ساختمان بذر

مقدمه:

از روزگاران قدیم و از هنگامی که بشر خود را شناخت و یاد گرفت که چگونه برای برطرف کردن گرسنگی خود می تواند بعضی از گیاهان را رشد دهد و به ویژه از دانه آنها استفاده کند ، روز به روز به اهمیت بذر افزوده شده است، زیرا که بذر اصولا بزرگترین منبع غذایی در دنیا شناخته شده است.(3)

اجزاء تشکیل دهنده بذر:

بذر گونه های مختلف از نظر اندازه،شکل،رنگ و ساختمان و... با هم تفاوت دارند و بطور کلی بذر

شامل 4قسمت اصلی است:(5)

1. پوششهای بذر که در مجمع به آنها coats seat گویند.

2. رویان(جنین) embryo

3. بافت ذخیره ای بذر (برگ های لپه ای) endosperm

4. مواد شیمیایی که ممکن است شامل انواع آنزیم ها و هورمون های مورد نیاز باشد (4)

پوششهای بذر:

پوسته دانه به صورت لایه یا قشری اطراف دانه را احاطه کرده و عضو محافظتی برای جوانه و مواد غذایی بوده و نیز ممکن است نفوذ پذیری آب و گاز را تحت تاثیر قرار دهد .(1) پوششهای بذر شامل قسمت های زیر است:

1. پوسته بذر : ( Testa ) (saad coat)

پوسته بذر باقیمانده آطراف کیسه جنینی و آندوسپرم می باشد، واز رشد سلولهای اطراف تخم به وجود می آید و حفاظی است برای جنین که انبار کردن بذور را برای مدت طولانی امکان پذیر می سازد(2).تستا از دو قسمت تشکیل شده است؛ 1. پوسته خارجی بذر 2. پوسته داخلی بذر که هیالین نامیده می شود.غشای هیالین اهمیت خیلی زیادی در جلوگیری از نفوذ آب در زمان انبار داری دارد.بیشتر مواد موجود در غشا هیالین از چربی ها می باشند.

2. پوسته میوه (pricarp):

پریکارپ قسمت خارجی دانه را احاطه کرده است.و از تخمدان منشا می گیرد.(4)

3. لایه آلئورون Aleurone layer:

این لایه خارجی ترین قشر سلولهای بافت آندوسپرمی است که حدود 7% وزن خشک کل بذر را تشکیل می دهد .

جنین ، رویان (Embryo ):

رویان عبارت است از گیاه جدیدی که در اثر ترکیب گامتهای نر و ماده در جریان لقاح حاصل شده است(5).جنین در انتهای دانه قرار دارد و مهمترین عضو گیاهی است زیرا، منشا تولید گیاه جدید می باشد. ،این گیاه بسیار کوچک از چهار بخش تشکیل شده است:

1. محور (Axis) : که در دو سر آن نقاط رویشی قرار دارند.

2. ساقه چه (Plumule) : اولین بند ساقه چه را Epicotyle و قسمت محوری زیر آن را Hypocotyle می نامند.

3. ریشه چه ( Radicle):

4. برگ بذر مانند (لپه) (Cotyledons): که گیاهان براساس تعداد لپه ها طبق بندی می شوند.گیاهان تک لپه مانند باریک برگانGrasses و یا نخل و نارگیل یک لپه دارند و گیاهان دو لپه مانند لوبیا و درختان هلو و... دارای دو لپه و بازدانگان مانند کاج گاهی تا پانزده لپه دارند.اولین بند ساقه چه را Epicotyle و قسمت محوری زیر آن را Hypocotyle می نامند.(5)

در اكثر بذور اندازه كوچكی دارد. حداكثر بذور با جنینهای درشت مقدارش حدود 12 درصد وزن كل ماده خشك . در بعضی بذور مثل غلات 3-1 درصد وزن كل خشك را داراست. از نظر اندازه جنین بذور به دو قسمت تقسیم می شوند: بذور آندوسپرمی و غیر آندوسپرمی . در بذور غیر آندوسپرمی كه بافت ذخیره ای بذر را لپه ها تشكیل می دهند به دلیل جذب این مواد به جنین قبل از بالغ شدن بذر اندازه جنین رشد زیادی می كند درصورتی كه در بذور آندوسپرمی جذب مواد ذخیره ای به جنین پس از بلوغ بذر و عمدتا در زمان جوانه زنی صورت می گیرد.بنابراین در زمان بلوغ اندازه جنین رشد زیادی نمی كند و در نتیجه كوچكتر هستند.

