Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Өсімдіктің тұқымнан немесе спорадан өсу процесі
Process by which an organism grows from a spore or seed
Көнеруд – бұл өсімдіктің тұқымнан немесе спорадан өсу процесі. Бұл термин гүлді және қызыл қызыл өсімдіктердің тұқымынан шығыршықтардың пайда болуына, саңырауқұлақтардың, папоротниктердің, бактериялардың спораларынан споралы өсімдердің өсуіне, сондай-ақ тұқымдық өсімдіктердің тозаңдарынан тозаң түтігінің өсуіне қолданылады.
Germination is the process by which an organism grows from a seed or spore. The term is applied to the sprouting of a seedling from a seed of an angiosperm or gymnosperm, the growth of a sporeling from a spore, such as the spores of fungi, ferns, bacteria, and the growth of the pollen tube from the pollen grain of a seed plant.
Тұқымдық өсімдіктер
Өскіндеу – тұқымның ішіндегі өсімдіктің өсуі, нәтижесінде көшет пайда болады. Бұл сондай-ақ тұқымның метаболизмінің қайта жандану процесі, оның нәтижесінде тамырша мен шөптесін пайда болады. Қан тамырлы өсімдіктің тұқымы – еркек және әйел репродуктивті жасушалары біріккеннен кейін жемісте немесе қызыл гүлде пайда болатын шағын пакет. Барлық толыққанды дамыған тұқымдарда эмбрион және, көптеген өсімдік түрлерінде, қоректік заттардың қоры болады, олар тұқым қабығына оралған. Ұйықтасқан тұқымдар – өсуді қайта бастау үшін белгілі бір ішкі немесе сыртқы стимулдар қажет болатын, тірі тұқымдар. Дұрыс жағдайларда тұқым өскіні бастайды, эмбрион өсуді жаңартып, көшетке айналады. Топырақтың бұзылуы топырақтағы тұқымдарды қоршаған орта факторларының өзгеруіне ұшыратып, өсуге бұрын кедергі келтірген тереңдік немесе тығыз топырақ салдарынан өсімдіктердің қарқынды өсуына әкелуі мүмкін. Бұл көбінесе жерленгеннен кейін зираттарда байқалады. Тұқымның өскіні ішкі және сыртқы жағдайларға байланысты. Ең маңызды сыртқы факторларға дұрыс температура, су, оттегі немесе ауа және кейде жарық немесе қараңғылық жатады. Оттегі – көшеттің жапырақтары жетілгенге дейін энергияның негізгі көзі болып табылатын аэробикалық тыныс алуда қолданылады. Температура жасушалық метаболизм мен өсу жылдамдығына әсер етеді. Әртүрлі өсімдік түрлерінің тұқымдары, тіпті бір өсімдіктің тұқымдары да температураның кең ауқымында өскіні бастайды. Тұқымдардың көпшілігі өскіні үшін белгілі бір температура диапазонына ие, ал одан жоғары немесе төмен температурада өскіні бастамайды. Көптеген тұқымдар 16–24°C (бөлме температурасы) температурасында өскіні бастайды, ал басқалары мұздан жоғары температурада, ал тағы басқалары жылы және салқын температураның кезектесуіне жауап ретінде ғана өскіні бастайды. Кейбір тұқымдар топырақ салқын болғанда (2–4°C), ал кейбіреулері топырақ жылы болғанда (24–32°C) өскіні бастайды. Кейбір тұқымдарға ұйықтау кезеңін тоқтату үшін суық температураға (вернализацияға) ұшырау қажет. Кейбір тұқымдар ұйықтасқан күйде тіпті жағдайлар қолайлы болса да өскіні бастамайды. Температураға тәуелді ұйықтауға ие тұқымдардың физиологиялық ұйықтауы бар. Мысалы, қысқы суықты қажет ететін тұқымдар күзде суды сіңіріп, салқын температураға ұшырағанша өскіні бастамайды. Суық қабаттану – бұл өскінді ынталандыратын жарық сәулесін шығару алдындағы ұйықтауды бұзуға ықпал ететін процесс. 