تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك ودرجة الحموضة على التركيب التشريحي لجذر جنين شجرة التفاح أثناء التقسيم الطبقي

خلال فترة التقسيم الطبقي للبذور، تحدث تحولات بيوكيميائية وفيزيولوجية وتركيبية معقدة في الجنين، والتي تؤثر على الإنبات والنمو والتطور اللاحق للنبات.

تتأثر العمليات المعقدة التي تحدث في البذور بالمواد الفعالة فيزيولوجيًا. أحد هذه المواد، كما أظهرت العديد من الدراسات، هو حمض الهيوميك وحمض الفولفيك. المواد الدبالية القابلة للذوبان في الماء في الظروف اللاهوائية تعزز إنبات البذور. حتى البذور القديمة التي لم تنبت في الظروف العادية، اكتسبت القدرة على الإنبات تحت تأثير المواد الدبالية. هذا دفعنا إلى دراسة تأثير حمض الهيوميك على التركيب التشريحي لجنين بذور التفاح تحت تفاعلات وسط مختلفة أثناء عملية التقسيم الطبقي.

هذا السؤال لم يتم دراسته بشكل كاف حتى الآن.

منهجية البحث

في التجربة، تم استخدام بذور التفاح البري (Malus silvestris)، التي تم الحصول عليها من غابة نوفوموسكوفسك في منطقة دنيبروبتروفسك وجمعت من أشجار أمهات في بداية المرحلة العمرية الرابعة. تم اختيار الثمار من الجانب الغربي والجنوبي الغربي للأجزاء العليا من التاج في مرحلة قريبة من النضج البيولوجي الكامل، بحجم متوسط يتراوح وزنه بين 43-46 جرامًا.

بعد استخراج البذور من الثمار، تم تقسيمها إلى ثلاث فئات. للتقسيم الطبقي والدراسات اللاحقة، تم استخدام بذور مختارة بعناية من الفئة الكبيرة فقط، والتي تميزت بتجانس كبير في الشكل واللون. تميزت البذور بالمؤشرات المتوسطة التالية: وزن 1000 بذرة — 34.66 جرامًا؛ الطول — 8.6 ملم؛ العرض — 4.9 ملم؛ السمك — 2.3 ملم.

تم تقسيم البذور طبقيًا في رمل مغسول ومكلس في أكياس بولي إيثيلين. في لحظة وضع البذور للتقسيم الطبقي، تم إضافة محلول هومات البوتاسيوم Agro.Bio بدرجة حموضة وتركيز معين إلى الأكياس. تم إضافة الهومات في شكل هومات البوتاسيوم المنقى بتركيزات 0.001%، 0.01%، 0.1%، و0.5% عند درجة حموضة الوسط 4.94؛ 5.91؛ 6.98 و8.04 على خليط السيرينسن III العازل. التحكم — جميع قيم درجة حموضة الوسط بدون حمض الهيوميك.

في وحدة التبريد، تم الحفاظ على درجة حرارة +5°م لمدة 70 يومًا من التقسيم الطبقي، ثم تم تخفيضها إلى +1°م وحافظ على هذا النظام حتى نهاية التقسيم الطبقي. في اليوم 122 من التقسيم الطبقي، تم زرع البذور على ورق ترشيح في أطباق بيتري لتحديد طاقة الإنبات، وتم زرعها في أوعية نباتية لدراسة كثافة النمو.

للبحث التشريحي، في اليومين 70 و90 من التقسيم الطبقي، تم اختيار 10 بذور من كل مجموعة، تم تنظيفها من الأغلفة حتى الفلقات وتثبيتها في خليط نافاشين. تم تثبيت المادة، وغسلها، وتمريرها عبر سلسلة من الكحوليات وسائل وسيط، وتضمينها في بارافين، وقطعها بالميكروتوم، ولصق المقاطع على الشرائح وفقًا للطريقة المعتادة. متوسط سمك المقاطع التي تم الحصول عليها — 5-7 ميكرومتر. تم تلوين المستحضرات بالهيماتوكسيلين ومحلول الإيوزين المائي وفقًا لطريقة غانزين مع تضمينها في البوليستيرين.