بافت ذخیره ای:

بافت ذخیره ای در نهاندانگان حاصل لقاح مضاعف آنتروزوئید و هسته دوتایی می باشد ؛ بنابراین از نظر کروموزمی سلولهای این بافت 3n کروموزومی بوده و عمدتا سلولهای درشتی هستند.مقدار بافت ذخیره ای در بذور مختلف بین 85-60% می باشد.(4)

مواد ذخیره ای درون جنین یا اطراف آن ذخیره می شوند.این مواد ذخیره ای ممکن است لپه (مثل بقولات) ، آندوسپرم (مثل غلات) ، یا پریسپرم (مثل میخک ، چغندرقند و فلفل) بوده باشد.در بذرهای غیر آندوسپرمی مواد غذایی در لپه ها ذخیره شده و قسمت عمده بذر را تشکیل می دهد.در حالیکه در بذرهای آندوسپرمی مواد ذخیره ای در آندوسپرم قرار می گیرد.(2)

می توان بذور را از نظر مواد غذایی تقسیم بندی کرد؛ به عنوان مثال :

بذور نشاسته ای :مثل گندم

بذور نشاسته ای روغنی : مثل ذرت

بذور نشاسته ای پروتئینی: مثل سویا

براساس مقدار مواد غذایی هم می توان اندازه بذور را تقسیم بندی کرد:

اندازه بذر	نشاسته	روغنی	پروتئین
درشت	زیاد	کم	کم
ریز	کم	زیاد	زیاد

وظیفه مواد غذایی در گیاهان:

1. اثر بر رشد گیاه

2. اثر بر جوانه زنی گیاه

3. طول عمر بذر

4. طول مدت انبار داری

5. ارزش غذایی بذر

6. در تعیین عمق کاشت موثراند.

عوامل موثر بر كیفیت و كمیت تركیبات:

ژنتیكی:

از نظر درصد پروتئین بذور مثل گندم و جو و برنج دارای كمیت كمتری هستند. از 10 درصد افزایش پیدا نخواهد كرد. گیاهانی هم وجود دارند كه حتی در هنگام فقر ازت درصد پروتئین بالایی دارند مثل حبوبات. برای چربی هم صدق می كند. لوبیا و ماش به ترتیب 2/0 و 8/0 چربی دارند در صورتی كه در بذور سورگوم- آفتابگردان – سویا– پنبه دانه درصد چربی بالای 30 درصد دارند.

عوامل محیطی :

شامل درجه حرارت- رطوبت – تراكم – فراهم بودن و قابل جذب بودن مواد غذایی. درجه حرارت و رطوبت دو فاكتور اصلی هستند . معمولا هر عاملی كه دوره رشد بذر را كاهش دهد باعث می شود درصد پروتئین افزایش و درصد نشاسته كاهش یاید. این قضیه به این دلیل است كه بسیاری عقیده دارند پروتئین اولین تركیبی است كه در حین پرشدن دانه با سرعت در دانه ها ذخیره می گردد.

