دور الأحماض الأمينية فى النبات

يعتبر المجال الزراعى من المجالات الحساسة المرتبطة بجودة المنتج و كميته و التى تقود نحو زيادة الربحية حيث يسعى كل مزارع أو مستثمر لتحقيق ذلك الهدف. إلا أنه مع تحقيق ذلك الهدف بالتكنولوجيا الحديثة فإن الأعتماد على كل من الأسمدة و المبيدات يعتبر غير كافى فاللآن هو وقت الأعتماد على سمات الطاقة الحيوية و الكمياء الحيوية للنبات لتحقيق ذلك الهدف.

كل نبات كأى كائن حى يحتاج لمركب أساسى لمساعدته على النمو بالأضافة لباقى مقومات الحياة من أرض و شمس و ماء و هواء، و المعلوم أن البروتين هو المكون الأساسى للخلايا الحية و يتكون ذلك البروتين من سلاسل ببتيدية مكونة من مجموعة من الأحماض الأمينية. و يخلق النبات الأحماض الأمينية من عناصرها الأولية المتمثلة فى الكربون و الأكسجين المتحصل عليهما من  مجاميع الكربوكسيل و الناتجة عن عملية البناء الضوتى، تتحد مع النيتروجين الممتص عن طريق النبات من التربة مكونة الأحماض الأمينية و ذلك من خلال عمليات الأيض المعقدة داخل النبات. و توفر الأحماض الأمينية بالكميات المرجوة يعمل على زيادة المحصول و تحسين خواصه. و تعتمد الأضافات الورقية للأحماض الأمينية على مدى حاجة النبات لها خلال مراحل النمو المختلفة و بخاصة المراحل الحرجة من النمو مثل التلقيح و الأخصاب و العقد أو التعرض لأى من ظروف الأجهاد البيئى أو المرضى.

  ما هى الأحماض الأمينية؟

الأحماض الأمينية عبارة عن مركبات عضوية بسيطة تحتوى على مجموعتين كيماويتين هما  مجموعة كربوكسيل (COOH) ومجموعة الأمين (NH2) و بالتالى فهى تحمل خصائص كل من الأحماض و الأمين . و تتكون الأحماض الأمينية طبيعيا فى خلايا كل من النبات و الحيوان و هى المكون الأساسى للبروتينات فى الكائن الحى. وتعتبر الأحماض الأمينية مشتقات للأحماض الدهنية باستبدال الهيدروجين بمجموعة أمين . والأحماض الدهنية المحتوية على اكثر من ذرة كربون ينتج عنها عدة أحماض امينية متشابهة فى وضع مجموعة الامين فإن كانت مجموعة الامين على ذرة الكربون الاولى المجاورة لمجموعة الكربوكسيل سمى الحمض الامينى الفا وان كانت مجموعة الامين على ذرة الكربون الثانية سمى الحمض الامينى بيتا وان كانت مجموعة الامين على ذرة الكربون الثالثة سمى الحمض الامينى جاما. 

          و الأحماض الأمينية هى المكونات الأساسية فى عملية تخليق البروتين حيث يدخل حوالى 20 حامض أمينى فى هذه العملية. و قد أظهرت الدراسات أن الأحماض الأمينية يكون لها تأثير مباشر أو غير مباشر فى النشاط الفسيولوجى للنبات. و ترجع أهمية تخليق البروتين إلى قيامه بعدة و ظائف بنائية حيث يعمل على بناء هيكل النبات و كذلك وظائفه من خلال عمليات التحول الغذائى داخل النبات فيما يعرف بالأيض و كما ان له وظيفة فى النقل داخل النبات و وظيفته الأخرى هو انه مخزن الأحماض الأمينية داخل النبات. و الصورة (L) هى الصورة الأهم و المعنية داخل النبات بعكس الصورة (D) التى ليس لها أى دور فى النشاط الأنزيمى داخل النبات و عليه فهى  غير ملائمة لتخليق البروتينات فى النبات .

تعمل الأحماض الأمينية على تحمل الظروف الإجهاد البيئية المعاكسة من الحر و العطش و العواصف الترابية و الصقيع و الملوحة و غيرها من ظروف الإجهاد التى تؤثر على نمو النبات و تؤدى إلى أنخفاض كمية و جودة المحصول و تعمل اضافة الأحماض الأمينية قبل أو اثناء او بعد التعرض للإجهاد إلى التاثير المباشر فى الحالة الفسيولوجية للنبات الناتجة عن التعرض للإجهاد مما يعمل على منع أو إصلاح الخطأ الناتج عنه.

