۱-۸- کنترل خواب و جوانه زنی
دود حاصل از سوختن مواد گیاهی یا عصاره دودی، جوانهزنی را در دانه های تعداد زیادی از گیاهان که به صورت ضعیف جوانه میزنند و یا دوره خواب طولانی مدت دارند، تحریک میکند این اثرات، مستقل از شکل دانه،یکساله یا چندساله بودن،حساس یا مقاوم بودن نسبت به آتش است (دیکسون و راچ^[۹۰]، ۱۹۹۵).
طبق آزمایشات انجام شده غلظت۱:۱۰۰ از محلول عصاره دودی باعث شکستن خواب بذور کاهو گردید. در این آزمایش، ۲۵ بذر کاهو در پتری دیش هایی حاوی کاغذ صافی قرار داده شدند سپس ۸ میلیلیتر از عصاره دودی بر روی بذور ریخته شد همچنین از آب مقطر به عنوان شاهد استفاده شد. ۹۸ درصد از بذور تحت تیمار عصاره دودی بعد از ۲۴ ساعت در مقایسه با شاهد(۷/۲۵ درصد)جوانه زدند (تورنتون^[۹۱] و همکاران، ۱۹۹۹). همچنین این ترکیب بر روی دانه های کلزا موثر بود البته دانه های کلزا تحت تیمار عصاره دودی حاصل از کاه گندم قرار گرفتند مقدار و غلظت عصاره دودی همانند آزمایش قبل بود بعد از ۶ روز که میزان جوانه زنی دانه های کلزا بررسی شد، جوانه زنی به صورت معنی داری افزایش یافت. نحوه فعالیت شکستن خواب بذور توسط این ترکیبات، مشابه GA3 است یا به بیان بهتر میتوان گفت این ترکیب حساسیت بذور را نسبت به هورمون های گیاهی از جمله GA3 افزایش میدهد.
قرار گرفتن دانه ها در معرض دود به صورت آئروسل یا دود خام باعث افزایش جوانهزنی میگردد. این تأثیر در غلظتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت و بهترین پاسخ در غلظت ۱:۱۰۰ به دست آمد. در طی یک سری از آزمایشات، اثر دود بر ۲۳ گونه محلی که به آسانی جوانه نمیزدند، بررسی گردید. در ابتدا تصور می شد که گرمای آتش، تنها عامل تحریک است ولی بعد از آزمایشات زیاد، مشخص شد ترکیبات محرکی در دود وجود دارد که عامل شکستن خواب بذر است (دیکسون و همکاران، ۱۹۹۵).
۱-۹- بنیه گیاهچه
تیمار بذور تعداد زیادی از گونه های گیاهی با عصاره دودی باعث افزایش بنیه آنها گردید ماده جدید شناخته شده در عصاره دودی (بوتنولاید) ویگور گیاهچه را بهبود میبخشد.
برنج یکی از غلههای مهم دنیا است و بنیه آن برای رشد سریع و استقرار، کم است. به همین دلیل طی یک سری از آزمایشات (کولکارنی^[۹۲] وهمکاران، ۲۰۰۶) بررسی شد که آیا میتوان بنیه گیاه را به وسیله تیمار با عصاره دودی افزایش داد؟ بر اساس آزمایشات انجام شده روی گیاهچه برنج، تیمار با عصاره دودی ۱:۵۰۰ به طور معنیداری طول ساقه را افزایش داد. گیاهچه تیمار شده با عصاره دودی، تعداد ریشه های جانبی بیشتری نسبت به گیاهچه تیمار نشده داشت. بنیه دانه های برنج که با عصاره دودی ۱:۵۰۰ تیمار شده بودند به طور معنیداری بیشتر از دانه های تیمار نشده بود. تیمار با غلظتهای ۱:۵۰۰ و۱:۲۰۰۰ به طور معنیداری طول ریشه وساقه را بهبود بخشید اگرچه غلظت ۱:۱۰۰۰ عصاره دودی اثر معنیداری روی طول ریشه نداشت مطلوبترین غلظت۱:۵۰۰ بود که بیشترین ویگور را نسبت به شاهد و دیگر غلظتهای آزمایش نشان میدهد. از طرف دیگر وزن گیاهچه وتعداد ریشه های جانبی به طور معنیداری در استفاده از غلظتهای۱:۱۰۰۰ و ۱:۲۰۰۰ نسبت به شاهد، به ترتیب بیشتر بود.