في سلسلة المقاطع العرضية التي تم إجراؤها في اليومين 70 و90 من التقسيم الطبقي للبذور، تم قياس أنسجة جذر الجنين والخلايا بالطول والعرض عند قاعدة الجذر بتكبير 300 مرة وفقًا لطريقة يورتسيف. القيم العددية للتغيرات التشريحية هي متوسط 50 قياسًا.

نتائج البحث

عند دراسة تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك على التركيب التشريحي لجذر جنين شجرة التفاح، كان من المثير للاهتمام تحديد درجة تمايز الأنسجة، وخاصة اللحاء الأولي والخشب، التي توصل المواد العضوية المصنعة والمركبات المعدنية. بالإضافة إلى ذلك، كان من المهم دراسة تأثير هومات البوتاسيوم Agro.Bio على أحجام الخلايا.

في الأدبيات، هناك تقارير قليلة فقط عن درجة تمايز الأنسجة تحت تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك. ومع ذلك، أظهرت دراسات العديد من المؤلفين تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك على أحجام الخلايا. يظهر التركيب التشريحي لجذور وسيقان وأوراق الطماطم والبنجر السكري والقمح الربيعي أن حمض الهيوميك وحمض الفولفيك لهما أكبر تأثير على نظام الجذر، ثم الورقة، وأخيرًا الساق. في هذه التجارب، زاد حمض الهيوميك وحمض الفولفيك طول خلايا قشرة الجذر بنسبة 78-180%.

المواد الدبالية القابلة للذوبان في الماء عند ملامستها المباشرة لأنسجة جذور Sinapis alba تسبب انقسامًا سريعًا للخلايا، كما تؤثر على استطالتها.

كشفت دراستنا لتأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك عند قيم مختلفة لدرجة حموضة الوسط على أحجام خلايا الحمة وتمايز الأسطوانة المركزية لجذر جنين بذور التفاح عن نمط عام لزيادة أحجام الخلايا تحت تأثيرهما (الجدول 1). يحدث استطالة الخلايا في البشرة، والأدمة الخارجية، وحمة القشرة الأولية، والبطانة، والحلقة المحيطة بالأسطوانة المركزية لجذر الجنين. تم تحديد أكبر أحجام لخلايا حمة القشرة الأولية والأسطوانة المركزية عند تركيز حمض الهيوميك 0.1% و0.01% ودرجة حموضة الوسط 6.98. كان لحمض الهيوميك وحمض الفولفيك تأثير كبير أيضًا على تمايز خلايا الأسطوانة المركزية.

الجدول 1. تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك على أحجام خلايا الحمة وتمايز الأسطوانة المركزية

تركيز حمض الهيوميك وحمض الفولفيك، %	خلايا حمة القشرة الأولية، ميكرومتر		خلايا حمة الأسطوانة المركزية، ميكرومتر		التمايز في الأسطوانة المركزية
	اليوم 70 الطول	اليوم 90 العرض	اليوم 70 الطول	اليوم 90 العرض	اليوم 70	اليوم 90
درجة حموضة الوسط 4.94
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	20	20	23	23	لا	لا
0.001	23	23	27	24	لا	لا
0.01	30	27	33	20	لا	لا
0.1	35	26	37	25	لا	يبدأ
0.5	36	30	27	27	تشوه الخلايا	تشوه الخلايا
درجة حموضة الوسط 5.91
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	20	19	23	23	لا	لا
0.001	23	23	27	24	لا	لا
0.01	30	27	33	20	لا	لا
0.1	35	26	37	25	لا	يبدأ
0.5	36	30	27	27	تشوه الخلايا	تشوه الخلايا
درجة حموضة الوسط 6.98
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	20	19	26	25	لا	لا
0.001	26	25	33	30	لا	يبدأ
0.01	30	27	36	30	لا	نعم
0.1	39	30	40	32	يبدأ	نعم
0.5	40	24	30	27	تشوه الخلايا	تشوه الخلايا
درجة حموضة الوسط 8.04
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	19	19	25	24	لا	لا
0.001	25	24	30	29	لا	يبدأ
0.01	27	24	33	24	لا	يبدأ
0.1	33	27	35	29	يبدأ	نعم
0.5	36	24	27	24	تشوه الخلايا	تشوه الخلايا

تؤثر زيادة حموضة الوسط أو قلويته، وكذلك انخفاض تركيز حمض الهيوميك وحمض الفولفيك، بشكل أقل إيجابية على تطور الخلايا. يعتبر تركيز حمض الهيوميك 0.5% مرتفعًا جدًا ويؤدي إلى تغيرات مرضية في الخلايا: في كثير من الحالات، لوحظ تشوهها، أو تغير في هيكلها، أو استطالة مفرطة.

