1-1- کشف مواد رشد گیاهی
1-1-1- جیبرلین ها
درحضور ماده بازدارنده رشد فوزاریک اسید (5 –n بوتیل پیکولینیک اسید) مرحله تصفیه و خالص سازی ماده ی تولید شده ی باکانا جلوگیری می شود. به هرحال، درسال 1935 یابونا مادهای کریستالی شکل فعال را از محیط کشت استریل تصفیه شده جیبرلا فوجیکوری جدا کرد (یابونا، 1935). این ماده هنگامی که در ریشه های گیاهچههای برنج به کار رفت باعث تحریک رشد آن شد و جیبرلینA نامیده شد. این اولین باری بود که اصطلاح جیبرلین در منابع علمی مورد استفاده قرار میگرفت. یاباتا و سیمیکی (1983) در کریستاله کردن جیبرلین Aو جیبرلین B موفق بودند اما به علت جنگ، مطالعه بر روی جیبرلین کنار گذاشته شد. در دهه 1950 مطالعات متمرکزی توسط دانشمندان انگلیسی، آمریکایی و ژاپنی بر روی خواص تنظیمکنندگی رشد، جیبرلیک اسید و شناسایی جیبرلین در عصاره قارچی صورت گرفت و آنها سرانجام این ترکیب را در گیاهان عالی کشف کردند. درسال 1954 محققان انگلیسی (برایان و همکاران، 1954) خصوصیات تنظیمکننده رشد گیاهی جیبرلیک اسید را در فرآورده حاصل از قارچ Gibberella fujikuroi تشخیص دادند. درسال 1955 دانشمندان آمریکایی (استولا وهمکاران، 1955) آنچه را که جیبرلین A یا جیبرلین X میباشد از محیط کشت تصفیه شده و استریل جیبرلا فوجیکوری شناسایی کردند. همچنین در سال 1955 دانشمندان ژاپنی (تاکاهشی و همکاران، 1955) دریافتند که جیبرلین A حاوی سه ترکیب متمایز است که آنها را ، و نامیدند. هم اکنون توافق کلی بر این است که جیبرلین X، جیبرلیک اسید و ترکیبات مشابهی هستند. در حقیقت امروزه جیبرلیک اسید و GA3 با هم مترادف میباشند. در طی سال 1956 رادلی موادی مشابه جیبرلیک اسید در گیاهان شناسایی نمود و از آن زمان تاکنون جیبرلینها به عنوان یک ماده عمومی گسترش یافته در گیاهان عالی نشان داده شده است (تاکاهاشی و همکاران، 1991).
تاکاهاشی و همکاران در سال 1957، ترکیب را از جیبرلا فوجیکوری تشخیص دادند و نشان داد که شبیه به جیبرلین A است که توسط استودال در سال 1955 کشف شده بود اما هیچ وجه تشابهی برای یا وجود ندارد. مک میلان و تاکاهاشی (1968) شماره های مشخصی را از جیبرلین تا بدون توجه به منشا آنها در نظر گرفتند. این روش امروزه نیز برای بیش از 90 نوع جیبرلین شناخته شده و رایج نیز، استفاده می شود.
2-1-1- سیتوکنین ها
هابرلنت (1913) نشان داد که مواد ترشح شده از آوند آبکشی قابلیت تحریک در تکثیر سلولی در بافتهای غده سیب زمینی را دارد. تقریبا یک سال بعد، ون آوربیک و همکاران (1914) نشان دادند که مواد ایجاد شده طبیعی در شیره نارگیل (آندوسپرم مایع) توانایی تسریع تکثیر سلولی در جنینهای تازه داتورا را دارا میباشد. ون اوربیک و همکاران (1944) گزارش دادند که عصاره موجود در جنین تاتوره، مخمر، جوانه گندم و پودر بادام، تقسیم سلولی را در محیطهای کشت جنین تاتوره تسریع کردند و به دنبال آن نشان دادند که این مواد از گستردگی عمل لازم برخوردار هستند. تحقیق هابرلنت توسط جابلونسکی و اسلوگ درسال 1954 توسعه یافت، آنها نشان دادن که سلولهای بافت آوندی محتوی موادی هستند که تقسیم سلولی را در گیاهان تنباکو تحریک می کنند. میلر و همکاران در سال b1955 اولین کسانی بودند که از جداسازی و تصفیه کینتین (6 فورفوریل آمینو پورین) خبر دادند، که این ماده از DNA موجود در اسپرم کهنه و اتوکلاو شده شاه ماهی به دست آمده و آنها این ترکیب را کینتین نامیدند. زیرا این ماده قابلیت تسریع در تقسیم سلولی با سیتوکینز را در بافت مغزی تنباکو دارا بود (میلر و همکاران، a1955). هال و دروپ (1955) نشان دادند که با اتوکلاو کردن مخلوط آدنین و فورفوریل آمین می توان کینتین را تولید کرد و به دنبال آن نشان دادند که کینتین می تواند از تجزیه فراوردههای DNA به دست آید. میلر در سال 1961 از شناسایی یک ترکیب طبیعی شبیه کینتین در ذرت گزارش داد، این ترکیب بعدا زآتین نامیده شد. لتام (1963) اثر زآتین را به عنوان یک عامل تحریک کننده تقسیم سلولی ذرت بیان نمود و بعدا خواص شیمیایی این ماده را تشریح کرد (لتام، 1964). شاو و ویلسون (1964) در آزمایشی دیگر ساختمان زآتین را شناسایی کردند و نشان دادند که این ماده یک ترکیب مصنوعی نبوده است. بعد از طبقه بندی منابع موجود در این زمینه کشف زآتین را به لتام و میلر نسبت دادند (1963). از زمان کشف زآتین تاکنون سیتوکنینهای اضافی بی شماری یافت شده اند و در سراسر سلسله گیاهی دیده میشوند.
