KLIJANJE: STRUKTURA SJEMENA, POSTUPAK, VRSTE - BIOLOGIJA - 2026

Klijanja je proces u kojem je sadržaj embrij u sjemenkama biljaka sjemenja razvija rezultira novom postrojenju, i karakteriziran je izbočinom korijena van testa ili seedcoat.

U biljnom kraljevstvu spermatofiti su skupina biljaka poznata kao "više biljke", koje imaju određujuće svojstvo proizvodnju sjemena kao rezultat njihove seksualne reprodukcije, odakle i dobiva svoje ime, budući da "sperma" na grčkom znači sjeme.

Klijanje dvodomne biljke (Izvor: MAKY.OREL via Wikimedia Commons)

Skupinu spermatofita čine cvjetnice ili angiospermi i necvjetne biljke ili gymnospermi, koji daju sjeme zatvoreno u strukturu zvanu "jajnik" odnosno golo sjeme.

Klijanje sjemena, bez obzira na njegovu vrstu, može se shvatiti kao skup uzastopnih koraka koji čine mirno ili uspavano sjeme, s malim udjelom vode, pokazuju porast njegove opće metaboličke aktivnosti i započinju stvaranje sadnica iz embrija iznutra.

Točan trenutak u kojem se klijanje završava i počinje rast vrlo je teško odrediti, jer je klijanje posebno definirano kao ruptura sjemenskog pokrova koja je sama po sebi već rezultat rasta (podjela i produženje stanica),

Postoji više čimbenika koji utječu na proces klijanja, od kojih su mnogi endogeni (održivost, stupanj razvoja embrija itd.) I egzogeni (na primjer, voda, temperatura i sastav atmosfere).

Struktura sjemena

Angiosperm biljke imaju sjeme relativno jednostavne strukture, jer se sastoje od embrija (proizvoda oplodnje jajašca polenom zrna) koji je okružen pokrovom poznatim kao "vrećica embrija", koji također proizilazi iz procesa oplodnje.

Sjemenska prevlaka poznata je kao testa i produkt je razvoja unutarnjih ovojnica ovule. Embrio se hrani supstancom u koju je uronjen, endospermom, koji također može postati rudimentarno tkivo u biljkama s kotiledonima.

Kotiledoni su primarni listovi koji mogu ispuniti prehrambene funkcije za zametak i mogu biti odgovorni za fotosintezu sadnice koja nastaje kada klijanje klija.

Količina rezervnih tvari vrlo je promjenjiva među sjemenkama, posebno što se tiče sastava bjelančevina, masti i ugljikohidrata. Međutim, glavna skladišna tvar u sjemenu, u većoj ili manjoj mjeri, obično je škrob.

Embrion je temeljna struktura sjemena. Može se promatrati kao "minijaturna biljka", a sastoji se od radičića, plumule ili epikotila (iznad mjesta gdje su kotiledoni), jednog ili više kotiledona i hipokotila (ispod kotiledona).

Iz radikule se naknadno formira korijen, koji je podzemni dio biljke; epikotil će kasnije biti glavna osovina stabljike, u zračnom dijelu; dok je hipokotil onaj dio embrija koji spaja radikulu s gljivicom ili epikotilom, to jest koji spaja stabljiku s korijenom u odrasloj biljci.

Važno je napomenuti da u prirodi postoji velika raznolikost sjemena, posebno s obzirom na veličinu, oblik, boju i opću strukturu, ne računajući njihove unutarnje fiziološke karakteristike.

Postupak (faze)

Sva zrela sjemena nalaze se u stanju mirnoće, pri čemu ove strukture razmnožavanja mogu izdržati dugotrajna razdoblja u kojima ne postoje povoljni uvjeti potrebni za klijanje.

Mirovanje sjemena preokreće se u prisustvu vode, odgovarajućeg atmosferskog sastava i temperature (naravno, ovisno o vrsti sjemena).

Klijanje, kad mirnoća prođe, uključuje procese koji su uobičajeni u fiziologiji biljaka:

- disanje

- upijanje vode

- pretvorba "hrane" u topljive tvari

- sintezu enzima i hormona

- metabolizam dušika i fosfora

- translokaciju ugljikohidrata, hormona, vode i minerala prema meristemima i

- stvaranje tkiva.

