إجهاد الجفاف على النبات (2)

تأثير إجهاد الجفاف على النبات:

يعبر النبات المتعرض لإجهاد الجفاف بفقدان نسبي للماء اللازم للعمليات الحيوية في النبات، يؤدي إلى إغلاق الثغور وتقليل معدلات تبادل الغازات مع المحيط الجوي وتقلص حجم وسماكة الورقة، وتقلص امتداد الخلية وشكلها الطبيعي ونقص في النمو. وقد تتطور حالة الإجهاد لتصبح شديدة مما يؤدي إلى حدوث اضطراب في إجمالي أجزاء النبات ووظائفه الحيوية كالأيض، وتوقف عملية البناء الضوئي، مما يؤثر في بنية الخلية وشكلها تأثيراً كبيراً من خلال إحداثه خللاً في التفاعلات الإنزيمية داخلها مما يفضي في النهاية إلى موت النبات (Manivannan et al., 2008; Jaleel et al., 2008).nbsp;

وبشكل عام، تعتمد استجابة النباتات لإجهاد الجفاف على أنواعها وتراكيبها الجينية، وتختلف ردود أفعال واستجابة النبات لحالة إجهاد الجفاف اختلافاً واضحاً يعزى إلى حدة وطول فترة التعرض للإجهاد، وأصناف النباتات ومرحلة النمو التي وصلت إليها خلال تعرضها للإجهاد (Nam et al., 2001; Martinez et al., 2007).nbsp;

ونظراً لشيوع ظاهرة الجفاف في العديد من البيئات، طوّرت بعض النباتات المعمرة من آلياتها للتعامل والتأقلم مع قلة أو شح المياه في مختلف أنواع الترب والبيئات التي تنمو فيها (Arndt et al., 2001)، ويأتي التأقلم النباتي مع ظروف قلّة أو شح المياه من خلال جملة من العمليات والآليات الفيزيولوجية والكيموحيوية، التي تتراوح ما بين تحفيز إشارة تنبيهية لظرف الإجهاد الحاصل، والتحوير الطبيعي لبعض الجينات، الأمر الذي تنتج عنه تغيرات في بنية النبات، معدل النمو، الضغط الأسموزي في الثغور، الضغط الاسموزي للأنسجة النباتية، والدفاعات المضادة للأكسدة(Kozlowski and Pallardy, 2002; Yin et al., 2005; Lei et al., 2006)nbsp;

ونستعرض هنا أهم تأثيرات إجهاد الجفاف وردود فعل النبات لها:

1. التغيرات المورفولوجية:

توصف عملية النمو في الكائنات الحية عموماً وفي النبات على وجه الخصوص بأنها عملية غير عكسية، بمعنى أن ما يحدث من زيادة في الحجم والوزن لا يمكن أن يعود إلى حيث كان النبات في الأصل قبل دخوله مرحلة النمو، وعملية النمو تتضمن مراحل الانقسام الخلوي، والاستطالة في الخلايا، وحدوث التمايز الخلوي، ويتأثر كل من الانقسام والامتداد الخلويين بظروف إجهاد الجفاف بسبب ضعف أنشطة الإنزيمات وفقدان خاصية الامتلاء وانخفاض معدلات الطاقة اللازمة لإكمال مراحل النمو، وهذا ما أوضحته دراسة كل من (Farooq et al., 2009; Taiz and Zeiger, 2010; Kiani et al., 2007)، كما أكدته دراسة (Hussain et al., 2009) على نبات عباد الشمس، حيث أدت ظروف حالة الإجهاد إلى تراجع في الإنتاجية ومعدل النمو، يعزى إلى انخفاض قوة تحمل الأوراق لنقص المياه، وانخفاض في كل من معدل الانقسام الخلوي والحجم بسبب فقدان النبات خاصية الامتلاء. ويمكن أن يتفادى النبات مضاعفات وتأثيرات حالة إجهاد الجفاف بالإزهار المبكر لإنهاء دورة حياته.

2. التغيرات الفيزيولوجية:

1. عمليات البناء الضوئي:

تلعب صبغة الكلوروفيل دوراً أساسيا في عملية البناء الضوئي، وقد أفادت بعض الدراسات بأن تعرض النبات لحالة إجهاد الجفاف والعجز المائي تؤدي إلى تغيرات في معدلات الكلوروفيل أ، والكلوروفيل ب (Anjum et al., 2003; Farooq et al., 2009)، وقد بيّنت دراسة أخرى انخفاضاً في محتوى الكلوروفيل في نبات القطن عند تعرضه لحالة إجهاد الجفاف (Massacci et al., 2008)، نتائج مشابهة تم الحصول عليها في نبات Catharanthusroseus (Jaleel et al., 2008). كما يتناقص معدل البناء الضوئي في الأوراق في الأجزاء العليا من النبات بشكل كبير بتناقص المحتوى المائي، ويتناقص معها درجة تحمل الأوراق لظروف الإجهاد (Lawlor and Cornic, 2002)، في حين بيّنت بعض الدراسات بأن الانخفاض عملية البناء الضوئي في حالات إجهاد الجفاف يرجع إما لانغلاق الثغور أو لانخفاض معدلات الأيض في هذه الحالات (Lawson et al., 2003، Anjum et al., 2003).nbsp;

2. النشاط الأنزيمي ومحتوى النبات من البروتينات والكربوهيدرات: