اسید آمینه چیست ؟
اسید آمینه ها اجزای اصلی موجودات زنده هستند . علاوه بر نقش خود به عنوان واحد سازنده پروتئین ها بعنوان منابع انرژی ، پیام رسان های شیمیایی و پیش ساز متابولیت های مختلف نیز عمل می کنند. از باکتری های تک سلولی تا ارگانیسم های چند سلولی ، از جمله گیاهان حاوی اسید های آمینه هستند.
ساختار اسید های آمینه:
در مرکز مولکول اسید آمینه، اتم کربن چهار وجهی به نام کربن آلفا وجود دارد. این اتم کربن از یک طرف به گروه آمین (NH2) و از طرف دیگر به گروه کربوکسیل (COOH) به کمک پیوند کووالان متصل است. سومین پیوند این کربن همیشه به هیدروژن متصل است و چهارمین پیوند آن به شاخه های فرعی (R) پیوند می یابد، که گروه R هر اسید آمینه مخصوص آن می باشد. اگر گروه آمینی اسید آمینه در سمت چپ کربن آلفا باشد اسید آمینه فرم چپ گرد (L) دارد( شکل 1).
22 اسید آمینه در ساختار پروتئین ها حضور دارند که از این 22 اسید آمینه، اسید آمینه سلنوسیستئین جز اسید آمینه نادر می باشد و اسید آمینه پیرو لیزین فقط در باکتری های گرم مثبت و ارکئا دیده می شود.
9 اسید آمینه را علاوه بر پیرولیزین ،حیوانات و انسان قادر به سنتز آن نمی باشند و چندین اسید آمینه به مقدار کافی برای برآوردن نیازهای متابولیکی در حیوانات و انسان سنتز نمی شوند و باید از طریق رژیم غذایی تامین شوند و تا حد زیادی از طریق گیاهان گرفته می شود. چرا که گیاهان بر خلاف انسان و حیوانات به جز اسید آمینه پیرولیزین تمام اسید های آمینه که در ساختار پروتئین حضور دارند را سنتز می کنند( شکل 2).
در بیوسنتز اسیدهای آمینه ، اسکلت کربنی اسید های آمینه از واسطه های مختلف متابولیسم کربن مشتق می شوند و اسید های آمینه با توجه به پیش ساز مربوطه خود به پنج خانواده : گلوتامات ، سرین، پیروات، آسپارتات و اسیدهای آمینه آروماتیک( کوریمات ها ) تقسیم می شوند( شکل 2).
نقش اسید آمینه در گیاهان:
اسید های آمینه علاوه بر شرکت در ساختار پروتئین ها نقش های منحصر به فرد در گیاه ایفا می کنند که برخی از آنها عبارت است از:
-
گیاهان قادرند از اسید های آمینه به عنوان منبع نیتروژن استفاده کنند.
-
تقویت سیستم ایمنی گیاهان از طریق افزایش تولید لیگنین و تقویت دیواره سلولی
-
افزایش کیفیت و کمیت محصولات زراعی و باغی از طریق افزایش فرایند تشکیل قند و پروتئین و همچنین بهبود رنگ ، بو
-
افزایش فرایند گرده افشانی از طریق فعال سازی هورمونها
-
افزایش جوانه ، شکوفه و بزرگ شدن میوه
-
افزایش سرعت رسیدگی محصول با افزایش تولید اتیلن
-
افزایش مدت ماندگاری محصول پس از برداشت
-
افزایش میزان کلروفیل و سبزینه گیاهان و افزایش میزان کارتنوئیدها
-
افزایش فعالیت میکرو ارگانیسم های مفید خاک( ترکیبات اسید آمینه ، همچنین وقتی در خاک استفاده می شوند ، به عنوان غذای میکروبهای مفید خاک نیز مصرف شده و جمعیت آنها را بالا می برد).
