منظمات النمو النباتي (Phytohormones):
تُعدّ منظمات النمو النباتي، أو الهرمونات النباتية (Phytohormones)، مركبات عضوية تُنتجها النباتات بكميات ضئيلة جدًا، لكنها تلعب أدوارًا حيوية في تنظيم جميع مراحل نموها وتطورها. تعمل هذه المواد الكيميائية كرسل إشارة، فتنتقل من مكان إنتاجها إلى الأنسجة المستهدفة لتؤثر على عمليات فسيولوجية معقدة.
1. الأنواع الرئيسية لمنظمات النمو:
تُصنّف منظمات النمو النباتي إلى خمس مجموعات رئيسية، لكل منها تركيب كيميائي مميز ومهام فسيولوجية محددة.
- الأوكسينات (Auxins): أول منظمات نمو نباتي تم اكتشافها. تتميز بتركيب كيميائي يعتمد على حمض إندول الخليك (IAA). تُنتج بشكل أساسي في القمم النامية للساق.
- الجبرلينات (Gibberellins): مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية، تُعرف أكثر من 130 نوعًا منها. تُشتق من حمض الجبريلليك وتُنتج في الأوراق الشابة والجذور.
- السيتوكينينات (Cytokinins): مشتقات من مركب الأدينين (Adenine)، وتُنتج بشكل أساسي في أطراف الجذور.
- حمض الأبسيسيك (Abscisic Acid - ABA): يُعرف بأنه "هرمون الإجهاد" في النبات. يُشتق من مركبات الكاروتينويدات.
- الإيثيلين (Ethylene): هو الغاز الهرموني الوحيد. يُصنّع من الحمض الأميني الميثيونين ويُنتج في جميع أجزاء النبات، خاصة في الأنسجة الهرمة والثمار الناضجة.
2. التخليق الحيوي والتأثيرات الفسيولوجية:
يُنتج كل نوع من هذه المنظمات عبر مسارات تخليق حيوي (Biosynthesis) محددة داخل النبات، ويؤثر على مجموعة واسعة من العمليات الفسيولوجية.
- الأوكسينات: تُخلق حيويًا من الحمض الأميني التربتوفان وتؤدي إلى استطالة الخلايا في السيقان، وتكثيف ظاهرة السيادة القمية (apical dominance) التي تمنع نمو البراعم الجانبية، وتحفز تكوين الجذور العرضية.
- الجبرلينات: تُشتق من مركب الأستيل (Acetyl-CoA)، وتعمل على تحفيز استطالة الساق وإنهاء سكون البراعم والبذور، بالإضافة إلى زيادة حجم الثمار.
- السيتوكينينات: تُصنع من مركب الأدينين، وتُحفز انقسام الخلايا، وتُؤخر شيخوخة الأوراق، وتُشجع نمو البراعم الجانبية.
- حمض الأبسيسيك: يُخلق من مركبات الكاروتينويدات ويُعرف بدوره في إغلاق الثغور استجابةً للإجهاد المائي، كما يحفز سكون البذور والبراعم.
- الإيثيلين: يُصنّع من الحمض الأميني الميثيونين، ويُعدّ المسؤول الرئيسي عن إنضاج الثمار، وتسريع شيخوخة الأوراق، واستجابة النبات للإجهاد.
3. دور منظمات النمو في التمايز والتعبير الجيني:
تُعدّ العلاقة بين منظمات النمو، والتمايز (Differentiation)، والتعبير الجيني (Gene Expression) أساسية في علم البيولوجيا النباتية. فالتمايز هو العملية التي تتحول فيها الخلايا غير المتخصصة إلى خلايا متخصصة (مثل خلايا الجذر أو الورقة).
- التحكم في التمايز: يُعدّ التوازن بين الأوكسينات والسيتوكينينات هو العامل الأكثر أهمية في تحديد مصير الخلايا النباتية. على سبيل المثال، النسبة العالية من الأوكسينات مقارنة بالسيتوكينينات تُشجع على تكوين الجذور، بينما النسبة العالية من السيتوكينينات تُشجع على تكوين السيقان والبراعم.
- التعبير الجيني: لا تعمل هذه المنظمات بشكل عشوائي، بل ترتبط بمستقبلات خاصة على الخلايا، مما يؤدي إلى تفعيل أو تثبيط جينات معينة. هذا يؤثر على إنتاج بروتينات (إنزيمات) تُحدد مسار النمو والتطور.
4. تطبيقات منظمات النمو في الزراعة والبستنة:
يتم استخدام منظمات النمو النباتي بشكل واسع في المجال الزراعي لتحقيق فوائد اقتصادية:
- في مزارع الأنسجة: تُضاف منظمات النمو إلى الأوساط الغذائية لتحفيز نمو الخلايا النباتية، وتكوين جذور أو سيقان في المختبر، مما يتيح الاستنساخ السريع للنباتات.
- في الزراعة: تُستخدم الأوكسينات لتحفيز تجذير العقل (Cuttings)، مما يساعد على تكثير النباتات. كما تُستخدم الجبرلينات لزيادة حجم العنب وتحسين جودة الفاكهة.
- في حفظ المحاصيل: يُستخدم حمض الأبسيسيك في بعض الأحيان لزيادة مقاومة النباتات للجفاف، بينما يُستخدم الإيثيلين لإنضاج الثمار بعد قطفها.