فروشگاه کشاورزی

0
انواع اسید های آمینه و کاربرد آنها در علوم کشاورزی

انواع اسید های آمینه و کاربرد آنها در علوم کشاورزی

سه شنبه 1 مرداد 1398
| 253

تاریخچه اسیدهای آمینه

گیاهان نیز مانند هر جاندار دیگری نیازمند به ترکیباتی هستند که در نهایت منجر به فرآیند رشد آنها می گردند. مهمترین این ترکیبات حیاتی برای گیاهان پروتئین ها هستند. ملکولهای سنگین و بلندی که از اتصال اسید آمینه به یکدیگر زنجیره های پپتیدی را تشکیل می دهند. در پروسه تولید پروتئین در گیاه، حدود 20 نوع اسید آمینه و 2 آمید دخالت دارند. در حقیقت گیاهان طی یک فرآیند ساده و ابتدایی اسید آمینه را از عناصر اولیه کربن و اکسیژن موجود در هوا، هیدروژن موجود در آب و نیتروژن موجود در خاک می سازند. نخستین اسید آمینه در تعداد بسیار محدود در اوایل قرن نوزدهم کشف شدند. در سال 1806 شیمیدان های فرانسوی یک ترکیب در آسپاراگوس جدا کردند که بعدا آسپاراژین نام گرفت. آسپاراژین اولین اسید آمینه ای بود که کشف شد. به دنبال آن در 1810 سیستئین و در 1820 گلایسین و لوسین کشف گردیدند.

برای مطالعه ی مقاله مزایای اسید آمینه برای گیاهان کلیک کنید

ساختار اسید های آمینه

اسیدهای آمینه دارای یک گروه آمین (NH2)، یک گروه کربوکسیل (CHOO) و گروه R جانبی می‌باشند. گروه R  در اسیدهای آمینه متفاوت بوده و بر طبق نوع گروه R، بیست نوع اسید آمینه وجود دارد. در صورتی که گروه NH2  در سمت راست ساختار اسید آمینه قرار گرفته باشد، به آن نوع D و در صورتی‌که در سمت چپ ساختار قرار گرفته باشد، به آن نوع L می‌گویند. تنها اسیدهای آمینه نوع L در بیوسنتز پروتئین‌ها به کار برده می‌شوند. توالي هاي مختلف اسـيدآمينه  باعث ايجاد تنوع در پروتئين هاي حاصله مي شود.
مزایای اسید امینه
 

طبقه بندی اسید های آمینه 

اسید های آمینه بر اساس محل قرار گرفتن گروه های عامل کربوکسیل و آمین، نوع ساختمان، ضروری بودن و همچنین میزان قطبیت طبقه بندی می شوند.

1-محل  قرار گرفتن گروه های عامل کربوکسیل و آمین

  • الف) اسید های آمینه نوع آلفا( α) که درساختمان پروتئین ها قرار دارند.
  • ب) اسیدهای آمینه نوع بتا، گاما و دلتا که واسطه های شیمیایی محسوب می شوند و در ساختمان پروتیئن ها وجود ندارند.

2- ساختمان

  • 1) اسیدهای آمینه منو آمین منوکربوکسیل مانند گلایسین
  • 2) اسیدهای آمینه دی اسید منو آمین ( دی اسیدی) مانند گلوتامیک اسید
  • 3) اسیدهای آمینه دی اسید منو آمین ( دی بازی) مانند آرژنین
  • 4) اسیدهای آمینه گوگرد دار مانند سیستئین
  • 5) اسید های آمینه حلقوی مانند فنیل آلانین
  • 6) اسید های آمینه آمیدی مانند گلوتامین
  • 7) ایمینو اسید مانند پرولین

3- ضروری بودن 

بر این اساس اسیدهای آمینه به دو دسته ضروری و غیرضروری تقسیم‌بندی می‌شوند. اسیدهای آمینه ضروری به آن دسته از اسیدهای آمینه گفته می‌شود که گیاه قادر به سنتز آن‌ها نبوده و باید در اختیار گیاه قرار بگیرد و اسید آمینه های غیر ضروری توسط گیاه سنتز می شوند. 