-
تسهیل تعریق و تعرق گیاهی و تقویت سیستم ریشه
-
ایجاد مقاومت دربرابر تنش های و شرایط نا مناسب اقلیمی مانند خشکی ، سرمازدگی، شوری ، دمای بالا ، رطوبت پایین ، حمله آفات
-
القای رشد رویشی برای گیاه و نیز رشد و نمو بیشتر میوه
-
کمک به گشوده شدن همزمان گلها ، یکسانی میوه و نیزرسیدن همزمان میوه
-
تاثیر بر روزنه ها: روزنه های گیاهان در تبادل رطوبت، گازها و جذب عناصر ماکرو ومیکرو دارای نقش فعالی هستند. باز شدن روزنه به کمک عوامل خارجی مانند نور، رطوبت ، دما شوری تحت کنترل عوامل داخلی یعنی اسید آبسزیک اسید ، کنترل می شود.
-
افزایش میزان جذب عناصر: آمینو اسید ها، به علت ساختمان شیمیایی خاصی که دارند عناصر غذایی موجود در خاک از جمله آهن را بصورت کلات در آورده و باعث جذب بهتر این عناصر توسط گیاهان می گردند. همچنین باز شدن روزنه ها به اسیدی نمودن محیط سطح برگ در زمان محلول پاشی نیز باعث افزایش میزان جذب عناصر می شود.
-
تشویق گیاهان به ساخت ترکیبات فنولی: اسید های آمینو اسید در ساخت ترکیبات فنولی نقش دارند .
نقش و عملکرد برخی از اسید آمینه در گیاهان:
به طور کلی مطالعات برروی اسیدهای آمینه ثابت کرده که اسیدهای آمینه زمانی که در مراحل مختلف رشدی گیاه بویژه مراحل بحرانی مانند: پنجه زنی ویا در شرایط تنش و استرس مانند تنش( خشکی، دمای بالا، شوری ، یخبندان) و حمله پاتوژن ها محلول پاشی شوند، نقش مثبتی در افزایش عملکرد و کیفیت گیاه و کنترل تنش دارند.
همچنین محلول پاشی اسیدهای آمینه برروی گیاه هم باعث افزایش رشد رویشی و هم افزایش سطح برگ شده و به راحتی توسط برگ گیاه قابل جذب هستند و با ساخت پروتئین و افزایش کلروفیل در نهایت منجر به بهبود عملکرد و کیفیت محصول می شوند. تحقیقات nagar و همکاران در سال 2007 نشان داد که محلول پاشی 2000 میلی گرم بر لیتر آمینو اسید برروی گیاه گندم 55 و 75 روز بعد از کشت باعث افزایش تعداد پنجه ، ارتفاع بوته و محتوای کلروفیل می شود. اسیدهای آمینه از طریق فعالیت های فیزیولوژیکی مختلف با تغییر پتانسیل اسمزی بافت گیاهی به کاهش اثر تنش خشکی و شوری کمک می کنند همچنین آسیب های ناشی از تنش های زیستی را تا حد زیادی کاهش می دهند.
مطالعات نشان داده که شکستن پروتئین یا مهار سنتز پروتئین در گیاهان تحت شرایط تنش آبی باعث تجمع نیتروژن شده که این تجمع نیتروژن منجر به تشکیل ترکیبات سمی می شود که باعث آسیب به گیاه می شود. بنابراین گیاهان مکانیسم های خاصی دارند که این ترکیبات را به ترکیبات نیتروژن دار مانند: اسیدهای آمینه تبدیل می کنند که یکی مهم ترین آنها اسید آمینه پرولین است.
پرولین(Pro):
در میان آمینواسید های دخیل در دفاع از استرس از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا در اکثر گونه های گیاهی در پاسخ به تنش های مختلف تجمع می یابد و اعتقاد براین است که به تحمل استرس و تنش بویژه تنش خشکی و شوری کمک می کند.
تجمع پرولین در شرایط استرس هم به تحریک سنتز پرولین و هم به مهار تخریب پرولین بستگی دارد که فرایند اول در سیتوزول و دومی در میتوکندری انجام می شود.
