دانلود تحقیق مكانیزم های مقاومت به سرمازدگی

تحقیق مكانیزم های مقاومت به سرمازدگی

توضیحات :

تحقیق مكانیزم‌های مقاومت به سرمازدگی در قالب Word دارای 33 صفحه.

بخشی از متن :

مقدمه

برای تحمل و زنده ماندن، گیاهانی كه در نواحی معتدلِ زمین زندگی می‌كنند تغییرات سازش را در اواسط تابستان انجام می‌دهند. آشكارترین تغییرات از نوع ریخت شناسی است و شامل كاهش كل اندام‌های هوایی و تشكیل اندام‌های خاصی مثل غنچه‌ها و پاجوش‌ها می‌باشد. با این حال تغییرات پایدارتر در سایر بخش‌های گیاه رخ می‌دهد. كه امكان رفتن به حالت مقاوم به سرما را پیدا می‌كنند. این تحصیل مقاومت به دمای پایین معمولاً مقاومت به سرما نامیده می‌شود.

در نواحی‌ای كه دماها برای دوره‌های طولانی منجمد می‌شوند راهبردهای پرهیز از انجماد نامناسب هستند و گیاهان مقاومت به سرما را توسعه می‌دهند یعنی مكانیزمی كه به یخ زدن در داخل موجودات زنده‌ای كه نسبت به حضور یخ در داخل بافت‌هایشان مقاوم هستند شامل تشكیل یخ برون سلولی در یك دمای زیر صفر بالا است. در طی انجماد،70 تا 80 درصد از آب مایع در بافت به صورت یخ برون سلولی منجمد می‌شود كه منجر به آبگیری سلولی می‌شود.

توانایی‌های موجودات زنده برای تغییر شكل رشد یخ و تحمل آبگیری اضافی اجزای اصلی بقای سلولی هستند. در بعضی موارد، انجماد برون سلولی با یك مكانیزم دوم موسوم به فوق انجماد عمیق همراه می‌شود كه در آن آب در حالت مایع باقی می ماند . حتی در دماهای بسیار كم از مقطة جوانه‌زنیِ ناهمگن فوق انجماد عمیق فقط در بعضی از آنژیواسپرم‌ها مشاهده شده‌است و محدود به انواع سلول معین یا اندام‌های معین آن‌ها است مانند زایم پارانشیم .

تعیین كردن كمترین دمایی كه یك گیاه مورد نظر بتواند تحمل كند كار دشواری است. این دما معمولاً توسط LT50 از یك جمعیت تعیین می‌شود. یعنی دمایی كه در آن 50 درصد از جمعیت در یك آزمایش انجماد شده تحت یك سرعت سرد كردن مفروض می‌میرند ، اكثریت گیاهان غلّه نسبت به انجماد در طی تابستان حساس هستند. گیاهان در تماس با دماهای كم و یا طول روزهای كوتاه كاهش LT50 را در طی چند روز یا چند هفته نشان می‌دهند تا این كه گیاهان به تلرانس انجماد حداكثر خودشان می‌رسند. در همان هنگام، آمینو اسیدها، كربوهیدرات‌ها ، اسیدهای نوكلوئیك، لیپیدها و بعضی از فیتوهورمون‌ها در بافت‌های گیاه جمع می‌شوند . این تغییر شكل‌ها با تغییرات در فعالیت‌های آنزیم، الگوهای ایزوزیمیك و حالت ژن همراه هستند.

در بعضی گونه‌ها، تماس بعدی با دماهای انجماد ملایم برای حصول حالت كاملاً مقاوم شده لازم می‌باشد . البته این مرحلة «فوق عملِ سرما» شامل تغییرات اضافی در حالت ژن است. اهمیت این پدیده‌ها در رابطه با توسعه و بهبود تحمل سرما هنوز كاملاً درك نشده‌است. اثبات روابط علت و معلول بین تغییرات متابولیكی و ملكولی در طی مقاوم شدن به سرما و بهبود تحملِ یخ زدن، امری دشوار است. اكثر آزمایش‌‌ها به تغییرات در تركیب شیمیایی و یا حالت ژن و ارتباط آن‌ها با تغییرات در LT50 از گیاهان می‌پردازند . ولی برای حصول LT50 ، ابتدا گیاهان باید در دماهای پایین زنده بمانند.

