Тұқымнан өсіп шыққан жас өсімдік – көшет. Көшет дамуы тұқымның өнуімен басталады. Монокоты және дикоты өсімдіктерінің ерекшеліктері, құрамы жайлы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тұқымнан өсіп шыққан жас өсімдік
Young plant developing out from a seed
Көшет – тұқымнан шыққан өсімдік эмбрионынан дамитын жас спорофит. Көшет дамуы тұқымның өніп-өсуімен басталады. Типик жас көшет үш негізгі бөліктен тұрады: тамырша (эмбрионалды тамыр), гипокотил (эмбрионалды сабақ) және котиледон (тұқым жапырақтары). Гүлді өсімдіктердің екі классы (ангиоспермдер) тұқым жапырақтарының санымен ажыратылады: монокотиледондарда (монокотильдондарда) бір жапырақ тәрізді котиледон болады, ал дикотиледондарда (дикотиледондарда) екі дөңгелек котиледон болады. Гимноспормдар әртүрлірек. Мысалы, қарағай көшеттерінде сегізге дейін котиледон болуы мүмкін. Кейбір гүлді өсімдіктердің көшеттерінде котиледон мүлдем болмайды. Мұндайлары акотиледондар деп аталады. Плюмула – тұқым эмбрионының бөлігі, ол өсімдіктің алғашқы нақты жапырақтарын жаратын сабаққа айналады. Көптеген тұқымдарда, мысалы, күнбағыста, плюмула жапырақ құрылымы жоқ кішкентай конус тәрізді болады. Плюмуланың өсуі котиледондар жер бетіне шыққанға дейін жүрмейді. Бұл эпигеялық өніп-өсу. Дегенмен, кең бұршақ сияқты тұқымдарда плюмулада жапырақ құрылымы тұқымның өзінде көрінеді. Мұндай тұқымдар плюмула топырақ арқылы өсіп, котиледондар жер бетінде қалатын күйінде дамиды. Бұл гипогеялық өніп-өсу деп аталады.
A seedling is a young sporophyte developing out of a plant embryo from a seed. Seedling development starts with germination of the seed. A typical young seedling consists of three main parts: the radicle (embryonic root), the hypocotyl (embryonic shoot), and the cotyledons (seed leaves). The two classes of flowering plants (angiosperms) are distinguished by their numbers of seed leaves: monocotyledons (monocots) have one blade shaped cotyledon, whereas dicotyledons (dicots) possess two round cotyledons. Gymnosperms are more varied. For example, pine seedlings have up to eight cotyledons. The seedlings of some flowering plants have no cotyledons at all. These are said to be acotyledons. The plumule is the part of a seed embryo that develops into the shoot bearing the first true leaves of a plant. In most seeds, for example the sunflower, the plumule is a small conical structure without any leaf structure. Growth of the plumule does not occur until the cotyledons have grown above ground. This is epigeal germination. However, in seeds such as the broad bean, a leaf structure is visible on the plumule in the seed. These seeds develop by the plumule growing up through the soil with the cotyledons remaining below the surface. This is known as hypogeal germination.
Фотоморфогенез және этиоляция
Жарықта өсірілген дикотиледонды көшеттерде қысқа гипокотильдер және эпикотильді ашық котиледондар пайда болады. Бұл фотоморфогенез деп те аталады. Керісінше, қараңғыда өсірілген көшеттерде ұзын гипокотильдер дамиды және олардың котиледондары эпикотильдің айналасында апикальды ілмек түрінде жабылып қалады. Бұл скотоморфогенез немесе этиоляция деп аталады. Этиоляцияға ұшыраған көшеттер сары түсті болады, себебі хлорофилл синтезі мен хлоропласттардың дамуы жарыққа тәуелді. Олар жарыққа ұшырағанда котиледондарын ашып, жасыл түске енеді. Табиғи жағдайда көшеттің дамуы скотоморфогенезбен басталады, осы кезде көшет топырақ арқылы өсіп, жарыққа мүмкіндігінше жылдам жетуге тырысады. Бұл кезеңде котиледондар тығыз жабылып, топырақ арқылы өскенде апикальды меристеманы зақымданудан қорғайтын апикальды ілмек құрайды. Көптеген өсімдіктерде тұқымдық қабық котиледондарды қосымша қорғау үшін жабады. Жер бетін бұзып, жарыққа жеткенде, көшеттің даму бағдарламасы фотоморфогенезге ауысады. Котиледондар жарыққа тигенде ашылады (егер әлі болса, тұқымдық қабықты жарып ашады) және жасыл түске енеді, жас өсімдіктің алғашқы фотосинтездік органдарын құрайды. Осы кезеңге дейін көшет тұқымда сақталған энергия қорының есебінен тіршілік етеді. Котиледондардың ашылуынан апикальды меристема және жас өсімдіктің алғашқы нақты жапырақтарынан тұратын плюмула көрінеді. Көшеттер фитохром (қызыл және алыс қызыл жарық) және криптохром (көк жарық) жарық рецепторлары арқылы жарықты сезеді. Бұл фоторецепторлардың және олардың сигналдарды трандукциялау компоненттерінің мутациялары көшеттің жарық жағдайларына сәйкес келмейтін дамуына алып келеді, мысалы, қараңғыда өскенде фотоморфогенезді көрсететін көшеттер.