4- قطبیت

گروه اول: اسیدهای آمینه با گروه R غیر قطبی 
این اسید آمینه ها به علت نداشتن گروه های باردار یا قطبی بسیار آب گریز هستند. آلانین، والین، لوسین، ایزولوسین و همچنین فنیل آلانین و تریپتوفان در این گروه قرار می گیرند.
گروه دوم: اسیدهای آمینه با گروه R قطبی ولی بدون بار همانند گلیسین، تیروزین و سیستئین
گروه سوم: اسیدهای آمینه با گروه R قطبی و بار منفی
در این گروه دو اسید آمینه اسید گلوتامیک و اسید آسپارتیک قرار دارند. زنجیره کناری این دو اسید آمینه به عامل کربوکسیل (COOH) ختم می‌شود. گروه R بسیار قطبی و قابل یونی شدن است به  طوری که در PH فیزیولوژیک، با از دست دادن پروتون، به آنیون کربوکسیل تبدیل می‌گردد. در این حالت، اسید آمینه به ترتیب اسید گلوتامیک و اسید آسپارتیک نامیده می‌شوند.
گروه چهارم: اسیدهای آمینه با گروه R قطبی دارای بار مثبت
اسید آمینه لیزین ، آرژینین و هیستیدین در این گروه قرار دارند. زنجیره کناری آنها دارای گروه آمین است که در PH خنثی دارای بار خالص مثبت است. وجود این اسیدهای آمینه در زنجیره پروتئینی تعداد بارهای مثبت روی مولکول را افزایش داده و پروتئین خاصیت قلیایی از خود نشان می‌دهد.

نقش  اسید آمینه در گیاهان

 نقش اسید امینه در گیاهان

اسیدهای آمینه به عنوان ترکیب محرك رشد کمی و کیفی گیاه فعالیت می کنند. این ترکیب ها در زیست ساخت (بیوسنتز) متابولیت های ثانویه و هورمونی نقش مهمی دارند. به طورکلی اسیدهای آمینه موادی هستند که باعث تحریک سوخت وساز (متابولیسم) و فرآیندهای سوخت وساز (متابولیكی) در جهت افزایش کارایی گیاهان می شوند. بنابراین کاربرد محركهای زیستی می تواند یكی از مهمترین عوامل در کشت موفق یک گیاه باشد، چون افزون بر شاخصهای کمی، بر شاخصهای کیفی گیاه نیز مؤثر واقع می شوند که این تأثیر ناشی از اسیدهای آمینه ی به کار رفته در ترکیب و ساخت (فرمولاسیون) این محركهای زیستی است که با افزایش نسخه برداری mRNA تا میزان 5/2 برابر، با فعالسازی هورمونهای مؤثر در رشد زایشی، فعالسازی فرآیند تشكیل کربوهیدرات ها، افزایش جذب و انتقال عناصر و افزایش میزان پروتئین در گیاهان، موجب بهبود ویژگیهای کمی و کیفی در مدت  زمان کوتاهتر به ویژه در شرایط تنش های محیطی می شوند. اسید های آمینه با افزایش غلظت کلروفیل و در تیجه تاثیر بر فتوسنتز، بر رشد و عملکرد گیاهان موثر واقع می شوند. به عنوان مثال گلوتامیک اسید می تواند به عنوان عامل اسموتیک سیوپلاسم در سلولهای محافظ روزنه بر باز و بسته شدن روزنه ها تاثیر گذار باشد. همچنین آرجنین سنتز هورمون های گیاهی مرتبط با گلدهی و میوه دهی را افزایش می دهد. بنابراین اسید های آمینه به صورت مستقیم و غیر مستقیم بر فعالیت های فیزیولوژیک، رشد و نمو گیاه موثر واقع می شوند.
 
