KLIJANJE SEMENA I FAKTORI KOJI UTI ČU NA KLIJAVOST

1. KLIJANJE SEMENA I FAKTORI KOJI UTIČU NA KLIJAVOST

2. Klijanje semena • Klijanje počinje usvajanjem vode od strane semena – imbibicija, a završava se početkom izduživanja embrionove osovine, najčešće radikule. • Klijanje obuhvata veliki broj dogadjaja u semenu, kao što su hidratacija proteina, početak disanja i sinteze makromolekula i izduživanje ćelija. • Suva semena su mirujući organi čiji je sadržaj vode vrlo nizak, a metaboličke aktivnosti dovedene do minimuma. • U takvom stanju semena mogu da provedu veoma dug vremenski period. • Dešava se da se steknu svi neophodni uslovi za klijanje, a da se klijanje ne završi. Takva semena su dormantna.

3. Seme nastaje iz oplodjenog semenog zametka. • Zrelo seme karakteriše embrion, endosperm, perisperm (kod pojedinih semena) i testa ili semenjača. • Embrion i semenjača su karakteristični za skoro sva semena, dok je endosperm i perisperm karakteristika vrste. Semenjača ima pre svega zaštitnu ulogu. Poznavanje tipa semenjače može biti odlučujuće za uslove i vreme klijanja semena.

4. Kompletan embrion u semenu čine radikula(embrionalni koren), hipokotil za koji su pričvršćeni jedan ili više kotiledona i apeks koji sadrži plumulu – prvi pravi list. Građa semena

5. U tkiva za magacioniranje u semenu spada kod pojedinih semena perisperm, kod drugih je to endosperm. Kod žita, endosperm je vrlo masivan i spoljašnji sloj ćelija endosperma čini aleuronski sloj, u kome se nalaze aleuronska zrna (vrše sekreciju enzima neophodnih za razlaganje rezervnih materija endosperma).

6. Klijanje semena • Klijanje počinje usvajanjem vode iz okolne sredine. • Proces klijanja može da se podeli na nekoliko faza: • Imbibicija – usvajanje vode • Faza aktivacije – početak metaboličkih procesa • Faza mitotičkih deoba • Izrastanje korenka

7. Klijanje semenaIMBIBICIJA • To je fizički proces u kome koloidi semena u prisustvu vode bubre. Proces se dešava bez obzira da li je seme živo ili ne, da li će klijati ili je dormantno. • Količina usvojene vode će zavisiti od razlike u vodnom potencijalu zemljišta i semena.

8. Klijanje semenaFAZA AKTIVACIJE • Prvi znak povećane metaboličke aktivnosti je početak respiracije (usvaja se kiseonik). Primarni supstrat disanja su šećeri, a osnovni produkti su NADH i NADPH. • Uporedo sa respiracijom, dolazi i do biosinteze makromolekula (proteina). • Ubrzo počinje i mobilizacija rezervnih materija. (Aktivacija enzima koji vrše hidrolizu rezervnih materija se postiže de novo sintezom ili aktiviranjem postojećih enzima.)

9. Klijanje semenaFAZA MITOTIČKIH DEOBA i IZRASTANJA KORENKA • Ovo je poslednja faza klijanja. • Sinteza DNK prethodi mitotičkim deobama. U semenu se javlja odložena pojava sinteze DNK jer suvo seme ne sadrži neophodne prekursore i odgovarajuće enzime. • Izduživanje radikule se odvija na osnovu izduživanja ćelija. Probijanje radikule kroz semenjaču može, a i ne mora biti praćeno ćelijskim deobama i više je povezano sa rastenjem osovine nego sa procesima klijanja.

10. Klijanje semena

11. DORMANCIJA • Za klijanje semena je neophodna pre svega voda, kiseonik, kao i odgovarajuća temperatura. • Dormancija je pojava kada semena ne klijaju iako su zadovoljeni svi navedeni primarni uslovi. • U zavisnosti od prirode faktora koji uslovljava dormanciju, kao na mesto metaboličke blokade, razlikuje se: • Endodormancija – problem je u samoj strukturi semena; • Paradormancija – blokada klijanja se dešava van dormantnog organa; • Ektodormancija – dormancija izazvana jednim ili više spoljašnjih faktora, čije dejstvo nije specifično.

12. DORMANCIJA • Primarna dormancija –imaju je semena kod kojih je dormancija indukovana tokom razvića i koja se sa majke biljke rasejavaju u tom stanju. • Sekundarna dormancija –nastaje kod semena pri nepovoljnim uslovima za klijanjePrimer su semena Amaranthus – 250C i Ambrosia – 150C.).

13. 1. ODREDJIVANJE ŽIVOTNE SPOSOBNOSTI SEMENA METODOM BOJENJA • Metoda se zasniva na nepropustljivosti žive citoplazme za nekeboje kao što su indigokarmin i kiseli fuksin, dok se u istovreme neživa citoplazma boji • ima slučajeva kada je klica semena mrtva ali seme se ne boji jer opna semena ne propušta boju (u tom slučaju oslobađamo klicu) • NAČIN RADA: Uzeti 10 semena graška nabubrelih u vodi i iglom skinuti spoljašnju opnu. Očišćena semena nakvasiti rastvorom indigokarmina i držati ih u ovom rastvoru 30-40 minuta • Izbrojati koliko je semena objeno plavo, a koliko je semena neobojeno. Radi biološke provere ovo seme staviti u sud sa vermikulitom i svakodnevno zalivati, a nakon 7 dana izbrojati broj semena koji proklijao od tih obojenih semena.