افزایش ریشه های جانبی در جذب آب ومواد غذایی و در نتیجه رشد سریعتر وسالمتر گیاهچه موثراست (دبی^[۹۳] و همکاران، ۲۰۰۵). شکلگیری ریشه های جانبی یکی از مراحل تحت کنترل اکسین و اتیلن است (وانگ^[۹۴] و همکاران، ۲۰۰۳). بنابراین نتایج این مطالعه نشان میدهد که عصاره دودی مانند هورمونهای گیاهی عمل میکند. این امکان وجود دارد که دود، سطوح هورمونهای گیاهی را در دانه تغییر دهد و یا ممکن است حساسیت بافتها نسبت به هورمونها را تغییر دهد (ون استادن^[۹۵]، ۲۰۰۰).
در یک بررسی اثرعصاره دودی و دود به صورت آئروسل روی گیاهان دارویی آفریقای جنوبی Albuca pachychlamys، Merwilla natalensis، Tulbaghia vilocea بررسی شد. شاخص بنیه گیاهچههای یک هفتهای این گیاهان در مقایسه با شاهد، افزایش معنی داری داشت. مقدار ماده خشک برگ گیاه Tulbaghia vilocea که توسط عصاره دودی تیمار شده بودند به صورت معنی داری (mg4/120( بیشتر از بذور تیمار نشده بود. ارتفاع گیاهچهها در هر دو گونه Albuca pachychlamys، Tulbaghia vilocea به صورت معنیداری بیشتر از شاهد بود. فقط در مورد natalensis Merwilla اثر معنی داری مشاهده نشد. بذور Albuca pachychlamys که تحت تیمار عصاره دودی جوانه زدند، افزایش معنی داری در مقدار برگ و پیاز (به ترتیب mg 6/197 و mg 9/27( در مقایسه با شاهد (به ترتیب mg7/124 و mg9/9( داشتند(اسپارگ و همکاران، ۲۰۰۵). تیمار دانه های ذرت تجاری با عصاره دودی و آئروسل نیز نتایج مثبتی نشان داد. دانه های ذرت توسط دود سرد (۲۸ درجه سانتیگراد) در زمان های مختلف ۳۰، ۶۰ و ۹۰ دقیقه، تیمار شدند. همچنین دانه ها تحت تیمار عصاره دودی با غلظت های ۱:۲۵۰،۱:۵۰۰،۱:۱۰۰۰،۱:۲۰۰۰ قرار گرفتند (اسپارگ و همکاران، ۲۰۰۶).
نتایج آزمایشات نشان داد آئروسل و عصاره دودی، درصد جوانه زنی ذرت را در مقایسه با شاهد افزایش میدهند. عصاره دودی با غلظت ۱:۵۰۰ بیشترین درصد جوانه زنی (۵/۹۲ درصد) و بیشترین بنیه بذر را نشان داد.
بنیه گیاهچه = (طول ساقهچه(mm)+طول ریشهچه(mm))×درصدجوانه زنی
آئروسل به مدت ۳۰ دقیقه بالاترین درصد جوانه زنی را ) ۹۰ درصد ( در مقایسه با شاهد (۵/۷۲ درصد) نشان داد. افزایش زمان تیمار با آئروسل روی درصد جوانهزنی، اثر منفی داشت.
۱-۱۰- گلدهی
گذر^[۹۶] از مرحله رویشی به مرحله زایشی کاملاً مشخص است. گیاه در مرحله رویشی به طور مرتب، برگ، ساقه و ریشه جدید می‌سازد. آغاز گلدهی مستلزم بروز یک تغییر اساسی در الگوی تمایز جوانه انتهایی ساقه است که به ایجاد و توسعه اندامهای گل یعنی کاسبرگ، گلبرگ، پرچم و برچه‌ها به کمک تقسیم میوز منجر میشود. گلدهی آرایش پیچیده‌ای از ساختمانهای بسیار تخصصی را به نمایش می‌گذارد که شکل آنها با ساختمان دوران رویشی آنها متفاوت است.
اولین مرحله در وارد شدن گیاه به فاز زایشی، بلوغ گلدهی گیاه است. دوره بلوغ به حداقل رشد و رویشی گفته می‌شود که گیاه باید انجام دهد تا بتواند وارد دوره زایشی شود. چنین دوره‌ای در گونه‌های مختلف گیاهان متفاوت است. در غلات این دوره بسیار زود فرا می‌رسد، حتی در حالت جنینی هم، بلوغ گلدهی وجود دارد.