پروتئین با شدت و فشار بیشتری در ابتدای دوره پر می شود . در صورتی كه نشاسته بیشترین شدت خود را با كمی تاخیر انجام می دهد. هرگاه با استرس دمایی مواجه شویم این دوره پرشدن كوتاه شده و درصد نشاسته به مقدار بیشتری كاهش می یابد. با کاهش میزان رطوبت در بسیاری از بذوری که ماده ذخیره ای آنها نشاسته و پروتئین است به دلیل کوتاه شدن دوره دانه بندی باز هم نتایج بالا تکرار می شود. مثل اتفاقی که در گندم های دیم می افتد. مشکل اساسی در گندم های دیم خوزستان کمبود رطوبت در دوره رویشی نیست به این علت است که عمده بارندگی ها در قبل از دوره پر شدن دانه است. دلیل دوم برای کاهش درصد پروتئین طولانی شدن دوره دانه بندی نیست بلکه علت این است که ذخایر نیتروژن خاک توسط رطوبت شسته شده و به اعماق پایین تری از خاک نفوذ می کند. تاثیر درجه حرارت بر ترکیبات شیمیایی دانه سویا: دیده شده است بذوری که در 20 درجه سانتیگراد رسیده اند دارای 5/19 درصد چربی می باشند ولی بذوری از سویا که در درجه حرارت 30 درجه رسیده اند درصد چربی آنها حدود 23 درصد است. درصد پروتئین و چربی هم در سویا همچون گندم رابطه عکس وجود دارد. سویایی که زودتر کاشته می شود به دلیل اتین که دوره پر شدن دانه های آنها در هوای گرمتری اتفاق می افتد در صد چربی بالاتری دارد. با افزایش تراکم و کاهش فضای تغذیه ای سهم هر گیاه از مواد غذایی داخل خاک کمتر شده و کمیت ترکیبات شیمیایی در دانه کاهش می یابد.ذخایر غذایی در خاک و مقادیر این مواد و همچنین زمان استفاده از این ترکیبات غذایی می تواند تاثیرات مثبت ومنفی بر روی ترکیبات شیمیایی ذخیره ای داشته باشد.(4)

پوست دانه:

بر روی پوست دانه قسمت های زیر وجود دارند:

1. ناف (Hilum):

محل جدا شدن دانه یا بند یا آوند تغذیه کننده دانه را ناف می گویند.رنگ ناف معمولا تیره و یا روشن تر از پوست دانه است.

2. دهانه دانه (Mycrophyle):

به صورت یک نقطه کوچک و فرو رفته ، فقط در بذور معدودی از گیاهان دیده می شود.نوک ریشه چه در زیر دهانه قرار دارد.

3. ضمائم دانه:

سطح بیرونی بذر ، توسط خارجی ترین طبقه سلولی به صورتهای مختلف تغییر می کند که مهمترین آنها: دندانه ای، شیار دار، حفره ای، چین دار، مشبک فرورفته، مشبک با برآمدگی های منقوط ، خارهای قلاب دار ، پوشیده از تارهای ظریف و کاکلی، فلسی، کرک، استخوانی وتیغدار هستند.

4. رنگ دانه :

رنگ دانه در بسیاری از گیاهان اقتصادی بسیار مهم بوده ، گونه و ارقام مختلف را بر اساس رنگ دانه گروه بندی می نمایند( مثل گندم سفید، گندم قرمز، جوسیاه، سفید و...)تعداد زیادی ژن در کنترل رنگ دانه موثر هستند .برای رنگ پذیری دانه وجود ژنهای R.C.A3.A2.A1 در ژنوتیپ گیاه ضروری

هستند.ژنهای وق از ژنهای اصلی رنگ دانه هستند و علاوه بر ژنهای اصلی ،چنانکه ژن Pr در ژنوتیپ باشد ،رنگ دانه به رنگ بنفش،و اگر Pr وجود نداشته باشد رنگ قرمز خواهد بود.

بذر یا تخمک رسیده عبارت است از گیاهی کوچک با پوشش محافظتی که درونی پیشرفته دارد.محتوای ساختمانی بیشتر بذرها ذخیره ی غذایی اند که به آن آندوسپرم می گویند.آندوسپرم ساخته شده از پروتئین ها ، کربوهیدرات ها و چربیها.

ساختمان و سبز شدن:

بذرها از دوساختمان تک لپه و دو لپه و روشهایی از مراحل گوناگون تشکیل شده اند.

بذر های تک لپه:

ü پوشش جنین-از دیواره ی کیسه جنینی (بافت مادر)

ü آندوسپرم-ذخایر غذایی حاوی 3 جایگاه کروموزمی هستند.

قسمتی از برگ تک لپه برش داده شده

جنین-گیاه نارس

ü لپه-برگ بذر مانند

ü ساقه چه-جوانه زدن

ü ریشه چه-ریشه

جوانه زنی گیاه ذرت

بذرهای دولپه:

پوشش بذر-از دیواره کیسه جنینی و بافت آندوسپرم(در طی توسعه آندوسپرم، تقسیم بندی متوقف شده و بافت جنینی آن را جذب می کند

ü جنین-گیاه نارس

ü لپه- ذخایر غذایی

ü ساقه چه-ساقه

ü هیپوکوتیل-ساقه

ü ریشه چه-ریشه(6)

قسمتی از بذر دولپه برش داده شده.

