جوانه زنی بذر: مرور و تعریف

جوانه زنی بذر یک فرآیند فیزیولوژیکی پیچیده است که از طریق جذب آب بعد از این که مکانیسم‌های ایجاد کننده خواب توسط محرک های مناسب برطرف شود، برانگیخته می شود. تحت شرایط مطلوب، گسترش سریع رشد جنین در اثر گسیختگی لایه‌های پوششی و خروج ریشه چه به اوج خود می‌رسد. خروج ریشه چه مبنای تکمیل جوانه زنی در نظر گرفته می‌شود. این تعریف که خروج ریشه چه، مبنای تکمیل جوانه زنی است، تنها تعریف موضوعی نزد فیزیولوژیست های بذر نیست بلکه این نقطه گذار همراه با از دست دادن تحمل به پسابدیگی مشخص می‌شود و یک نقطه در سطح مولکولی می باشد( در گیاه آرابیدوپسیس به وسیله ژن ABI5 کنترل می شود). در واقع یک تغییر مولکولی نموی از حالت جوانه زنی به مرحله گیاهچه.

• بذور بدون خواب: بذرهای کاملا بدون خواب این ظرفیت را دارند تا در محدوده وسیعی از عوامل محیطی فیزیکی نرمال که برای ژنوتیپ مقدور می باشد ،جوانه بزنند.علاوه بر نیاز اساسی برای آب، اکسیژن و درجه حرارت بذر ها همچنین ممکن است  به نور و یا نیترات حساس  باشند. جوانه زنی با جذب آب در اثر آبنوشی بذر خشک شروع می شود، و با گسترش جنین ادامه می یابد. این پدیده معمولا با تخریب لایه های پوششی و خروج ریشه چه به نقطه اوج می رسد، که معمولا به عنوان نقطه تکمیل جوانه زنی در نظر گرفته می شود.  بنابراین، خروج ریشه چه درهنگام تکمیل جوانه زنی بذر به رشد جنین ناشی از جذب آب بستگی دارد.
• طویل شدن سلولی ضروری و به طور کلی پذیرفته شده که برای تکمیل خروج ریشه چه کافی می باشد،اما  تقسیم سلولی ضروری نمی باشد. بنابراین، جوانه زنی یک فرآیند و تکمیل جوانه زنی یک اتفاق می باشد.خروج  قابل مشاهده نوک ریشه چه از میان کلیه ساختار های پوششی، معیار بارز برای تکمیل جوانه زنی بذرمی باشد.
• جذب آب توسط بذر بالغ خشک ، شامل سه مرحله می باشد، با جذب سریع اولیه (فاز I، آبنوشی) و به دنبال آن فاز تاخیری(فاز II، آماده سازی متابولیکی برای جوانه زنی). فاز III افزایش بیشتر در جذب آب است که به طور مستقیم بعد از تکمیل جوانه زنی رخ می دهد . فاز III جذب آب  باعث رشد هیدرولیک جنین و ظهور گیاهچه می شود. هورمون گیاهی ABA مانع جذب آب در فاز III  می شود.
• در بسیاری از گونه ها، بافتهای پوششی، به عنوان مثال، آندوسپرم و تستا (پوشش بذر)، به عنوان موانع فیزیکی هستند که اگر بذر بخواهد جوانه زنی را تکمیل کند باید با پتانسیل رشد جنین برآن غلبه نماید.در خواب ناشی از پوسته، از تکمیل جوانه زنی بذرها جلوگیری می شود زیرا جنین توسط لایه های پوششی محدود شده است. آندوسپرم میکروپیلار (آندوسپرم مجاور ریشه چه ، بخشی که در جوانه زنی بذر بیرون می زند ، به عنوان آندوسپرم میکروپیلار (ME) گفته می شود) از مدت زمان طولانی به عنوان یک ساختار محدود کننده در اعضای خانواده Asteraceae (به عنوان مثال کاهو) و Solanaceae (به عنوان مثال گوجه فرنگی ، توتون و تنباکو و Datura spp) شناخته می شود. اضمحلال آندوسپرم ، حداقل هیدرولیزمحدود دیواره سلولی ، با عمل هیدرولازهای خاص به نظر می رسد برای تکمیل جوانه زنی با پارگی آندوسپرم لازم است. علاوه بر آندوسپرم ، میکروپیلار تستا (بخش انتهایی تستا نزدیک میکروپیل) همچنین مانع خروج ریشه چه بذور توتون و بذور گوجه فرنگی می شود.
• Arabidopsis thaliana  و Lepidium sativum  بذرهای تیره براسیکاسه با شکافت واضح تستا و آندوسپرم هستند. مولر و همکاران (2006) نشان دادند که در بذرهای Lepidium sativum اضمحلال آندوسپرم قبل از شکافت آندوسپرم رخ می دهد و به وسیله نسبت GA-ABA کنترل می شود. لینکی و همکاران (2009) نشان دادند که اتیلن باعث تضعیف کلاهک آندوسپرم گیاه Lepidium sativum و شکافت آندوسپرم تیره براسیکاسه Lepidium sativum and Arabidopsis thaliana  می شود.  اتیلن عمل بازدارندگی اسیدابسیزیک را بر روی این دوفرایند خنثی می کند.