پرولین در باروری و جوانه زنی گرده نیز نقش دارد. مقدارپرولین در گیاه متناسب با مقدار تنش( زنده و غیر زنده) که گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد ، می باشد. زیرا پرولین در قسمت هایی از گیاه که تحت تنش است، تجمع می یابد.
آرژنین(Arg):
دارای 4 اتم نیتروژن و 6 کربن است که نشان دهنده بالاترین نسبت نیتروژن به کربن در میان تمام اسیدهای آمینه پروتئین زا می باشد. بنابراین آرژنین ذخیره شده در بذر یک مخزن نیتروژن مطلوب برای گیاهان می باشد. پس از تجزیه پروتئین ذخیره شده در بذر، سطح آرژنین در بین اسید های آزاد افزایش می یابد که سطح تغذیه ای مناسبی برای جوانه زنی بذر و طبع آن استقرار گیاهچه فراهم می کند.
بیوسنتز آرژنین از اسیدهای آمینه غیر پروتئین زا اورنتین در طی چرخه اوره درکلروپلاست انجام می شود و گیاهان از چرخه ی اوره برای بازیافت نیتروژن استفاده می کنند. بنابراین متابولیسم آرژنین نقش محوری در گردش نیتروژن در طول چرخه زندگی گیاه دارد.
آرژنین پیش ماده ساخت اکسید نیتریک است که یک رادیکال گازی نسبتا پایدار می باشد و در غلظت پایین با ممانعت ازتولید رادیکال های فعال اکسیژن مانع خسارت آن می گردد. همچنین در پیری، افزایش عمر پس از برداشت گل های بریده شده، تنفس، فتوسنتز و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و تحمل به شوری نقش دارد.
آرژنین همچنین نقش مهمی در تنظیم طول عمر برگ دارد. محلول پاشی اسید آمینه آرژنین برروی ذرت باعث افزایش کلروفیل ، سطح برگ و ارتفاع گیاه شده و سرعت جوانه زنی بذر ذرت را افزایش می دهد.
ترئونین(Thr):
اسیدهای آمینه بعنوان منبع کربن جهت استقرار گیاهچه بلافاصله بعد از جوانه زنی بذر عمل می کنند و نقش تغذیه ای مهمی را در طول استقرار گیاهچه ایفا می کنند.
ترئونین اسید آمینه است که در افزایش طول گیاهچه نقش دارد و تحقیقات نشان داده است که مقدار ترئونین با طول هیپوکوتیل ارتباط قوی دارد و یک تنظیم کننده بالقوه ازدیاد طول گیاهچه است.
عدم بیوسنتز ترئونین رشد و توسعه ریشه را تغییر می دهد. سهم ترئونین در رشد و نمو و توسعه گیاهان ، در تنظیم رشد مریستم انتهایی ریشه مورد بحث قرارگرفته است و تحقیقات نشان داده است که ترئونین به افزایش طول ریشه در مراحل اولیه رشد کمک می کند همچنین برای رشد سلولهای جنینی موردنیاز است. این اسید آمینه به افزایش تحمل گیاه به بیماری نیز نقش دارد.
سرین(ser):
اخیرا به عنوان یک عامل متابولیک با یک مکانیسم تنظیمی پیچیده که در تولید مثل نقش دارد، توجه محققان را به خودش جلب کرده است. سرین در رشد و نمو گیاه در مرحله جنینی، تولید گرده و گاموفیت نر و رشد ریشه پس از مرحله جنینی نقش دارد.
سرین پیش ساز مستقیم تریپتوفان است . بنابراین در تولید و سنتز هورمون اکسین نقش دارد چرا که تریپتوفان پیش ساز هورمون اکسین است. مطالعات نشان داده است که محلول پاشی تریپتوفان ، 30، 45 و 75 روز بعد از کشت باعث افزایش رشد گیاه شده و عملکرد دانه را در گندم افزایش می دهد.
