمین‌ها انجام می‌گیرد.

ارتباط پلی‌آمینها با اسید آبسزیک

اگرچه اسید آبسزیک یک هورمون کاهش دهنده رشد و یا به عبارت بهتر متعادل کننده رشد است ولی با این حال برخی تحقیقات نشان می‌دهد که افزایش میزان این هورمون برای افزایش تولید پلی‌آمین‌ها در گیاهان مقاوم به سرما، شوری و خشکی (شکل 2) ضروری است.

گیاه مقاوم به خشکی

شکل 2ـ گیاه مقاوم به خشکی

 

به نظر می‌رسد این اتفاق در گیاهان مقاوم به خشکی، شوری و سرمازدگی می‌افتد و در گیاهان حساس به این تنش‌ها تجمع اسيد آبسزیک چندان منجر به تولید پلی‌آمین‌ها نمی‌شود. یک تفسیر برای افزایش تولید پلی‌آمینها در نتیجه تجمع اسیدآبسزیک می‌تواند این باشد که اسیدآبسزیک به عنوان یک هورمون متعادل کننده رشد باعث کاهش تقسیم و بزرگ شدن سلولی شده و در نتیجه این شرایط را برای گیاه فراهم می‌کند که با فعال کردن مسیرهای مربوطه کربوهیدرات‌ها را برای ساختن متابولیت‌های ثانویه، ترکیبات حفاظتی و سازگار کننده به شرایط نامساعد مورد مصرف قرار دهد که پلی‌آمین‌ها گروهی از این ترکیبات هستند. ولی گیاهانی می‌توانند از این فرصت برای مقاومت به شرایط تنش‌زا بهره ببرند که توانایی تولید ترکیبات محافظتی نظیر پلی‌آمین‌ها، اسمولیت‌ها و پروتئین‌های شوک حرارتی را داشته باشند.

از طرف دیگر در گیاهان مقاوم به سرما، شوری و یا خشکی افزایش در میزان پلی‌آمین‌هایی نظیر پوتریسین نیز منجر به افزایش در میزان اسیدآبسزیک می‌شود که این دو گروه هورمونی با همکاری همدیگر برقراری سیستم مقاومت به سرما را باعث می‌شوند. قابل ذکر است که هر دو هورمون در تولید پروتئین‌های شوک حرارتی اثر مثبت دارند.

ارتباط پلی‌آمینها با نیتریک اکسید

پلی‌آمین‌ها تولید نیتریک اکسید، پراکسید هیدروژن و برخی پیام رسان‌های ثانویه دیگر در برقراری سیستم‌های مقاومت نقش‌های اساسی دارند، تحریک می‌کند. اکسیداسیون پلی‌آمین‌ها که نتیجه افزایش مقادیر آنها در سلول‌هاست، منجر به افزایش تولید نیتریک اکسید می‌گردد. متقابلا نیتریک اکسید نیز بواسطه تحریک بیان ژن‌های آنزیم‌های سنتز کننده پلی‌آمین‌ها باعث تحریک تولید آنها می‌شوند. این اتفاقات هم در شرایط داخل گیاه در موقع بروز تنش‌ها در گیاهان مقاوم به تنش‌های مختلف قابل پیش بینی است و هم کاربرد بیرونی این ترکیبات چنین اثرات مفیدی را به دنبال دارد.

 

اصغری،  محمدرضا(1394). هورمون‌ها و تنظیم کننده‌های رشد گیاهی جدید (چاپ اول). ارومیه: انتشارات دانشگاه ارومیه.