14. 2. UTICAJ STEPENA BUBRENJA NA KLIJAVOST SEMENA • Bez obzira da li je nastupila fiziološka zrelost semena, početak njegovog klijanja vezan je za fizičko usvajanje vode • Cilj:Dokazati zavisnost procesa klijanja od stepena bubrenja semena. • Način rada:U četiri petri kutije staviti trostruki sloj filter papira i po 30 semena pšenice. Pipetom dodati 3 ml destilovane vode u prvu, 7 ml u drugu, 12 ml u treću i 30 ml u četvrtu petri kutiju.Kutije držati u mraku sledećih sedam dana, na temperaturi 20°C.

15. 3. UTICAJ TEMPERATURE NA KLIJAVOST SEMENA • Temperatura, odnosno količina toplotne energije, predstavlja jedan od najbitnijih ekoloških faktora za razvoj semena • Za proces klijanja određenog semena važna su tri osnovna temperaturna praga: temperaturni minimum (ispod kojeg se proces klijanja prekida), temperaturni optimum (gde ovaj proces teče najpovoljnije) i temperaturni maksimum (iznad kojeg se ovaj proces takođe prekida). • Cilj: Dokazati uticaj temperature na klijavost semena.

16. Način rada: U tri Petri kutije staviti trostruki sloj filter papira i po 30 semena pšenice. Pipetom uliti u svaku posudu 10 ml destilovane vode. I posudu ostaviti na sobnoj temperaturi zamračenu alu-folijom. II staviti u frižider na temperaturu +4°C.III posudu smestiti u termostat na temperaturu od 28°C. Nakon 7 dana, uporediti broj proklijalih semena u posudama i doneti zaključke.

17. 4. UTICAJ KISEONIKA NA KLIJANJE SEMENA • Pored već pomenutih faktora bitnu ulogu u klijanju semena ima i kiseonik • smanjena koncentracija kiseonika ima inhibitoran uticaj na proces klijanja • Pirogalol - supstanca koja inhibira klijanje (pripada grupi polihidroksilnih fenola) stupa u reakciju sa kiseonikom, tako da troši kiseonik u posudi i u takvim uslovima ne dolazi do klijanja semena

18. 4. FIZIOLOGIJA STRESA I UTICAJ STRESA NA KLIJANJE SEMENA • Tokom rastenja i razvića na svaku biljku deluju abiotički i biotički faktori sredine, kako ti faktori nisu uvek optimalni i pogodni za datu biljnu vrstu oni često imaju nepovoljan uticaj na samu biljku • Kako sesilni organizmi biljke ne mogu da izbegnu nepovoljne faktore, ali su se prirodnom selekcijom razvile vrste koje su posebno adaptirane čak i na krajnje nepovoljne uslove. • Tolerancija prema stresuoznačava sposobnost biljaka da se prilagode iznenadnim nepovoljnim uslovima, ukoliko se oni dogode i da pritom ne budu suviše oštećene.

19. Svi činioci koji nepovoljno utiču na rastene i razviće i koji smanjuju produktivnost mogu se smatrati stresnim faktorima • Stres može biti izazvan nedostatkom ali i viškom vode, nepovoljnom (niskom i visokom) temperaturom, anaerobnim uslovima i visokom koncentracijom O2, nedostatkom i povećanom koncentracijom mineralnih soli, kao i polutantima. • Dejstvo navedenih faktora obično nije izolovano već su oni povezani medjusobno pa se može govoriti o stresnom sindromu.

20. test se zasniva na merenju sposobnosti semena biljke da klijaju u rastvorima osmotikuma, čije niske vrednosti Ψ0 smanjuju usvajanje vode. Na osnovu broja semena (%) koja su u takvim uslovima klijala, može se odrediti stepen otpornosti biljaka na sušu Nedostatak vode vidljivo ograničava rastenje i razviće biljaka. Pri vodnom deficitu turgor ne dostiže maksimalnu moguću vrednost i ćelije ostaju male KLIJANJE SEMENA U STRESNIM USLOVIMA(test otpornosti na sušu)

21. Način rada: U sterilne petri kutije na filter papir postaviti 30 semena pšenice ili kukuruza. Semena se predhodno sterilišu 30 sekundi u 96% etanolu i isperu destilovanom vodom. Semena se isklijavaju u termostatu na temperaturi od 30oC tokomu 7 dana. Posle tog perioda meri se broj proklijalih semena i odredjuje njihov odnos (%) u odnosu na broj semena na početku eksperimenta. • Kao osmotikum koristiti rastvor NaCl u sledećim koncentracijama 10mg/l, 1g/l, 2g/l, 5g/l, 10g/l, 20g/l.

22. Indeks klijavosti izračunava se prema sledećoj formuli: IK = % klijalih semena u osmotikumu x pros.vrednost% klijalih u vodi % klijalih semena u vodi x prosečna vred.% klijalih u osmotikumu • Vrednost indeksa veća od 1 ukazuje da je linija otporna na sušu, a manja od 1 da je neotporna na sušu.