خواص اسید آمینه برای گیاهان
به طور کالی اثرات اسید های آمینه بر گیاهان را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد: 

1- عملکرد سریع تغذیه ای

اسیدهای آمینه به عنوان یک مخزن انرژی به شمار می روند که روی گیاه اسپری شده و به گیاه اجازه می دهند تا با دشواری کمتری بافتها و ساختارهای گیاهی را بسازد.

2- ایجاد تعادل و موازنه در رشد گیاه

ترکیبات اسید آمینه به طور موفقیت آمیزی به برگ، میوه و گل نفوذ کرده و سبب افزایش رشد گیاه می گردد.

3- کاهش استرس

در شرایط تنش زای محیطی (سرما، یخبندان، خشکی، حرارات بالا) یا به عبارت دیگر هر شرایطی که منجر به توقف باردهی گیاه شود مصرف ترکیبات اسید آمینه رشد رویشی و زایشی را فعال نموده و موجب حفظ بقاء و باروری گیاه می گردد.

4- تنظیم فعالیت روزنه های هوایی

روزنه های هوایی ساختارهای سلولی هستند که توازن فعالیت های متابولیکی گیاه را عهده دار می باشند و توسط فاکتورهای محیطی همچون (نور، رطوبت، دما و غلظت نمک ها) کنترل می شوند. کاربرد ترکیبات حاوی اسید آمینه در شرایط نامساعد محیطی از انسداد روزنه های هوایی جلوگیری می کند.

 5- تقویت سیستم ایمنی گیاه

ترکیبات حاوی اسیدهای آمینه از طریق افزایش تولید لیگنین (بافت خشبی گیاه) و ترمیم سریع بافتهای آسیب دیده باعث افزایش مقاومت گیاه در برابر حمله آفات و بیماریها می گردند.

 6- افزایش کمی و کیفی محصول

فعالسازی فرآیند تشکیل قند و افزایش میزان پروتئین حاصل از مصرف اسید آمینه، موجب بهبود ویژگیهای کیفی (طعم و رنگ میوه) و ویژگیهای کمی (افزایش وزن و یکسان سازی اندازه میوه) می شود.

7- القاء فرآیند گرده افشانی

اسیدهای آمینه از طریق فعالسازی هورمونهای مؤثر در تشکیل گل و میوه باعث بهبود جوانه زنی دانه های گرده و افزایش گلدهی می گردند. 

8- افزایش سرعت رسیدگی محصول

اسیدهای آمینه با القاء هورمون اتیلن موجب افزایش سرعت رسیدگی محصول می شوند.

9- افزایش سرعت تشکیل اندامهای گیاهی

اسیدهای آمینه با کنترل هورمونهای رشد (PGR) و تاثیر بر فرآیندهای متابولیکی و متابولیسمی گیاه در تشکیل اندامهای گیاهی نقش دارند.

10- افزایش دوره ماندگاری محصولات پس از برداشت

11- افزایش سبزینگی و تولید کلروفیل

کلروفیل ملکول مسؤل برای جذب انرژی خورشید و فرآیند فتوسنتز است. اسید آمینه ماده اصلی و حیاتی در سنتز کلروفیل به شمار می رود.

12-خاصیت کلات کنندگی

کاربرد اسیدهای آمینه به همراه عناصر غذایی میکرو جذب و انتقال این عناصر را در گیاه تسهیل می نماید. لذا کلاتهای اسید آمینه از اهمیت ویژه ای برخوردارند. از آنجا که کلاتهای اسید آمینه فاقد بار الکتریکی هستند به راحتی از لایه کوتیکولی عبور کرده و عنصر کلات شده را به محل سلولی می برند. یکی از مزایای برجسته کلاتهای اسید آمینه قابلیت تحرک بالای آنها در گیاه است. 