4°C көптеген салқын ұйықтасқан тұқымдар үшін ұйықтауды тоқтату үшін жеткілікті, бірақ кейбір топтарға, әсіресе Ranunculaceae және басқаларға, 5°C-тан төмен температура қажет. Кейбір тұқымдар орман өрті кезінде ыстық температураға ұшырағаннан кейін ғана өскіні бастайды, бұл олардың тұқымдық қабығын жарып жібереді; бұл физикалық ұйықтаудың бір түрі. Көптеген бір жылдық көкөністердің оптималды өскіні температурасы 24–32°C аралығында болады, бірақ көптеген түрлер (мысалы, редиска немесе шпинат) айтарлықтай төмен температурада, тіпті 4°C дейін өскіні бастайды, осылайша оларды салқын климатта тұқымнан өсіруге мүмкіндік береді. Оңтайсыз температуралар өскіні табыстылығының төмендеуіне және өскіні кезеңінің ұзаруына әкеледі. Жарық немесе қараңғылық өскіндік үшін қоршаған ортаның триггері болуы мүмкін және физиологиялық ұйықтаудың бір түрі болып табылады. Көптеген тұқымдар жарық пен қараңғылыққа ұшырамайды, бірақ көптеген фотобластикалық тұқымдар, соның ішінде орманды жерлерде кездесетін түрлер, көшеттің өсуі үшін жеткілікті жарыққа жол ашатын шатырдағы ашылу пайда болғанша өскіні бастамайды. Тұқымның ұйықтауына әсер ететін факторларға белгілі бір өсімдік гормондарының болуы жатады, атап айтқанда, өскінді тежейтін абсциз қышқылы және тұқымның ұйықтауын тоқтататын гибберелин. Сыра жасау кезінде арпа тұқымдары гибберелинмен өңделеді, арпа малтының өндірісі үшін тұқымның біркелкі өскінін қамтамасыз ету үшін. Өскіні кезінде жинақталған ДНК зақымдануын жою үшін жөндеу процестері белсендіріледі. Атап айтқанда, ДНК-ның бір және екі жіпті үзілуін қалпына келтіруге болады. ДНК зақымдануын бақылайтын киназа АТМ ескірген тұқым жинақтаған ДНК зақымдануына өсімдіктің өскіні арқылы оңалту реакциясын біріктіруде маңызды рөл атқарады.
Germination is usually the growth of a plant contained within a seed resulting in the formation of the seedling. It is also the process of reactivation of metabolic machinery of the seed resulting in the emergence of radicle and plumule. The seed of a vascular plant is a small package produced in a fruit or cone after the union of male and female reproductive cells. All fully developed seeds contain an embryo and, in most plant species some store of food reserves, wrapped in a seed coat. Dormant seeds are viable seeds that do not germinate because they require specific internal or environmental stimuli to resume growth. Under proper conditions, the seed begins to germinate and the embryo resumes growth, developing into a seedling. Disturbance of soil can result in vigorous plant growth by exposing seeds already in the soil to changes in environmental factors where germination may have previously been inhibited by depth of the seeds or soil that was too compact. This is often observed at gravesites after a burial. Seed germination depends on both internal and external conditions. The most important external factors include right temperature, water, oxygen or air and sometimes light or darkness. Oxygen is used in aerobic respiration, the main source of the seedling's energy until it grows leaves. Temperature affects cellular metabolic and growth rates. Seeds from different species and even seeds from the same plant germinate over a wide range of temperatures. Seeds often have a temperature range within which they will germinate, and they will not do so above or below this range. Many seeds germinate at temperatures slightly above 60 75 F (16–24 C) [room temperature in centrally heated houses], while others germinate just above freezing and others germinate only in response to alternations in temperature between warm and cool. Some seeds germinate when the soil is cool 28–40 F ( 2 4 C), and some when the soil is warm 76 90 F (24–32 C). Some seeds require exposure to cold temperatures (vernalization) to break dormancy. Some seeds in a dormant state will not germinate even if conditions are favorable. Seeds that are dependent on temperature to end dormancy have a type of physiological dormancy. For example, seeds requiring the cold of winter are inhibited from germinating until they take in water in the fall and experience cooler temperatures. Cold stratification is a process that induces