لدرجة تمايز وتطور الخشب الأولي واللحاء أهمية كبيرة لزيادة طاقة إنبات البذور، وكذلك لنمو الشتلات. تشير البيانات التجريبية إلى زيادة كبيرة في مساحات الأنسجة الناقلة لجذر جنين شجرة التفاح وتمايزها تحت تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك (الجدول 2). تختلف طاقة تكوين اللحاء الأولي والخشب اعتمادًا على ظروف التقسيم الطبقي. على سبيل المثال، في اليوم 70، تبلغ مساحة اللحاء الأولي والخشب من المساحة الكلية للمقطع: بدون حمض الهيوميك — 3.7-6.3% (عند قيم مختلفة لدرجة حموضة الوسط)، وبوجود حمض الهيوميك — 5.4-13.6%؛ في اليوم 90 — 8.4-14% و12-23.8% على التوالي.

لوحظ أعلى درجة من تمايز اللحاء الأولي والخشب عند تركيز حمض الهيوميك 0.1-0.01% ودرجة حموضة الوسط 6.98.

مقارنة البيانات التشريحية، وطاقة الإنبات، وكما أظهرت الدراسات اللاحقة، سرعة النمو اللاحقة للشتلات، قادتنا إلى اقتناع بأن درجة تمايز الأنسجة الناقلة هي، مثل التغيرات البيوكيميائية، مؤشر مهم على استعداد البذرة للإنبات.

الجدول 2. التغيرات التشريحية في جذر جنين شجرة التفاح البري تحت تأثير هومات البوتاسيوم Agro.Bio

تركيز حمض الهيوميك، %	مساحة الأنسجة، ألف ميكرومتر²		من المساحة الكلية للمقطع، %
	القشرة الأولية	اللحاء والخشب	اليوم 70	اليوم 90
درجة حموضة الوسط 4.94
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	560.3	522.5	3.8	9.4
0.001	578.6	497.4	5.0	12.8
0.01	560.4	565.6	6.4	12.0
0.1	569.7	462.4	7.5	18.9
0.5	593.5	536.3	7.5	6.4
درجة حموضة الوسط 5.91
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	530.4	469.4	6.3	14.0
0.001	584.0	504.9	7.4	14.3
0.01	514.3	462.4	10.6	18.9
0.1	568.3	425.5	9.3	22.4
0.5	---	---	تشوه الخلايا	---
درجة حموضة الوسط 6.98
التحكم (بدون حمض الهيوميك)	578.9	496.2	6.1	12.3
0.001	568.3	512.4	7.7	14.9
0.01	588.2	431.7	7.8	23.1
0.1	532.4	431.7	13.6	23.8
0.5	534.1	526.9	---	---
ملاحظة. عند جميع قيم درجة حموضة الوسط، كان نصف قطر المقطع يساوي 450±5.3 ميكرومتر، المساحة الكلية — 635.8±15 ألف ميكرومتر²، دقة التجربة — 0.47.

الاستنتاجات

1. يؤثر حمض الهيوميك وحمض الفولفيك بشكل كبير على التركيب التشريحي لجذر جنين بذور شجرة التفاح البري أثناء عملية التقسيم الطبقي. يعجلان بدرجة تمايز الأنسجة الناقلة ويزيدان من أحجام الخلايا. يكون التأثير الأمثل لمحلول هومات البوتاسيوم Agro.Bio بتركيز 0.1% و0.01% عند درجة حموضة الوسط 6.98.
2. تعتبر درجة تمايز الأنسجة الناقلة مؤشرًا مهمًا على استعداد البذرة للإنبات، مما يحدد طاقة الإنبات والنمو اللاحق للشتلات.