Međutim, biljni fiziolozi definirali su tri specifična stadija, a to su: imbibicija, produženje stanica i povećanje broja stanica (stanična dioba), ovisno o različitim genetskim i molekularnim događajima.

upijanjem

Sadržaj vode u zrelom sjemenu je znatno nizak, što pogoduje metaboličkoj letargiji tkiva unutar. Dakle, prvi korak klijanja sjemena je apsorpcija vode, što je poznato i kao imbibicija.

Imbibicija obnavlja turgor zametaka, koje su prethodno plazmolizirane zbog male veličine svojih skoro praznih vakuola.

Tijekom prvih sati ove faze ne primjećuju se kemijske promjene u sjemenu, kao ni bilo koja vrsta aktivnosti povezana s izduživanjem ili izduživanjem staničnih zidova itd.

Ubrzo nakon toga, hidratacija tkiva (pod povoljnim uvjetima atmosfere i temperature) omogućava aktiviranje organela i staničnih enzima, posebno mitohondrija. Ova aktivacija također potiče sintezu hormona i proteina, potrebnih za sljedeće događaje.

Izduživanje i povećanje broja stanica (podjela)

Nakon nekoliko sati imbibicije (ovisno o stupnju isušivanja sjemena), može se uočiti izduživanje stanica koje pripadaju radikuli, koje omogućuju da se ova struktura proširi i izlazi iz površine koja je pokriva.

Prve podjele stanica događaju se u korijenskom meristemu, baš u vrijeme kada radikula „razbija“ tkivo koje ga pokriva. U ovom trenutku se opažaju neke citološke promjene, poput izraženijeg izgleda jezgre svake stanice.

Stadiji klijanja sjemena A. thaliana (Izvor: Alena Kravchenko preko Wikimedia Commons)

Sjemenski omotač ili testa se probija ili lomi primarnim korijenom, koji je predstavljen radikulom, nakon čega hipokotiledonska os nastavlja proces izduživanja. Kotiledoni ostaju unutar teste tijekom ovog postupka, bez obzira na vrstu klijanja.

Dok se taj proces odvija, prehrana embrionalnih stanica ovisi o aktivnosti enzima odgovornih za razgradnju ugljikohidrata i rezervnih masti u endospermu i / ili kotiledonima, aktivnosti u potpunosti ovisne o prethodnom procesu imbibicije.

Vrste klijanja

Vrste klijanja definirane su prema sudbini kotiledona kad sadnica nastane iz embrija. Dvije najpoznatije vrste su klijanje epigena i hipogealna klijavost.

Dijagram procesa klijanja sjemena graška (Izvor: Klijavost.svg: * Germinacija.png: Kat1992Perivativni rad: Begoonderivativni rad: Begoon putem Wikimedia Commons)

Klijanje epigea

Javlja se u mnogim drvenastim biljkama, uključujući i gymnosperme, a karakteriziraju je kotiledoni koji izlaze iz tla kao "gurnuti" izduženim epikotilom.

Hipogealna klijavost

Nastaje kada kotiledoni ostanu u podzemnom dijelu, u međuvremenu epikotil raste uspravno i iz njega se razvijaju fotosintetski listovi. Uobičajeno je za mnoge biljne vrste, primjerice stabla javora, kestena i gume.

Reference

1. Bewley, JD (1997). Klijanje sjemena i starenje. Biljna stanica, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO, & McDonald, MF (2012). Načela nauke i tehnologije sjemena. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Uvod u botaniku (br. 580 N117i). Pearson.
4. Srivastava, LM (2002). Klijanje sjemena, mobilizacija zaliha hrane i postojanost sjemena. Rast i razvoj biljaka: hormoni i okoliš. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Fiziologija i razvoj biljaka.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). Fiziologija klijanja sjemena. Godišnji pregled fiziologije biljaka, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sunce, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). Molekularni mehanizmi klijanja sjemena. U proklijalim zrnima (str. 1-24). AACC International Press.