Dicot seedlings grown in the light develop short hypocotyls and open cotyledons exposing the epicotyl. This is also referred to as photomorphogenesis. In contrast, seedlings grown in the dark develop long hypocotyls and their cotyledons remain closed around the epicotyl in an apical hook. This is referred to as skotomorphogenesis or etiolation. Etiolated seedlings are yellowish in color as chlorophyll synthesis and chloroplast development depend on light. They will open their cotyledons and turn green when treated with light. In a natural situation, seedling development starts with skotomorphogenesis while the seedling is growing through the soil and attempting to reach the light as fast as possible. During this phase, the cotyledons are tightly closed and form the apical hook to protect the shoot apical meristem from damage while pushing through the soil. In many plants, the seed coat still covers the cotyledons for extra protection. Upon breaking the surface and reaching the light, the seedling's developmental program is switched to photomorphogenesis. The cotyledons open upon contact with light (splitting the seed coat open, if still present) and become green, forming the first photosynthetic organs of the young plant. Until this stage, the seedling lives off the energy reserves stored in the seed. The opening of the cotyledons exposes the shoot apical meristem and the plumule consisting of the first true leaves of the young plant. The seedlings sense light through the light receptors phytochrome (red and far red light) and cryptochrome (blue light). Mutations in these photo receptors and their signal transduction components lead to seedling development that is at odds with light conditions, for example seedlings that show photomorphogenesis when grown in the dark
Тұқымның өсуі мен жетілуі
Тұқым фотосинтез жасай бастағаннан кейін, ол енді тұқымның энергия қорына тәуелді болмайды. Апикальды меристемдер өсе бастайды және тамыр мен сабақты қалыптастырады. Алғашқы "нағыз" жапырақтары кеңейеді, оларды дөңгелек котиледондардан түрлеріне қарай ерекшеленетін пішіндері арқылы ажыратуға болады. Өсімдік өсіп, қосымша жапырақтар пайда болғанда, котиледондар бірте-бірте қартаяды және түсіп қалады. Тұқымның өсуіне сондай-ақ тигмоморфогенез деп аталатын процесс арқылы жел немесе басқа да физикалық әсерлер сияқты механикалық стимуляция да әсер етеді. Температура мен жарық интенсивтілігі өсімдіктердің өсуіне әсер ететін өзара байланысты факторлар болып табылады; жарық деңгейі төмен болғанда, 28°C/13°C температура режимі күндізгі/түндегі 40 люмен/м² жарықпен тиімді (Brix 1972). 14 сағаттан кем фотопериод өсуді тоқтатады, ал жарық интенсивтілігі төмен болғанда 16 сағатқа немесе одан да көпке созылған фотопериод үздіксіз (еркін) өсуге әкеледі. Көшеттер еркін өсу режиміне енгеннен кейін, жарық интенсивтілігі төмен болғанда 16 сағаттан артық уақыт пайдаланудың көп пайдасы жоқ. 10 000-нан 20 000 люмен/м² дейінгі жоғары жарық интенсивтілігімен ұзақ фотопериодтар құрғақ зат өндірісін арттырады, ал фотопериодты 15 сағаттан 24 сағатқа дейін ұлғайту құрғақ зат өсімін екі есеге дейін арттыруы мүмкін (Pollard and Logan 1976, Carlson 1979). Браун мен Хиггинботам (1986) ақ шырша мен дірілдеп тұратын қайынның өсуіне көмірқышқыл газын байыту мен азотпен қамтамасыз етудің әсерін зерттеді. Тұқымдар атмосфералық CO2 (350 немесе 750 мкл/л) және жоғары, орташа және төмен N (15,5, 1,55 және 0,16 мМ) концентрациясы бар қоректік ерітінділермен бақыланатын жағдайда өсірілді. Тұқымдар 100 күннен кем уақыт аралығында жиналып, салмағы өлшенді және өлшемдері алынды. Азотпен қамтамасыз ету екі түрдің де биомасса жинақталуына, биіктігіне және жапырақ ауданына күшті әсер етті. Тек ақ шыршада ғана төмен азот режимінде тамыр салмағының қатынасы (RWR) айтарлықтай артты. 100 күн бойы CO2 байыту жоғары N режимінде ақ шырша көшеттерінің жапырақтары мен жалпы биомассасын, орташа N режимінде көшеттердің RWR-ін және төмен N режимінде көшеттердің тамыр биомассасын айтарлықтай арттырды. Бірінші жылдық көшеттерде әдетте өлім-жітім көрсеткіші жоғары болады, оның басты себебі - құрғақшылық, себебі тамырлар топырақпен жеткілікті байланыс орнатып, өсімдікке қауіпті су стресін болдырмау үшін жеткілікті дамымайды. Алайда, парадоксальды түрде, Эйс (1967а) минералды және шөптік тұқымдық төсектерде көшеттердің өлім-жітімі ылғалды жерлерде (аллювиум және Aralia–Dryopteris) құрғақ жерлерге (Cornus–Moss) қарағанда жоғары екенін байқады. Ол бірінші өсу маусымынан кейін құрғақ жерлерде тірі қалған көшеттердің ылғалды немесе сулы жерлердегілерге қарағанда өмір сүруге жақсы мүмкіндігі бар екенін атап өтті, онда мұз қату және нашар өсімдіктердің бәсекелестігі кейінгі жылдары маңызды факторларға айналады. Эйс (1967а) құжаттаған жылдық өлім-жітім, нәтижесінде жоғары өлім-жітім деңгейіне әкелуі мүмкін. Көшеттерге ерекше зиян келтіретін аурулардың бірі - тұнбаның кемуі. Көшеттерге ерекше зиян келтіретін зиянкестерге кескіш құрттар, құрттар, шұбарлар және ұлулар жатады.