مرحله دوم کسب استعداد گلدهی است. یک مریستم رویشی در یک جوانه رویشی ، در صورتی به جوانه زایشی تبدیل میشود، که مرحله‌ای که در آن استعداد گلدهی را کسب می‌کند، طی کرده باشد. کسب استعداد گلدهی، خصوصاً در مناطق معتدله به صورت نیاز سرمایی در آمده است. یعنی اگر به گیاه مقداری سرما بدهیم، استعداد گلدهی را کسب خواهد کرد. در این حالت ، تیمار سرمایی را که عامل ایجاد استعداد برای گلدهی گیاه است، بهاره کردن میگویند.
جیبرلین از توانایی القای گلدهی در برخی گیاهان برخوردار است. از میان گروه های اصلی هورمون طبیعی، این هورمون نقش مهمی در گلدهی دارد. در برخی گیاهان، جیبرلین می‌تواند جایگزین القای فتوپریودی شود. جیبرلینها به ویژه در گیاهان روز بلندی که تحت شرایط روزهای کوتاه به صورت روزت رشد کرده‌اند، سبب گلدهی می‌شود. در این گیاهان، گلدهی همراه با طویل شدن ساقه گل دهنده می‌باشد. البته باید در نظر داشت که فرآیندهای تشکیل گل و طویل شدن ساقه، مستقل از یکدیگر هستند. افزون بر این، جیبرلینها می‌توانند تحت شرایط غیر القایی، سبب گلدهی تعداد معدودی از گیاهان روز کوتاه شوند. در چندین گیاه نیازمند به سرما، جیبرلینها قادر هستند جایگزین درجه حرارتهای پایین شوند.
۱-۱۱- مطالعات کشت بافت مرتبط با عصاره دودی
در چندین مورد اثر عصاره آبی دود یا بوتنولاید بر رویانزایی سوماتیکی گیاهان، مورد مطالعه قرار گرفته است و پاسخ های مثبتی در این زمینه مشاهده گردیده است.
اولین تکنیک کشت ریشه موفقیتآمیز توسط تیلور و استادن (۱۹۹۸) بنا نهاده شد. این محققین اثرات مثبت عصاره آبی دود، روی ریشه های قطعشده را گزارش کردند. آنها در آزمایشات خود، از غلظت های متفاوت عصاره دودی روی ریشه های گوجه فرنگی استفاده شد. محلول۱:۲۰۰۰ توانست به طور معنیداری در دو گونه themeda و passerina موجب گسترش ریشه های اولیه و افزایش ریشه های جانبی گردد. البته در غلظتهای بالاتر عصاره دودی، افزایش معنیداری دیده نشد و غلظت۱:۵۰ از رشد ریشه جلوگیری کرد. نقش عصاره دودی در تأثیر بر ریشهدهی مانند تنظیمکنندههای رشد گیاهی است ولی به صورت دقیق نقش عصاره دودی در تحریک ریشهدهی مشخص نیست.
در آزمایشی اثر بوتنولاید (جزء موثر دود) بر رویانزایی سوماتیکی یک گونه مهم تجاری باغی با نام Baloskion tetraphyllum بررسی گردید. در این تحقیق وقتی رویانهای سوماتیکی همراه با بوتنولاید به محیط کشت پایه انتقال داده شدند، رشد و نمو رویانها افزایش یافت. نتایج این آزمایش نشان داد که بوتنولاید اثرات تحریک کنندگی روی جوانهزنی دانه، تحریک رویانهای زیگوتی و تحریک رشد و نمو و بلوغ رویانهای سوماتیکی B.tetraphyllum دارد (گوهواما^[۹۷] و همکاران، ۲۰۰۶) .در تحقیق دیگری اثر عصاره آبی دود بر رویانزایی سوماتیکی با بهره گرفتن از هیپوکوتیل های گیاه شمعدانی مطالعه شد. در این بررسی تیمار مواد گیاهی (explant) با عصاره آبی دود ۱۰ درصد یا ترکیب عصاره آبی دود با تیدیازورون (thidiazurom) که تحریک کننده جوانهزنی است پتانسیل رویانزایی را در کشت بافت هیپوکوتیل شمعدانی، افزایش داد (سناراتنا^[۹۸]، ۱۹۹۹).
اثر عصاره دودی بر جوانه زنی دانه های Avena fatua بررسی شد. در این آزمایش دانه های سالم Avena fatua در دمای˚^c20 به صورت ضعیف جوانه زدند و بعد از ۳ روز تقریباً ۳۰ درصد از آن ها جوانه زدند. ولی جوانه زنی، تحت تیمار عصاره دودی افزایش یافت. پاسخ دانه ها به عصاره دودی بستگی به غلظت استفاده شده داشت. غلظت های ۱:۱۰۰۰و ۱:۱۰۰ سطوح جوانه زنی را بهبود بخشیدند اما غلظت ۱:۱۰۰بیشترین درصد جوانه زنی را نشان داد (۹۰ درصد).