the dormancy breaking prior to light emission that promotes germination Four degrees Celsius is cool enough to end dormancy for most cool dormant seeds, but some groups, especially within the family Ranunculaceae and others, need conditions cooler than 5 C. Some seeds will only germinate after hot temperatures during a forest fire which cracks their seed coats; this is a type of physical dormancy. Most common annual vegetables have optimal germination temperatures between 75–90 F (24–32 C), though many species (e. g. radishes or spinach) can germinate at significantly lower temperatures, as low as 40 F (4 C), thus allowing them to be grown from seeds in cooler climates. Suboptimal temperatures lead to lower success rates and longer germination periods. Light or darkness can be an environmental trigger for germination and is a type of physiological dormancy. Most seeds are not affected by light or darkness, but many photoblastic seeds, including species found in forest settings, will not germinate until an opening in the canopy allows sufficient light for the growth of the seedling. Factors affecting seed dormancy include the presence of certain plant hormones, notably abscisic acid, which inhibits germination, and gibberellin, which ends seed dormancy. In brewing, barley seeds are treated with gibberellin to ensure uniform seed germination for the production of barley malt. During germination, repair processes are activated to deal with accumulated DNA damage. In particular, single and double strand breaks in DNA can be repaired. The DNA damage checkpoint kinase ATM has a major role in integrating progression through germination with repair responses to the DNA damages accumulated by the aged seed.
Дикоталық өсіп-өну
Өсімдіктің тұқымнан бірінші пайда болатын бөлігі - эмбриондық тамыр, оны тамыр түбірі немесе негізгі тамыр деп атайды. Ол өсімшектің жерге бекініп, суды сіңіре бастауына мүмкіндік береді. Тамыр суды сіңіргеннен кейін, тұқымнан эмбриондық өскін шығады. Бұл өркен үш негізгі бөліктен тұрады: жапырақшалар (тұқым жапырақтары), жапырақшалардың астындағы өркен бөлігі (гипокотил) және жапырақшалардың үстіндегі өркен бөлігі (эпикотил). Өскіннің шығу жолы өсімдік топтарына қарай әртүрлі болады.
The part of the plant that first emerges from the seed is the embryonic root, termed the radicle or primary root. It allows the seedling to become anchored in the ground and start absorbing water. After the root absorbs water, an embryonic shoot emerges from the seed. This shoot comprises three main parts: the cotyledons (seed leaves), the section of shoot below the cotyledons (hypocotyl), and the section of shoot above the cotyledons (epicotyl). The way the shoot emerges differs among plant groups.
Эпигеялық
Эпигеялық өсіп-өну (немесе эпигеялық өсіп-өну) – өсімдіктердің жер бетінде өсіп-өнуін көрсететін ботаникалық термин. Эпигеялық өсіп-өну кезінде гипокотиль созылып, ілгек түзеді және котиледондар мен апикалды меристемді топырақ арқылы итерудің орнына, тартып шығарады. Жер бетіне жеткен соң, ол түзуленіп, өсіп келе жатқан көшеттердің котиледондары мен өсу шоғырын ауаға көтереді. Бұршақ, тамаринд және папайя – осы тәсілмен өсіп-өнетін өсімдіктердің мысалдары.
Epigeal germination (or epigeous germination) is a botanical term indicating that the germination takes place above the ground. In epigeal germination, the hypocotyl elongates and forms a hook, pulling rather than pushing the cotyledons and apical meristem through the soil. Once it reaches the surface, it straightens and pulls the cotyledons and shoot tip of the growing seedlings into the air. Beans, tamarind, and papaya are examples of plants that germinate this way.