2-1- خلاصه ای دربارهی تنظیم کننده رشد گیاهی جیبرلین و سیتوکنین ها
1-2-1- جیبرلین ها
جیبرلینها گروهی از مواد رشد گیاهی میباشند که از نظر ساختاری دارای اسکلتی از جیبرلان میباشند (شکل 1-الف). این مواد، تقسیم سلولی و طویل شدن سلول را تحریک می کنند و دیگر اعمال تنظیمکنندگی آنها به روشی مشابه جیبرلیک اسید انجام می شود.
GA3 اولین جیبرلین تجارتی قابل دسترس بود. این ترکیب از لحاظ قدمت تاریخی نیز جیبرلیک اسید نامیده شده است و در سیستمهای سنجش زیستی به عنوان یک شاخص استاندارد از آن استفاده شده است و به همین دلیل فرمول ساختمانی این ترکیب نماینده بیش از 90 نوع جیبرلین شناخته شده امروزی میباشد (شکل 1-ب).
جیبرلینها برای اولین بار در قارچ جیبرلا فوجیکوری شناسایی شدند. از زمان کشف جیبرلینها تاکنون این مواد در سراسر گیاهان شامل نهاندانگان، بازدانگان، سرخسها، جلبکهای قهوهای، جلبکهای سبز، قارچها و باکتری ها به طور وسیعی یافت شده اند (لانگ،1970).
به طور کلی پذیرفته شده است که جیبرلینها از طریق مسیر مالونیک اسید در شاخههای متوسط جوان در حال رشد فعال و دانه های در حال نمو سنتز میشوند. نشان داده شده است که جیبرلینها در تعدادی از فرآبندهای فیزیولوژیک گیاهان به کار گرفته می شوند. اما جنس و گونه به اضافه دیگر عوامل تعیین خواهند کرد که کدام یک از جیبرلینها بیشترین تاثیر در انجام پاسخ را در گیاهان دارد. موارد زیر واکنشهایی هستند که نشان می دهند که توسط جیبرلینها تنظیم میشوند: رشد ساقه، گلدهی گیاهان دوساله در سال اول، گلدهی، جوانه زنی بذر، دوره بروز جنسیت، پیری، پارتنوکارپی، به میوه نشستن و رشد.
جانشینی فتالمید 377 و 94 (1- کلروفتالمید و سیکلو هگزان کربو کساید) در تعدادی از سیستمهای گیاهی، علمی مشابه جیبرلین از خود نشان داده است (روداوی و همکاران، 1991).
2-2-1 سیتوکنین ها
سیتوکنینها ترکیباتی با استخلاف آدنین میباشند که باعث تسریع تقسیم سلولی شده و دیگر فعالیتهای تنظیمکنندگی را به روشی مشابه کینتین (6 فورفوریل آمینو پورین) انجام میدهند.
اولین سیتوکنین توسط اتوکلاو از DNA اسپرم شاه ماهی جدا شد و کینتین نامیده شد (6 فورفوریل آمینوپورین) زیرا این ترکیب قادر بود که تقسیم سلولی با سیتوکنینرا دربافت مغز تنباکو سرعت بخشد. اولین سیتوکنین به وجود آمده طبیعی از دانه های نارس ذرت جدا گشت و زآتین نامیده شد (6-4-هیدروکسی -3- متیل- ترانس 2- بوتنبل- آمینو،پورین). امروزه بیشترین سیتوکنین یافته شده در گیاهان زآتین می باشد (شکل 1-2).
سیتوکنینها تقریبا در تمام گیاهان عالی، خزهها، قارچهای بیماریزا و غیر بیماریزا و همچنین در باکتری ها و در RNA+ تعداد بی شماری از میکروارگانیسمها و سلولهای حیوانی یافت شده است. درحال حاضر بیش از 200 نوع سیتوکنین طبیعی و مصنوعی وجود دارد (ماتسوبارا، 1990).
سیتوکنینها در نقاط مریستمی، نواحی دارای قابلیت رشد مداوم شامل ریشهها، برگهای جوان و میوه های در حال رشد و دانهها یافت میشوند. تصور می شود که این مواد در ریشهها ساخته شده و به شاخهها منتقل میشوند، زیرا گزارشات متعددی وجود دارند که نشان می دهند سیتوکنینها در شیره گیاهی درون آوندهای چوبی یافت شده اند اما سیتو کنینها در بیشترین سطح در میوه ها و بافتهای دانه وجود دارند که بیان کننده سنتر سیتوکنینها در آن جا میباشد.
سیتوکنینهای متعددی درگیاهان یافت میشوند که جنس، گونه و دیگر عوامل تعیین خواهند کرد که کدام یک از بیشترین تاثیر را در انجام واکنش دارند. در زیر فهرستی از واکنشهای بیولوژیکی ارائه می شود که سیتوکنین در آنها به کار رفته است: تقسیم سلولی، تشکیل اندام، بزرگ شدن سلول و اندام، به تاخیر انداختن تجزیه کلروفیل، رشد کلروپلاست، به تاخیر انداختن پیری، باز و بسته شدن روزنهها، توسعه جوانه و شاخهها، انتقال انتخابی مواد غذایی و مواد آلی در بافتهای تیمار شده توسط سیتوکنینها.
امروز تعدادی از سیتوکنین های مصنوعی وجود دارند که سه نمونه از آنها شامل کنیتین (6 فورفوریل آمینوپوردین)، (6- بنزیل آمینوپوردین) و (6- بنزیل) -9- (2- تتراهیدروپیرانسول) – پورین هستند.
