تغییر زمان گل‌دهی و تاثیر آن بر افزایش محصول

حشرات ضمن تغذیه از گیاه، ‌گرده‌های تولیدمثلی را با خود از گلی به گلی دیگر می‌برند، لذا زمان‌های متغیر گل‌دهی می‌تواند اثرات مهمی بر تولید گل، میوه، دانه و بالتبع بازدهی محصولات کشاورزی داشته باشد. مهم‌ترین فاکتورهای موثر بر گل‌دهی گیاهان عوامل خارجی نظیر نور و درجه‌حرارت هستند.

پروفسور زاچ لیپمان از مرکز تحقیقاتی سی‌اس‌اچ‌ال و همکارانش یک مکانیسم ثانویه ناشناخته در گیاهان کشف کرده‌اند که می‌تواند زمان گل‌دهی را تنظیم کند. آنها در این تحقیق از بوته گوجه‌فرنگی به‌عنوان الگو استفاده کرده‌اند. تحقیقات آنها نشان می‌دهد اگر زمان گل‌دهی تغییر پیدا کند، تغییرات مهمی در مکانیسم‌های حیاتی گیاهان ایجاد خواهد شد.

به‌عنوان مثال نتیجه گل‌دهی‌های سریع معمولا این است که تنها یک گل در شاخه دیده می‌شود، در حالی که در مواقع عادی بین هفت تا ده گل در هر شاخه وجود خواهد داشت. گیاهانی که سریع‌تر از زمان موعد گل می‌دهند، ضعیف می‌شوند، چرا که برگ‌هایشان دیگر انرژی کافی برای حمایت از گل‌ها و میوه‌ها ندارد.

برعکس این پدیده هم صادق است یعنی اگر زمان گل‌دهی به تاخیر بیفتد نسبت به شرایط متعارف گل‌های بیشتری روی یک شاخه به‌وجود خواهد آمد که البته این امر به معنای تولید میوه بیشتر است. تجزیه و تحلیل درست چنین مکانیسمی بدون‌شک بر میزان بازدهی محصول تاثیر خواهد داشت.

گل‌دهی

در طول پروسه گل‌دهی در شاخه‌های گیاه، ساختارهایی به نام گل‌آذین شکل می‌گیرند. این ساختارها یا بافت‌های گیاهی از تکثیر سلول‌های ریز چند وجهی و منظم که در وهله نخست فاقد هرگونه تمایز بافتی هستند، پدید می‌آیند. سلول‌های ریز مذکور مریستم نام دارند. به محض آن‌که گیاه سیگنال‌های محیطی اعم از نور یا درجه ‌حرارت را حس کرد به آنها پاسخ می‌دهد و این مریستم‌ها هستند که بافت‌های مختلف اعم از برگ‌ها یا گل‌ها را تشکیل می‌دهند.

در بوته‌های گوجه‌فرنگی خانگی اغلب چند گل‌آذین در هر شاخه وجود دارد. الگوهای زیگزاگ مانند بین هفت تا ده گل را در یک شاخه قرار می‌دهند. اما در گوجه‌فرنگی‌های وحشی در محل هر گل‌آذین چند گل شکل خواهند گرفت و به همین سبب است که پتانسیل تولید محصول در گوجه‌فرنگی‌های وحشی زیاد است. حتی یک نوع دیگر از گوجه‌فرنگی‌ وجود دارد که در آن به دلیل تغییرات ژنتیکی اعمال شده، تنها یک گل تولید می‌شود و همین موضوع باعث شده این گوجه‌فرنگی ظاهری نامتعارف داشته باشد. پروفسور لیپمان و همکارانش در تحقیقات خود به این نتیجه رسیدند که گل‌آذین بسته به زمان گل‌دهی، نحوه قرارگیری گل‌ها را روی شاخه مشخص خواهد کرد.

ژن کنترل‌کننده زمان گل‌دهی

در گیاهانی نظیر بوته گوجه‌فرنگی عملکرد مریستم‌ها توسط یک ساعت مولکولی تنظیم خواهد شد. تحقیقات همچنین نشان می‌دهد یکی از ژن‌های گیاهی نقش حیاتی در تنظیم ساعت مولکولی گیاهان به عهده دارد. پروفسور لیپمان می‌‌گوید گیاهان برای آن‌که تشخیص دهند در چه زمانی باید به جای برگ، گل تولید کنند به یک زمان‌بندی دقیق نیاز دارند. از قبل محققان آگاه بودند که طول روز و درجه‌حرارت محیط، زمان گل‌دهی را تنظیم می‌کند، اما همه اینها عوامل محیطی هستند. در تحقیقات اخیر مکانیسم‌ ژنتیکی به‌طور دقیق مدنظر قرار گرفته و در نهایت ژنی کشف شد که زمان گل‌دهی را در گوجه‌فرنگی تغییر می‌دهد.

این مکانیسم در مورد سایر گیاهان این خانواده یعنی تنباکو، فلفل دلمه‌ای، اطلسی و بادمجان نیز صادق است. ژنی که توسط این تیم تحقیقاتی شناخته شده به نام تی‌ام‌اف (Terminating Flower) یا ژن کنترل‌کننده زمان گل‌دهی شناخته می‌شود. نقش حیاتی این ژن پیشتر ناشناخته بود، اما در حال حاضر تیم تحقیقاتی روی تاثیر جهش‌های ژنتیکی در این ژن کار می‌کند. بدیهی است مهندسی ژنتیک از این طریق می‌تواند تاثیرات شگرفی بر دنیای اقتصاد و کشاورزی اعمال کند.

منبع: sciencedaily