جوانه زنی گیاه لوبیا

دانه غلات:

گیاهان خانواده غلات (Gramineae) از نظر تنوع و تولید در تغذیه انسان بیشترین سهم را دارند.دانه های تولید شده از گندم ، جو،ذرت، ذرت خوشه ای، ازرن، برنج، چاودار، یولاف، نزدیک به 90% کل تولید دانه را تشکیل می دهند مهمترین و رایج ترین غلات برنج ، برنج ، گندم و ذرت است.

میوه ( دانه):

میوه غلات یک گندمه ، میوه خشک ناشکوفا می باشد که در آن پریکارپ نازک شده و به پوسته چسبیده و همراه با پوسته بذر رشد کرده است. در یک برش طولی دانه گندم می توان بخشهای ذیل را تشخیص داد:

پریکارپ

تستا

آندوسپرم

جنین

پریکارپ:

پریکارپ یا پوسته میوه (غشا تخمدان) از 5-4 لایه سلول که از دیواره تخمدان منشا گرفته اند تشکیل شده است.

پریکارپ از اپی کارپ ، مزوکارپ که خود از دو لایه تشکیل شده ، یکی درونی (سلولهای بی رنگ ) و دیگری برونی (سلولهای با دیواره ضخیم ) و آخرین لایه اندوکارپ نام دارد.

تستا یا پوسته بذر:

بسیار نازک است و از دو لایه سلول ساخته شده است که از دیواره تخمدان منشا می گیرند .لایه داخلی به رنگ قرمز، قهوه ای و زرد دیده می شود

لایه آلئورون:

از یک لایه سلول ساخته شده است ، سلولهای این لایه بزرگ و دارای دیواره ضخیم می باشند، این لایه غنی از پروتئین و آنزیم( آمیلاز، پروتئازو....) می باشد.مواد پروتئینی آن بیشترگلوبولین است و گلوتن در این لایه وجود ندارد و فضای بین سلولی در میان سلولهای این لایه دیده نمی شود.

آندوسپرم:

آندوسپرم بزرگترین بخش دانه غلات می باشد (80% وزن میوه) سلولهای آندوسپرم دارای دیواره نازک از مواد نشاسته ای و پروتئینی می باشند.مواد پروتئینی آندوسپرم بیشتر از گلیادین و گلوتنین می باشد ، که در صورت ترکیب با آب تبدیل به گلوتن می گیرند.

جنین یا رویان:

جنین در قسمت پایینی دانه قرار گرفته و به وسیله اسکوتلم ( لپه گیاهک دانه) حفاظت می گردد.سلول های اسکوتلم متحدالشکل و دارای قطر یکسان می باشند ( به استثنای سلولهای مجاور آندوسپرم)

دانه گندم:

دانه های گندم به اشکال مختلف مانند گرد ، بیضی ، تخم مرغی، و بیضی دراز می باشند.از نظر درشتی و ریزی نیز بسیار متفاوت می باشند.دانه های گندم به رنگ سفید ، متمایل به خاکستری زرد ، قرمز روشن و قرمز تیره دیده می شوند.طول دانه بین 12-3 میلی متر و ضخامت آن بین 4-1.5 می لی متر متغییر است، در قسمت فوقانی دانه گندم کرک های ظریفی وجود دارند که بوسیله چشم دیده نمی شوند.قسمت تحتانی آن گرد یا کروی می باشد،قسمت پشت دانه بدون شیار و قسمت شکم شیار دار می باشد از روی این شیارها(طول و عمق) می توان انواع گندم را از هم تشخیص داد.

