تأثير تراكم البرولين والأحماض الامينية الأخرى Accumulation of proline and other amino acids في انسجة النبات على تحمل الجفاف
يعمل البرولين وغيره من الأحماض الأمينية كحاميات سمورية ضد ضرر الاجهاد المائي، حيث يزداد تراكمها في أنسجة النباتات كرد فعل واستجابة للإجهاد. وعلى ذلك تعتبر مؤشراً إنتخابياً في برامج تربية المحاصيل لتحمل الجفاف. وتتميز النباتات المتحملة للجفاف بارتفاع محتوى البرولين (الشكل التالي) . وجدير بالذكر أنه تحت الظروف الطبيعية وتوفر ماء الري يحدث أكسدة دائمة للبرولين المخلق في النبات، إذ يتحول إلى حمض الجلوتاميك ومكونات أخرى. بينما تخت ظروف الإجهاد الرطوبي، يتناقص معدل أكسدة البرولين، ويحدث له تراكم، ولذا يعتبره البعض مؤشراً للإجهادStewart et al., 1977) ).
شكل يبين حمض البرولين
ويقوم البرولين بدور هام في ضبط إسموزية الخلايا، ويعمل كمصدر للطاقة والكربون والنيتروجين بالإضافة إلى حماية مختلف الأنزيمات النباتية من تأثير الحرارة ونقص الماء، ويساعد بذلك النبات على تحمل ظروف الإجهاد (1981 ,.Paleg et al) .
وتتباين أصناف القمح في معدل تراكم البرولين في الأعمار المختلفة تحت ظروف انخفاض رطوبة التربة. حيث ازداد تراكم البرولين في أوراق وسيقان وجذور وأزهار صنفا القمح Yecora, Genorosa ، وكانت الاستجابة أكثر وضوحاً في مرحلة الانبات عن مرحلة تميز البادرات وكان معدل تراكم البرولين أعلى في الصنف Genorosa عن الصنف Yecora في طور التميز، في حين تشابها عند التزهير Karamanos et al., 1981)) .
وتكاملاً مع هذه النتائج، فقد سجلت زيادات معنوية في مستويات البرولين عند 75 يوم من الزراعة في ستة أصناف من القمح، وعند عمر 90 يوم في 13 صنف أخرى. وازداد تراكمه بصفة عامة مع تقدم النبات في العمر، وتلازم ذلك مع زيادة محصول الحبوب ودليل ثبات محصول الأصناف 1865, IWP 72, WL 2265, Raj , 115 DWL 5023, UP تحت ظروف الشد الرطوبي (1989 Narayan and Misra) .
ويأخذ مربى الذرة الشامية محتوى البرولين في مرحلة البادرة وفي المراحل المتقدمة من حياة النبات، معياراً انتخابيا في برامج التربية لتحمل الجفاف. وأيد ذلك ارتفاع محتوى البرولين في الصنف المقاوم للجفاف 473 - RMR مقارنة بالصنف الحساس 52 - SR تحت ظروف الشد الرطوبي (1993 ,.O'Regan et al) .
وقد سجلت اختلافات وراثية معنوية في محتوى ثماني عشر من الأحماض الأمينية الحرة بأوراق آباء وهجن الجيل الأول من الذرة الرفيعة. حيث ازدادت الكميات المطلقة من الأحماض الأمينية الحرة تحت ظروف الجفاف مقارنة بظروف الري الكامل. وحقق البرولين أعلى زيادة وصلت إلى أكثر من الضعف (6.71) تحت ظروف الجفاف مقارنة بظروف الري الكامل (3.09) . وأوضح النجار وآخرون (2002) تميز التراكيب الوراثية المتحملة للجفاف من الذرة الرفيعة بارتفاع محتوى الأحماض الأمينية الحرة الكلية والجليسين والسستئين والمثيونين والاسبارتيك والفينيل الانين، إلا أنها كانت الأقل في محتوى حامض الجلوتاميك والتيروسين والمتربتوفان عن التراكيب الوراثية الحساسة تحت ظروف الجفاف في مرحلة ما قبل التزهير (الجدول التالي).
وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن حث تراكم البرولين في النبات عن طريق المعاملة ببعض المواد المحدثة للاسموزية مثل البولي إيثيلين جليكول PEG، حيث ازداد تراكم البرولين بمستوى عالي في صنف الذرة الرفيعة المتحمل للجفاف Phule Yashoda والأصناف 262 - RSLG و CSH - 15 R و 1 - 35 Swati - Sel - S ,M عقب المعاملة، الأمر الذى ساعد على استعادة نمو هذه الأصناف تحت ظروف الشد الرطوبي (Deshmukh et al., 2003 a) .
وعلاوة على تراكم البرولين والأحماض الامينية الحرة، يزداد أيضاً محتوى السكريات الذائبة مع تعرض النبات للإجهاد الرطوبي حيث أشار Yadav وآخرون (2003) إلى الدور الفسيولوجي الهام لهذه المواد في عملية الضبط الاسموزي .
جدول يبين: متوسط محتوى الاحماض الامينية الحرة (مجم/ جم مادة جافة) بأوراق التراكيب الوراثية لذرة الحبوب الرفيعة تحت ظروف عدم الاجهاد والاجهاد المائي عند مرحلة ما قبل التزهير (أسيوط، 2000).