گیاهانی كه توسط تماس با دماهای بین آسیب می‌بینند موسوم به حساس به سرما می‌باشند. وقتی دما به كمتر از نقطه از نقطة یخ زدن در ( آب ) می‌رسد، كه عموما نزدیكً به است ، قسمت عمده آب مایع در گیاه یخ می‌زند . گیاهانی كه توسط این یخ زدنِ اولیه آسیب می‌بینند ، موسوم به حساس به یخ زدن می‌باشند. وقتی كه دما باز هم پایین‌تر می‌رود، آب اضافی از سلول‌ها به یخ بین سلولی می‌رود. فقط گیاهانی كه نسبت به تشكیل اولیة یخ تحمل دارند، مقاوم به یخ زدن هستند و نقطه از بین رفتن آن‌ها LT50 ممكن است توسط میزان آبگیری‌ای تضمین شود كه سلول‌ها می‌توانند تحمل نمایند.

به دلیل این كه بهبود توسعة تحمل انجماد شامل مقامت به وقایع‌ای است كه در دماهای بالاتر از LT50 رخ می‌دهند ، بسیاری از مؤلفه‌‌های تلرانس انجماد ممكن است با LT50 مستقیماً مرتبط نباشند. و باید دارای یك عمل معین در بقای فرایند انجماد باشند. یك تغییر در سطح ملكولی ممكن است نقش مهمی در افزایش تحمل انجماد بازی نماید. اگر یكی از اعمال زیر را شامل گردد:

• كاهش دمای انجماد بافت‌ها
• افزایش توانایی فوق انجماد بافت‌ها
• افزایش و یا اصلاح تشكیل یخ برون سلولی
• محدود كردن مقدار دسیكاسیون سلول
• حفظ عملكرد پروتئین و غشاء در پتانسیل آب خیلی كم یا ذخیره كردن آن بر اساس هیدراسیون مجدد
• تنظیم متابولیسم سلولی برای شرایط دمای پایین

این فصل به شرح مكانیزم‌های ملكولی مرتبط با سرمازدگی در ارتباط با نقش احتمالی آن‌ها در بهبود راهبردهای بقایی در هنگام انجماد می‌پردازد. در بسیاری موارد، به ویژه در حالت ژن‌های تنظیم سرما، این نقش‌ها هنوز فرضیه‌ای هستند. به دلیل این كه نتیجه‌گیری‌ها براساس یك ارتباط متقابل با LT50 است، یكی از مشكلات عمده‌ای كه دانشمندان با آن روبرو هستند، حصول شواهد تجربی برای اثبات این كه تغییرات ملكولی مشاهده شده در طی سرمازدگی واقعاً به بهبود مقاومت به سرما یا انجماد (یخ‌زدگی) كمك می‌كند یا خیر، می‌باشد. (یا این كه آن‌ها از اختلالات سلولی ایجاد شده توسط دماهای كم به وجود می‌آیند.)

كنترل حالت آب

Ashworth در بازنگری‌اش در بارة تشكیل یخ در بافت‌های گیاه ، نتیجه گرفت كه

توانایی گیاهان برای كنترل فاز و مقدار آب در بافت‌های سرمازده احتمالاً مهمترین عامل بقا در هنگام یخ‌زدگی می‌باشد . حالت آب در داخل بافت‌های گیاه می‌توانند توسط روش‌های مختلف تعیین شوند. وجود آب فوق انجماد شده توسط تحلیل و ارتی افتراقی (DTA) آشكار می‌شود كه شامل كاهش تدریجی دما است . تا این كه آب فوق انجماد شده یخ بزند و باعث ظهور اگزونرم‌های دمای پایین گردد. توزیع یخ در داخل اندام‌های گیاه توسط بررسی با میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) در دمای پایین صورت می‌گیرد.

و…