Монокоттың өсіп-өнуі
Монокотты тұқымдарда ұрықтың тамыршығы мен жапырақшасы тиісінше колеорхиза және колеоптилмен қапталған. Колеорхиза тұқымнан бірінші болып өседі, одан кейін тамыршық өседі. Колеоптил содан кейін жер бетіне дейін итеріліп шығады, онда ол ұзартуын тоқтатады және алғашқы жапырақтар пайда болады. Жаңғақтанған кезде түтікше жасушасы ұзарып, тозаң түтігіне айналады. Гүлде тозаң түтігі жұмыртқаға қарай өседі, онда тозаң түйіршігінде пайда болған сперма ұрықтандыру үшін босатылады. Жаңғақтанған тозаң түйіршігі және оның екі сперма жасушасы осы өсімдіктердің жетілген аталық микрогаметофиті болып табылады.
In monocot seeds, the embryo's radicle and cotyledon are covered by a coleorhiza and coleoptile, respectively. The coleorhiza is the first part to grow out of the seed, followed by the radicle. The coleoptile is then pushed up through the ground until it reaches the surface. There, it stops elongating and the first leaves emerge. During germination, the tube cell elongates into a pollen tube. In the flower, the pollen tube then grows towards the ovule where it discharges the sperm produced in the pollen grain for fertilization. The germinated pollen grain with its two sperm cells is the mature male microgametophyte of these plants.
Споралардың өсіп-өнуі
Жасушалардың өрлеуі де тоқтау спораларынан жасушалардың пайда болуын, сондай-ақ саңырауқұлақтарда, балдырларда және кейбір өсімдіктердегі споралардан өрлеуші гифалар немесе таллилердің өсуін білдіреді. Конидиялар – нақты жағдайларда өсетін, жыныссыз көбею (гаметалардың қосылмауы) споралары болып табылады. Конидиялардан әртүрлі жасушалар пайда болады. Ең көп кездесетіні – гифаға айналатын, өсіп, дамитын өрлеу түтікшелері. Aspergillus niger саңырауқұлағындағы өрлеу түтікшесінің бастапқы қалыптасуы және одан кейінгі созылуы холотомографиялық микроскопия арқылы 3D форматта тіркелді. Тағы бір жасуша түрі – конидиялық анастомоз түтігі (CAT); олар өрлеу түтікшелерінен жұқарақ, қысқарақ, бұтақталмайды, шектеулі өсуді көрсетеді және бір-біріне қарай қозғалады. Әрбір жасуша түтікше тәрізді, бірақ конидиялық анастомоз түтігі конидиялардың бірігуіне мүмкіндік беретін көпір құрайды.
Germination can also refer to the emergence of cells from resting spores and the growth of sporeling hyphae or thalli from spores in fungi, algae and some plants. Conidia are asexual reproductive (reproduction without the fusing of gametes) spores of fungi which germinate under specific conditions. A variety of cells can be formed from the germinating conidia. The most common are germ tubes which grow and develop into hyphae. The initial formation and subsequent elongation of the germ tube in the fungus Aspergillus niger has been captured in 3D using holotomography microscopy. Another type of cell is a conidial anastomosis tube (CAT); these differ from germ tubes in that they are thinner, shorter, lack branches, exhibit determinate growth and home toward each other. Each cell is of a tubular shape, but the conidial anastomosis tube forms a bridge that allows fusion between conidia.
Тынығу споралары
Тынық спораларда өсіп-өну – ұйықтап жатқан спораның қалың жасуша қабырғасын жарумен жүзеге асырылады. Мысалы, зигомицеттерде қалың қабырғалы зигоспорангиум жарылып, ішіндегі зигоспорадан спорангиофор пайда болады. Слизекті саңырауқұлақтарда өсіп-өну – қатайған спорадан амебоидты жасушалардың шығуына жатады. Спора қабығы жарылғаннан кейін, одан әрі даму жасуша бөлінуін қамтиды, бірақ міндетті түрде көпжасушалы организмнің дамуын емес (мысалы, слизекті саңырауқұлақтардың бос тіршілік ететін амебаларында). Олар тірі қалуға мүмкіндік береді, бірақ көбеюдің бір түрі емес. Қолайлы жағдайларда спора өсіп, тірі бактерияға айналады. Эндоспоралар аналық жасушаның ішінде, ал экзоспоралар аналық жасушаның соңында бүршік түрінде қалыптасады.
