نقش ویتامین ها در متابولیسم گیاهی

نقش ویتامین ها در متابولیسم گیاهی چیست

تاثیرکاربرد ویتامین های B بر کاهش اثرات تنش و فعالیت های آنزیمی گیاهان

یکی از تاثیرات کمتر شناخته شده در فعل و انفعالات گیاهی، نقش ویتامین ها است. ویتامین ها نه تنها برای انسان بلکه برای گیاهان نیز ضروری است. تمام ویتامین های گیاهی دارای فعالیت آنتی اکسیدانی قوی هستند. آنها با هماهنگی با گلوتاتیون و آنتی اکسیدان های آنزیمی برای کنترل مقدار پراکسید هیدروژن تشکیل شده در سلول عمل می کنند. ویتامین‌های گیاهی متابولیسم گیاه را تنظیم می‌کنند، شیمی ردوکس را تغییر می‌دهند و به عنوان کوفاکتورهای آنزیمی عمل می‌کنند، بنابراین عملکرد محصول و مقاومت در برابر تنش‌های زنده و غیرزیستی را افزایش می‌دهند.

عملکرد اصلی ویتامین ها

(1) به عنوان کوفاکتور در مسیرهای متابولیک مختلف عمل می کنند

(2) تولید ترکیبات ضروری برای گیاهان را تسهیل می نمایند

(3) ایجاد مقاومت در برابر عوامل بیماری زا و تنش های غیر زیستی می کنند

(4) به طور مستقیم رشد گیاه را تقویت می کنند 5) در تبدیل انرژی از ترکیبات ذخیره شده شرکت می کنند.

بسیاری از مطالعات نشان داده اند که ویتامین ها می توانند آسیب های ناشی از استرس غیرزیستی را در گیاهان کاهش دهند .تنش غیر زیستی منجر به کمبود ویتامین ها و کوفاکتورها می شود که باعث کاهش عملکرد رشد گیاهان می شود و مکمل ویتامین ها در شرایط تنش، باعث بهبود عملکرد و رشد آنها می شود. به عنوان مثال، ویتامین های B پیش ساز کوفاکتورهای متابولیک ضروری هستند اما در شرایط استرس مستعد تخریب هستند، بنابراین منطقی است که گیاهان تحت تنش از کمبود ویتامین B رنج ببرند و برخی از علائم استرس اثرات متابولیکی این کمبودها هستند. بین ویتامین‌های B، کوفاکتورهای آنزیمی و شرایط استرس در گیاهان ارتباط وجود دارد. نتایج برخی آزمایشات نشان می دهد که ویتامین B باعث بهبود تنش اکسیداتیو گیاهان و در نهایت افزایش عملکرد و افزایش رشد گیاه می شود.
ویتامین های گروه B شامل کوفاکتورهای آنزیمی محلول در آب و مشتقات آنها است که در فرآیندهای متابولیک متنوع در گیاهان و همچنین در حیوانات و میکروارگانیسم‌ها مشارکت دارند.
هفت ویتامین این مجموعه را تشکیل می دهند: B1 (تیامین)، B2 (ریبوفلاوین)، B3 (نیاسین)، B5 (اسید پانتوتنیک)، B6 (پیریدوکسین، پیریدوکسال و پیریدوکامین) B8 (بیوتین) و B9 (فولات). هر هفت ویتامین B در رژیم غذایی انسان برای تغذیه مناسب مورد نیاز است زیرا انسان فاقد آنزیم برای سنتز این ترکیبات جدید است.

ویتامین B1 (تیامین)

تیامین (ویتامین B1) یک محرک رشد است که به عنوان کوفاکتور در بسیاری از مکانیسم های دینامیکی گیاه عمل می کند، اگرچه نقش کامل آن هنوز به طور کامل شناخته نشده است. از میان محرک های رشد گیاهی و گروه ویتامین B، تیامین نقش بسیار مهمی در کاهش اثرات نامطلوب تنش غیرزیستی از جمله تنش خشکی بر محصولات مختلف دارد. استفاده از تیامین در شرایط تنش برای کاهش آسیب غشا و افزایش جذب پتاسیم، محتوای نسبی آب، قندهای محلول، اسیدهای آمینه آزاد و افزایش ماده خشک در گیاهان پیشنهاد شده است. تیامین را می‌توان در بسیاری از اندام‌های گیاهی مانند برگ‌ها، گل‌ها، میوه‌ها، دانه‌ها، ریشه‌ها، غده‌ها و پیازها یافت و یک کوفاکتور برای آنزیم‌های دخیل در سنتز اسیدهای آمینه و همچنین چرخه کربس و کالوین است. تیامین به عنوان جزئی از محیط کشت اصلی بسیاری از گونه های گیاهی استفاده می شود.
محلول‌پاشی تیامین به صورت اسپری روی شاخساره یا افزودن آن به محیط ریشه زایی در غلظت های متفاوت به صورت هفتگی و یا دو روزه در کاهش اثرات نامطلوب تنش شوری بر روی گیاه آفتابگردان و ارقام ذرت متحمل و حساس به شوری مؤثر بود و اثرات استرس اکسیداتیو را به حداقل رساند. علاوه بر این، گیاهان ذرت تیمار شده با تیامین از نظر محتوای نسبی آب، اسیدهای آمینه و قندهای محلول در شرایط شور بهتر بودند. علت پتانسیل بیشتر آب برگ با تیمار تیامین ممکن است این باشد که استفاده از تیامین با تجمع پرولین، تنش اسمزی را کاهش داده و در نتیجه پتانسیل آب برگ گیاهان تحت تنش را افزایش می دهد همچنین اثرات بهبود مشابهی از تیمار تیامین بر روی محتوای آب و پرولین برگ در آفتابگردان و ذرت تحت تنش شوری گزارش شده است. با توجه به منطق این استدلال ها و وجود داده هایی برای حمایت از آنها، درک این موضوع که به نقش ویتامین های B در تنش غیرزیستی گیاه توجه بسیار کمی شده ونادیده گرفته شده (100 برابر کمتر از هورمون ها) بسیار شوکه کننده است.