ترکیبات شیمیایی دانه گندم:

دانه گندم دارای مقدار بسیار زیادی مواد غیر ازته ، مواد پروتئینی و آب می باشد.مواد معدنی و سلولز ، مقدار بسیار کمی در دانه گندم وجود دارد.دانه گندم همچنین دارای مقادیری ویتامین، آنزیم و سایر مواد می باشد.(3)

ترکیبات شیمیایی دانه گندم به صورت اختصاری در جدول زیر آمده است:

مواد غیر ازته(کربوهیدرات)	75-62%
موادپروتئینی (ترکیبات ازته)	24-8%
مواد چربی	2-1.5%
مواد سلولزی	2.5-1.9%
مواد معدنی	2.5-1.9%
ویتامین ها	2.3-1.5%

دانه ذرت:

دانه ذرت که یک میوه گندمه (Caryopsis) یا به عبارت دیگر ، یک میوه تک دانه ای خشک و ناشکوفا است، 16-9 میلی متر طول ، 9-6 میلی متر عرض و 6-3 میلی متر قطر داشته و وساختمان آن به شرح زیر است:

الف: پوسته میوه:(pericarp)

پوسته میوه که یک دیواره نازک است ، از چند لایه سلول تشکیل شده و قسمت های داخلی دانه را فراگرفته است، پریکارپ مجموعا 6% دانه را تشکیل می دهد.و از لحاظ سلولز و همی سلولز غنی بوده و دانه را از خسارت مکانیکی و عوامل نامساعد محیطی حفاظت می کند.

ب) لایه آلئورون ( Aleurone):

این لایه که طبقه منفردی از سلول هاست، بلافاصله بعد از پوسته میوه قرار دارد. رنگ های آبی و بنفش دانه ذرت مربوط به سلول های همین لایه بوده و در این لایه پروتئین بوده و در این لایه پروتئین نیز جمع می شود.

ج) آندوسپرم یا آردینه ( Endosperm):

آندوسپرم همان بافت غذایی دانه است و حجم اصلی دانه را به وجود آورده و حدود 85% آن را تشکیل می دهد.آندوسپرم بیشتر در قسمت بالای دانه قرار دارد.در ذرت دو نوع آندوسپرم دیده می شود:

آندوسپرم سخت: شاخی یا شیشه ای که معمولا سخت و نیمه شفاف بوده و دارای پروتئین بیشتری بیشتری است. این بافت معمولا زرد یا بدون رنگ است.

آندوسپرم نرم: یا آردی یا نشاسته ای که بافت این گونه آندوسپرم نرم،آردینه ای و مات بوده و رنگ آن سفید است .پروتئین این تیپ کمتر بوده ولی نشاسته بیشتری دارند.

د) جنین دانه(Embryo):

جنین ذرت که حدود 10تا 12 درصد آن را تشکیل می دهد، در قسمت پایین دانه قرار دارد .دانه بدون آب ذرت حدود 77% نشاسته ( دو سوم نشاسته معمولا آمیلو پکتین و یک سوم آن آمیلوز ) 9 درصد پروتئین ، 5% چربی (تا 7%) ، 5% نپتوزان ، 2% قند و 2% خاکستر دارد.حدود 80% روغن ذرت در قسمت جنین دانه متمرکز شده است .

دو ژن opaque2 و floury2 باعث افزایش اسی های آمینه لیزین و تریپتوفان در پروتئین ذرت شده و در نتیجه کیفیت محصول 50-30 % افزایش می یابد.وزن هزاردانه ذرت بین 100 تا 400 گرم متغییر است.

منابع:

1) زراعت غلات-دکتر مهدی تاج بخش، دکتر علی اضغر پور میرزا-جهاد دانشگاهی آذربایجان غربی

2) بذر شناخت، گواهی و کنترل آن-دکتر مهدی تاج بخش-انتشارات احرار تبریز

3) زراعت غلات(جلد اول)-دکتر قربان نورمحمدی، دکتر سیدعطا سیادت، دکتر علی کاشانی-انتشارات دانشگاه شهید چمران

4) http://agriculture.mihanblogh.com/post/135

5) http://www.daneshju.ir/forum/sitemap/t-65047.html

Colorado State University Extension ۶

ساختمان بذر

مطالب مشابه :

عكس هنري زيبا از طبيعت

استفاده از سیستم ماشین بینایی در ارزیابی ناخالصی ها، افت مفید و غیر مفید گندم

ساختمان بذر

کشت و پرورش گیاهان باغی سبزی کاری گل، کاری و صیفی کاری

پرایمینگ بذر،انواع ونقش آن در زراعت

گالري عكس 3 (از كاليفرنيا)