Once the seedling starts to photosynthesize, it is no longer dependent on the seed's energy reserves. The apical meristems start growing and give rise to the root and shoot. The first "true" leaves expand and can often be distinguished from the round cotyledons through their species dependent distinct shapes. While the plant is growing and developing additional leaves, the cotyledons eventually senesce and fall off. Seedling growth is also affected by mechanical stimulation, such as by wind or other forms of physical contact, through a process called thigmomorphogenesis. Temperature and light intensity interact as they affect seedling growth; at low light levels about 40 lumens/m2 a day/night temperature regime of 28 °C/13 °C is effective (Brix 1972). A photoperiod shorter than 14 hours causes growth to stop, whereas a photoperiod extended with low light intensities to 16 h or more brings about continuous (free) growth. Little is gained by using more than 16 h of low light intensity once seedlings are in the free growth mode. Long photoperiods using high light intensities from 10,000 to 20,000 lumens/m2 increase dry matter production, and increasing the photoperiod from 15 to 24 hours may double dry matter growth (Pollard and Logan 1976, Carlson 1979). The effects of carbon dioxide enrichment and nitrogen supply on the growth of white spruce and trembling aspen were investigated by Brown and Higginbotham (1986). Seedlings were grown in controlled environments with ambient or enriched atmospheric CO2 (350 or 750 f1/L, respectively) and with nutrient solutions with high, medium, and low N content (15.5, 1.55, and 0.16 mM). Seedlings were harvested, weighed, and measured at intervals of less than 100 days. N supply strongly affected biomass accumulation, height, and leaf area of both species. In white spruce only, the root weight ratio (RWR) was significantly increased with the low nitrogen regime. CO2 enrichment for 100 days significantly increased the leaf and total biomass of white spruce seedlings in the high N regime, RWR of seedlings in the medium N regime, and root biomass of seedlings in the low N regime. First year seedlings typically have high mortality rates, drought being the principal cause, with roots having been unable to develop enough to maintain contact with soil sufficiently moist to prevent the development of lethal seedling water stress. Somewhat paradoxically, however, Eis (1967a) observed that on both mineral and litter seedbeds, seedling mortality was greater in moist habitats (alluvium and Aralia–Dryopteris) than in dry habitats (Cornus–Moss). He commented that in dry habitats after the first growing season surviving seedlings appeared to have a much better chance of continued survival than those in moist or wet habitats, in which frost heave and competition from lesser vegetation became major factors in later years. The annual mortality documented by Eis (1967a) and can consequently experience high mortality rates. Diseases which are especially damaging to seedlings include damping off. Pests which are especially damaging to seedlings include cutworms, pillbugs, slugs and snails.
Көшіру
Көшеттер әдетте, алғашқы нақты жапырақ жұбы пайда болғанда көшіріледі. Ұлыбританияда бұл көбінесе "пикинг" деп аталады. Аймақ құрғақ немесе ыстық болса, көлеңкелендіру ұсынылуы мүмкін. Көшіру стресін болдырмау үшін, құрамында тиамин гидрохлориді, 1-нафталинүксус қышқылы және индолмаслян қышқылы бар коммерциялық витамин гормоны концентратын қолдануға болады.
Seedlings are generally transplanted, when the first pair of true leaves appear. This is often known as pricking out in the UK. A shade may be provided if the area is arid or hot. A commercially available vitamin hormone concentrate may be used to avoid transplant shock which may contain thiamine hydrochloride, 1 Naphthaleneacetic acid and indole butyric acid.