In resting spores, germination involves cracking the thick cell wall of the dormant spore. For example, in zygomycetes the thick walled zygosporangium cracks open and the zygospore inside gives rise to the emerging sporangiophore. In slime molds, germination refers to the emergence of amoeboid cells from the hardened spore. After cracking the spore coat, further development involves cell division, but not necessarily the development of a multicellular organism (for example in the free living amoebas of slime molds). They allow survival and are not a form of reproduction. Under suitable conditions the spore germinates to produce a viable bacterium. Endospores are formed inside the mother cell, whereas exospores are formed at the end of the mother cell as a bud.
Жарықпен қозғайтын өскін
Жоғарыда айтылғандай, жарық – өскіндік процесін стимуляциялайтын қоршаған ортаның бір факторы болуы мүмкін. Тұқымның өскіндікке қолайлы уақытын анықтауы қажет, және олар осыны қоршаған ортаның сигналдарын сезіне отырып істейді. Өскіндік басталғаннан кейін, пісіп жетілу кезінде жинақталған қоректік заттардың қорытылуы басталады, бұл жасушалардың кеңеюін және жалпы өсуін қолдайды. Жарықпен стимуляцияланған өскіндік кезінде фитохром B (PHYB) – өскіндік процесінің бастапқы кезеңдеріне жауапты фоторецептор. Қызыл жарық болғанда PHYB белсенді түріне айналып, цитоплазмадан ядроға өтеді, онда ол PIF1-дің ыдырауын күшейтеді. PIF1, фитохромдық өзара әрекеттесу факторы 1, өскіндік процесіндегі маңызды гормон – гиббереллин (GA) синтезін басатын ақуыздардың экспрессиясын арттыру арқылы өскіндікті теріс реттейді. Өскіндікті ынталандыратын тағы бір фактор – HFR1, ол белгілі бір жолмен жарықта жинақталады және PIF1-мен белсенді емес гетеродимерлер құрайды. Нақты механизмі белгісіз болғанымен, азот оксиді (NO) де осы жолға қатысады. NO PIF1 генінің экспрессиясын басады және қандай да бір жолмен HFR1-ді тұрақтандырады, бұл өскіндіктің басталуын қолдайды. GA мен ABA арасындағы тепе-теңдік маңызды. Егер ABA деңгейі GA деңгейінен жоғары болса, тұқым тыныш күйде қалады, ал GA деңгейі жоғары болса, тұқым өседі. Тұқымның тыныш күйден өскіндікке өтуі тұқымның тірі қалу мүмкіндігі ең жоғары болған кезде және тұқымның өскіндік процесін бастайтын және жалпы өсімдік өсуін қамтамасыз ететін маңызды сигнал – жарық болғанда жүзеге асуы керек.
As mentioned earlier, light can be an environmental factor that stimulates the germination process. The seed needs to be able to determine when is the perfect time to germinate and they do that by sensing environmental cues. Once germination starts, the stored nutrients that have accumulated during maturation start to be digested which then supports cell expansion and overall growth. Within light stimulated germination, phytochrome B (PHYB) is the photoreceptor that is responsible for the beginning stages of germination. When red light is present, PHYB is converted to its active form and moves from the cytoplasm to the nucleus where it upregulates the degradation of PIF1. PIF1, phytochrome interaction factor 1, negatively regulates germination by increasing the expression of proteins that repress the synthesis of gibberellin (GA), a major hormone in the germination process. Another factor that promotes germination is HFR1 which accumulates in light in some way and forms inactive heterodimers with PIF1. Although the exact mechanism is not known, nitric oxide (NO) plays a role in this pathway as well. NO is thought to repress PIF1 gene expression and stabilises HFR1 in some way to support the start of germination. The balance between GA and ABA is important. When ABA levels are higher than GA then that leads to dormant seeds and when GA levels are higher, seeds germinate. The switch between seed dormancy and germination needs to occur at a time when the seed has the best chances of surviving and an important cue that begins the process of seed germination and overall plant growth is light.