تنتج النباتات الكربوهيدرات عن طريق البناء الضوئى و أنخفاض معدل البناء الضوئى يدل على بطء النمو بما يؤدى إلى موت النبات و يعمل جزئ الكلورفيل على أمتصاص الطاقة اللازمة لعملية البناء الضوئى و يعتبر الحامض الأمينى جليسين و الحامض الأمينى جلوتاميك من المكونات الأساسية لتخليق الكلورفيل داخل النبات حيث تعمل تلك الأحماض الأمينية على زيادة تركيز الكلورفيل بما يؤدى إلى  زيادة معدل لتمثيل الضوئى مما يعطى اللون الأخضر الزاهى للأوراق. كما أن الثغور التى تتحكم فى التوازن المائى داخل النبات و كذلك أمتصاص كل من العناصر الغذائية الكبرى و الصغرى و الغازات تتاثر مقدرتها على الفتح و الغلق بالعوامل الخارجية مثل الضوء و الرطوبة و الحرارة و كذلك مستوى الأملاح فى الوسط المحيط كما أن هناك من العوامل الداخلية التى تؤثر فى عملية فتح و قفل الثغور مثل تركيز الأحماض الأمينية و مستوى حامض الأبسيسك و تركيز عنصر البوتاسيوم فى الخلايا الحارسة للثغر. و العلاقة ما بين فتح و قفل الثغور و كل من الضوء الرطوبة هى علاقة طردية حيث تغلق الثغور كلما قلت كل من الضوء و الرطوبة بينما العلاقة مع كل من الحرارة و تركيز الملاح تكون علاقة عكسية حيث تغلق الثغور بارتفاع درجة الحراة و تركيز الأملاح. و يؤدى غلق الثغور لأنخفاض معدل البناء الضوئى و و الأنتقال فى النبات و بالتالى يقل أمتصاص العناصر الغذائية الكبرى و الصغرى مع زيادة معدل التنفس بما يؤدى لتكسر الكلورفيل و انخفاض اللون الأخضر للنبات. و فى هذه الحالة يكون التاثير البنائى داخل النبات سلبى نتيجة لأرتفاع معدل الهدم عن معدل البناء و هذا يدل على بطء الأيض داخل النبات و بالتالى توقف النمو. و هنا يعمل حامض الجلوتاميك كمعامل أتزان اسموزى فى سيتوبلازم الخلايا الحارسة و هكذا يحسن من عملية فتح و قفل الثغور. 

من ناحية أخرى تعمل الأحماض الأمينية كمادة تخليب للمغذيات الصغرى عند إضافتهم معا حيث يكون إمتصاص و إنتقال العناصر الصغرى  داخل النبات بصورة أيسر. ويرجع ذلك التأثير إلى القدرة التخليبية للأحماض الأمينية و كذلك تأثير النفاذية بجدر الخلايا، و يعتبر الحامض الأمينى الجليسين و الحامض الأمينى جلوتاميك هما الأكثر تأثيراً  كمواد للتخليب.

بالإضافة لذلك، تعتبر الأحماض الأمينية كبوادئ أو منشطات للهرمونات النباتية و مواد النمو، و يعتبر الحامض الأمينيى ميثونين هو البادئ لأنتاج الأثيلين و عوامل النمو مثل الأسبرمين و الأسبرميدين و التى  تخلق من المركب (5ـ أدينوزين ميثونين). كما أن الحامض الأمينى تربتوفان هو البادئ لتكوين الأوكسينات النباتية و هو حامض نباتى ينتج عن التحليل المائى للنبات بمساعدة الأنزيم. فيما يعتبر الحامض الأمينى أرجنين مؤثراً فى تخليق هرمونات الإزهار و الإثمار داخل النبات.

ما هو سلوك الأحماض الأمينية فى النبات ؟ 

الاحماض الامينية متذبذبة كهربياً تحتوى على مجاميع أمين قاعدية ومجموعه كربوكسيل حامضية. و تقوم الأحماض الأمينية أحادية مجاميع الكربوكسيل و مجاميع الأمين بتكوين محاليل ثنائية القطبية فى الماء حيث تتواجد الشحنة السالبة على مجاميه الكربوكسيل و الشحنة الموجبة على مجاميع الأمين مما يجعلها متعادلة كهربياً. والاحماض الامينية تعمل كحامض او كقاعدة فعند وجود وسط متعادل كهربائيا فتكون الشحنات الموجبة والسالبة للحمض متساوية ولا تتحرك تلك الاحماض اذا وضعت تحت تاثير الفصل الكهربى، اما اذا كان الوسط قاعدى فإن الحمض الأمينى يسلك سلوك الأنيون السالب، و على النقيض من ذلك فى حالة الوسط الحامضى حيث يسلك الحمض الأمينى سلوك الكاتيون الموجب و يرجع ذلك إلى سيادة مجاميع الكربوكسيل و الأمين فى الحامض الأمينى كمجاميع فعالة و هذا ما يعرف بالدور المنظم للبروتينات اثناء العمليات الحيوية داخل النبات.