مصرف کود های حاوی اسید آمینه

اخيراً کود هايي به بازار عرضه شده اند که حاوي اسید های آمینه مختلف بوده و گاهي همراه با عناصر ريزمغذي هستند. اين کودها را معمولاً از طريق محلول پاشی برگي در اختيار گياه قرار مي دهند. گزارش شده است که افزودن اين کودها به خاک باعث بهبود وضعیت ميکروارگانيزم هايي در خاک مي شود که فعاليت  شان موجب تسهيل جذب برخي عناصر غذايي و در نهايت افزايش رشد و بهبود عملکرد گياه مي شود. همچنين محلول پاشی برگي با اين کودها، کارآيي ميزان جذب نيتروژن توسط ريشه هاي گياه از خاک را افزايش داده و تا حدي مانع آبشويي نيتروژن از خاک مي شود. در شرایط بحرانی سنتز اسیدهای آمینه بسیار دشوار یا به طور کامل متوقف می گردد و کاربرد اسیدهای آمینه به صورت کود علاوه بر برطرف کردن نیاز گیاه موجب می شود تا گیاه انرژی خود را صرف رشد بیشتر و بالابردن کیفیت محصول نماید. کاربرد اسیدهای آمینه در قالب کودهایی نظیر آسکومارین و آمینوویت این امکان را به گیاه می دهد تا در شرایط سخت و بحرانی مقاومت نموده و به حیات ادامه دهد.
مصرف خاکی اسید آمینه
 
نتیجه مصرف خاکی سطوح مختلف آمینو اسید در مورد گیاه گوجه فرنگی و فلفل دلمه ای نشان داده که مصرف آمینو اسید با غلظت 6 میلی گرم در لیتر باعث افزایش وزن تر و خشک شاخساره گوجه  فرنگی و وزن تر ریشه فلفل دلمه ای می شود. همچنین وزن خشک میوه فلفل دلمه ای در تیمار 4 و در گوجه فرنگی در تیمار 3 میلی گرم در لیتر آمینو اسید به طور معنی داری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. دراین بررسی قطر میوه گوجه فرنگی نیز با کاربرد آمینو اسید افزایش یافت. تقاضا برای محصولات ارگانیک رو به افزایش است و اسید آمینه فرم ارگانیک نیتروژن است و محصولات با پایه اسید آمینه در دهه گذشته به وسیله ی پرورش دهندگان استفاده شده و موجب بهبود عملکرد و رشد گیاهان مختلف گردیده است. مزایای استفاده از آمینو اسید با محتوای نیتروژن آلی در ارتباط با تعامل مثبت و سازنده با در دسترس بودن برخی مواد معدنی و مغذی است. 

منابع

جوانمردی، ج.، و ستار، ح. 1395. ارزيابي ويژگيهاي کمّي و کيفي پنج رقم گوجه فرنگي گلخانه اي در پاسخ به کودهاي حاوي عصاره جلبک دريايي و اسيدهاي آمينه. علوم و فنون کشت گلخانه ای. 7(25): 121-129.
خانی.، ا.ر و حاج سید هادی، م.ر. 1396. تأثیر کود دامی و محلول پاشی اسیدهای آمینه بر ویژگیهای رشدی، عملکرد دانه و میزان اسانس گیاه دارویی گشنیز (Coriandrum sativum L.). علوم گیاهان زراعی ایران. 48(3): 777-786.
حاج سید هادی، م.ر.، درزی، م.ت.، ریاضی، غ.ح.، قندهاری علویجه، ز. 1389. تاثیر محلول پاشی با اسیدهاي آمینه و کاربرد مقادیر مختلف ورمی کمپوست بر صفات موروفولوژیک و عملکرد گل بابونه. یافته های نوین کشاورزی. 5(2): 147-158.
جیحونی، م. 1394.تاریخچه و ماهیت اسیدهای آمینه. ماهنامه شکوفه. 2(17): 46-47. 
نویسنده: خانم دکتر مرجان سعیدی نژاد
  • نظرات کاربران
  • ارسال نظر
اولین نظر را شما ثبت نمایید