متیونین(Met):
پیش ساز هورمون اتیلن می باشد در نتیجه در رسیدن میوه نقش دارند. همچنین متیونین یکی از اسید های آمینه برای سنتز گلوکوزینولات ها می باشد. گلوکوزینولات ها دسته ی بزرگی از متابولیت های حاوی گوگرد با خواص آنتی اکسدانی و ضد سرطانی هستند که در خانواده کلم وجود دارند.
اسید آمینه های آروماتیک (AAA):
شامل اسید آمینه فنیل آلانین، تیروزین و تریپتوفان می باشد که مسیر شیمیکات مسیر بیوسنتز این سه اسید آمینه است. این سه اسید آمینه پیش ساز طیف وسیعی از متابولیت های ثانویه می باشند. تریپتوفان پیش ساز هورمون اکسین است.
افزایش سطح اسید آمینه های آروماتیک در گیاهان می تواند یک استراتژی موثر برای مبارزه با پارازیت های گیاهی باشد.
علف کش گلایفوزیت یک مهار کننده رقابتی آنزیم EPSP( 5- انول پیرویل – شیمیکات- 3 فسفات سنتاز) است که در مسیر بیوسنتز این سه اسید آمینه دخیل می باشد.
اسید آمینه گاما آمینوبوتریک اسید(GABA):
این اسید آمینه یک اسید آمینه غیرپروتئین زا است و برای اولین بار در غده سیب زمینی شناسایی شد که از دو مسیر تولید می شود:
1-از طریق دکربوکسیلاسیون گلوتامات توسط گلوتامات دکربوکسیلاز که منجر به تولید گاما آمینوبوتریک اسید در سیتوزول می شود.
2-از طریق یک مسیر کاتابولیکی پلی آمین و ممکن است از طریق یک مسیر غیر آنزیمی از پرولین در پاسخ به استرس اکسیداتیو رخ دهد.
بیو سنتز GABA به راحتی توسط تنش هایی مانند شوری، خشکی و تنش دمایی فعال می شود. سطوح بالا GABA یک بستر جایگزین برای تقویت فعالیت سلولی در شرایط استرس فراهم می کند و همچنین یک بستر نوری برای فعال کردن مجدد متابولیسم کربن و نیتروژن پس از استرس و یا محافظت شیمیایی در برابر استرس فراهم می کند.
نقش کود آمینواسید:
در پی استفاده از کودهای آمینو اسیدی، انرژی گیاه که که صرف تولید مواد آلی می شد اکنون ذخیره می شود و از این انرژی ذخیره شده جهت مقابله با انواع تنش ها و آفات استفاده می کند. ضمن اینکه موجب رشد محصول و باروری بیش تر می شود.
بررسی کودهای آمینو اسیدی:
اسید های آمینه عمدتا در میتوکندری و کلروپلاست موجودات یافت می شوند . منبع اصلی تامین کودهای اسید آمینه از بقایای گیاهی، بقایای حیوانی یا مواد مصنوعی است. نسبت آمینو اسید ها در بقایای حیوانی و گیاهی و همینطور اجزای مختلف بخش حیوانی و گیاهی با یکدیگر تفاوت دارد.
طی تحقیقاتی که بر روی 140 گونه گیاهی صورت گرفته نسبت اسید آمینه از مقدار زیاد به کم در گیاهان به شرح زیر می باشد:
Leu > Asp > Glu > Ala > Glu > Arg > Gly > Ile > Ser > Pro > Lys > Thr > Val > His > Phe > Tyr > Cys > Met > Trp
همچنین مقدار اسید آمینه در بخشهای مختلف گیاه به شرح زیر می باشد( نمودار 1):
اسید های آمینه در گیاهان بصورت آزاد( منفرد) یا در ترکیب با یکدیگر یافت می شوند و پروتئین و ترکیبات پپتیدی را تشکیل می دهند.