.ما هى أهمية الأحماض الأمينية للنبات ؟

 وترجع أهمية الأحماض الامينية في النبات عند القيام برشها علي النبات فإنها تعالج حالات الإجهاد   ما يتعرض لها النبات و الناتجة عن الظروف غير الملائمة للنبات مثل : ً

• حالات الصقيع و التى تسبب أحتراق النباتات عند إنخفاض درجات الحرارة و هذه الحالة أصبحت كثيرة الحدوث فى مصر بسبب ظاهرة تغير المناخ، وقد نتج عنها احتراق مساحات كبيرة من محصول المانجو فى مصر خلال السنوات الأخيرة. وهنا تعمل الأحماض الأمينية على زيادة مناعة النبات و حيويته ومقاومة التغيرات فى درجات الحرارة.
• الخلل الناتج عى تركيز بعض العناص فى النباتا نتيجة لعدم وجود سياسات تسميدية فى المزارع المختلفة ممايؤدى إلى زيادة عناصر و نقص الأخرى فة النباتات حيث تقوم الأحماض الأمسنسة فى تلك الحلة على إيجاد التوازن المطلوب بين العناصر و بعضها البعض.
• ظاهرة تبادل الحمل فى العديد من أنواع الفاكهة مثل المانجة و الزيتون و اليوسفى و تعمل الأحماض الأمينية على التقليل من حدوث تلك الظاهرة نتيجة لتنشيطها للبراعم الزهرية.
•  اختلاف درجات الحرارة و التفاوت الذى يحدث بين درجات الحرارة بين الليل و النهار و هذه الظاهرة أصبحت ملحوظة فى المناخ المصرى حيث تلاحظ تفاوت فى درجات الحرارة بين الليل و النهار و التى تسبب حالة إجهاد ملحوظة للنباتات.
• حالات الرطوبة بصفة عامة سواء إجهاد حدث للنبات نتيجة نقص الرطوبة أو زيادتها و هذا يؤثر بنسبة كبيرة على كفاءة التمثيل و حيوية النبات و تظهر أهمية الأحماض الأمينية فى مقاومة الإجهاد الناتج عن هذه الظاهرة.
• ارتفاع تركيز الأملاح فى التربة أو ماء الرى و هذا يسبب إجهاد شديد للنبات مما يؤثر على نشاط النبات و حيويته و يؤدى فى النهاية إلى إنخفاض المحصول و قد أثبتت أحدث الدراسات فى ذلك أن الحمض الأمينى البرولين له دور كبير فى مقاومة النبات للإجهاد الناتج عن زيادة تركيز الأملاح فى التربة و ماء الرى عن طريقة إضافته بمعدلات تؤدى إلى مقاومة النبات للأملاح.
• العواصف الترابية الشديدة و موجات الحرارة الشديدة و قد لوحظت هذه الظاهرة فى مناطق الاستصلاح الجديدة مثل مشروع توشكى و مشروع شرق العوينات و قد أثبتت الدراساات العلمية فى ذلك أن رش الأحماض الأمينية يجعل النبات أكثر مقاومة لهذه التغيرات و يتغلب عليها قبل حدوثها و إن حدثت يجعل النبات يستعيد حيويته سريعا .
• حالات الإجهاد الناتجة عن الأمراض التى قد تصيب النبات حيث توجد مجموعة من الأحماض الأمينية  تعمل علي تكوين القلويدات التي يعتقد بأنها تحمي النبات من التلف وتقوية جهاز المناعة لصد الحشرات التي تصيب النبات كما يعتقد بأنها مخزن للنيتروجين الزائد بالنبات الذي يتسبب أيضا في اصابة النبات بالحشرات وهذا يدعوا للاهتمام برش الأحماض الأمينية من بداية مرحلة الشتل لزيادة مقاومة النبات للأمراض.

دور الأحماض الأمية المختلفة قى النباتات