در فرم آزاد اسید آمینه پیوند پپتیدی شکسته شده و اسید امینه بصورت منفرد است و نفوذ آن آسان تر است. آنچه در مورد ارزیابی کیفیت کودهای اسید آمینه حائز اهمیت می باشد توجه به درصد اسیدآمینه آزاد چپ گرد ، درصد کلر و آمینوگرام ارائه شده توسط شرکت سازنده می باشد.چرا که گیاه بیشتر توانایی جذب اسیدآمینه آزاد فرم چپ گرد را دارد.
همچنین آمینوگرام یک نمایش شماتیک از ترکیب اسیدهای آمینه است که می تواند کیفی باشد و فقط انواع مختلف اسید آمینه هر محصول را نشان دهد یا کمی باشد مقدار هر اسید آمینه را مشخص کرده باشد( شکل 3 ). بنابراین هرچه درصد اسید آمینه ازاد یک کود بالاتر باشد نشان دهنده کیفیت بهتر آن کود است به شرط آنکه درصد اسید آمینه ایی که هدف ما برای استفاده می باشد در آمینوگرام ارائه شده بالا باشد. بعنوان مثال اگر هدف ما از محلول پاشی اسید آمینه رفع تنش خشکی باشد باید کودی انتخاب شود که درصد پرولین در آمینوگرام ارائه شده بالا باشد چرا که همانطور گفته شد اسید آمینه پرولین نقش فعالی در افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش دارد.
همچنین مطالعات نشان می دهد که محلول پاشی اسید آمینه موثرترین روش برای استفاده از کودهای حاوی آمینو اسید است و تغذیه برگی 8 تا 10 برابر موثر تر از تغذیه خاکی است.
نکات محلول پاشی اسید آمینه:
- محلول پاشی در اوایل صبح انجام شود.
-
اجتناب از مخلوط کردن کودهای اسید آمینه با ترکیبات کلسیم و گوگرد و روغن های معدنی
-
قبل از استفاده از اسید آمینه بهتر است کمبود عناصر در گیاه بررسی شده و حتما در صورت کمبود گیاه درمان شود.
-
گیاه محلول پاشی شده نباید در معرض فقدان فسفر قرار گیرد.
-
اسپری اسید آمینه در مراحل اولیه رشد بحرانی به منظور افزایش رشد ریشه و ساقه
منابع:
Kawade,k.,Tabeta,H.,Ferjani,A.,Hirai,M.Y.(2023).The Roles Of Functional Amino Acids in Plant Growth and Development. plant cell physiol,64(12),148-1493
Trovato,M.,Funck,D.,Forlani,G.,Okumoto,S.,Amir,R.(2021). Editorial: Amino Acids in plants :Regulation and function in development and stress defence. Frontiers in plant science dio:10.3389/FPLS.2021.172810
kumar,v.,sharma,A.,Kohli,S.K.,Yadav,P.(2019).Anino acide distribution in economical important plasnt. Biotechnoligy research and innovation3,197.207
Bagir,H.A,Zeboon,N.H., AL-behadili,A.A.J.(2019). The role and Importance of Amino acide within plant:AReview.plant archives 1402-1410
لیست و لینک مشخصات کودهای اسید آمینه ای که درسبد کالای آکام تجارت موجود است:
آمیفورت مکس کیمیتک اسپانیا:اسید آمینه پودری 70 % آمیفورت مکس اسپانیا
آمیفورت کیمیتک اسپانیا:
آمینوپلاس اسمارت گرو اسپانیا:آمینواسید گیاهی AMINO PLUS اسمارت گرو 35%
ریک آمین ریکو اسپانیا:اسیدآمینه پودری ریک آمین اسپانیا85%
دایاکسان آلمان:اسید آمینه دایاکسان 80 %
نویسنده مقاله:
مریم دادخواه- ارشد بیوتکنولوژی
برای اطلاعات بیشتر و پشتیبانی خرید محصول از طریق لینک واتساپ زیر اقدام نمایید
برای مشاهده آموزش های کشاورزی و گلخانه اینستاگرام شرکت آکام تجارت سبز آوران الوند را دنبال کنید
اینستاگرام شرکت آکام تجارت سبز آوران الوند