۱-۱۲- اثر متقابل دود و هورمونهای گیاهی
چندین مطالعه روی اثر متقابل دود و هورمونهای گیاهی صورت گرفته است. در یک بررسی، محلول های جیبرلین (GA4/7) و BA (بنزیل آدنین) و دود هر کدام به تنهایی روی دانه های Syncarpha vestita استفاده شدند و فقط در حالت ترکیب با دود بر خواب بذر چیره شدند در حالیکه جیبرلینها به تنهایی موثر نبودند. این نتیجه وجود یک اثر متقابل بین دود و هورمونهای گیاهی را تقویت کرد. در دانه های کاهو نورخواه نیز آزمایش مشابهی انجام شد و مشخص گردید که دود می تواند جانشین نور شود وخواب بذور را از بین ببرد (دریوز و همکاران، ۱۹۹۵).
مطالعه اثر متقابل دود و هورمونهای گیاهی، مؤکد این مطلب است که دود در ترکیب با هورمونهای گیاهی اثر همراهی کننده دارد که باعث افزایش جوانه زنی می گردد. این اثر افزایشی در غلظتهای مشخصی وجود دارد وخارج از این محدوده از اثرات بازدارندگی نیز برخوردار است (ون استادن، ۱۹۹۵).
در یک بررسی دیگر غلظتهای مطلوب دود در ترکیب با اتیلن یک اثر همراهی کننده داشتند ویک اثر متقابل بین دود و ABA نیز دیده شد (جاگر، ۱۹۹۶). ترکیب دود و ABA^[99] به همراه نور قرمز نسبت به ABA و نور قرمز، جوانهزنی را به صورت معنی داری کاهش داد که می توان نتیجه گرفت دود، دانه ها را نسبت به ABA حساستر میکند. در یک مطالعه، تیمار جداگانه دانه های کرفس با GA^[100] ویا دود نتوانست خواب آنها را بشکند، ولی در ترکیب آنها با یکدیگر سبب شد که خواب آن ها به صورت جزئی شکسته شود (توماس و ون استادن^[۱۰۱]، ۱۹۹۵).
به نظر می رسد اثر دود در ترکیب با دیگر هورمون های گیاهی به واسطه حساس کردن دانه ها نسبت به این هورمون ها باشد. این امکان وجود دارد که دود با حساس کردن دانه ها عمل خود را در راه اندازی جوانه زنی انجام دهد زیرا دانه ها حتی در سطوح پایین هورمون ها شروع به جوانه زنی میکنند.
روش های مختلفی برای اعمال اثر تحریک کنندگی دود پیشنهاد شده است (ون استادن۲، ۱۹۹۵). دود ممکن است سیستم فیتوکرومی را فعال کند، در بیوسنتز دخالت کند، در متابولیسم جیبرلینها و دیگر هورمونها دخالت کند و در نتیجه مقدار هورمونهای گیاهی فعال راکه می توانند در سیستم فیتوکرومی دخیل باشند را افزایش دهد، نفوذپذیری غشاء را تغییر دهد و به این ترتیب انتقال هورمونهای گیاهی را به سایتهای فعال افزایش دهد، حساسیت گیرنده های هورمون ها را تغییر دهد و آنزیمهایی را که در آغاز جوانهزنی نقش دارند، فعال کند.
به نظر می رسد دود حساسیت گیرنده های هورمونهایی از قبیل اتیلن، جیبرلین، سیتوکنین و ABA^[102] را تغییر میدهد و یا اینکه نفوذپذیری غشاء را تحت تأثیر قرار میدهد و در نتیجه هورمونها به راحتی برای فعال کردن سایتها از غشاء عبور میکنند. بنابراین، ترکیبات فعال دود در سیستم آنزیمهایی که سرعت رشد را کنترل میکنند، نفوذ و دخالت میکنند (بلانک و یانگ^[۱۰۳]، ۱۹۹۸).
عصاره آبی دود نسبت به اتیلن، جوانهزنی دانه های کاهو را بیشتر افزایش میدهد. اگرچه ترکیب اتیلن با سطوح مطلوب عصاره دودی نشان دهنده اثر توأم عصاره دودی با اتیلن است.
در یک مطالعه روی کاهو، مشاهده شد که دود گیاهی می تواند سطوح GA را افزایش و سطوح ABA را کاهش دهد (جاگر و ون استادن^[۱۰۴]، ۱۹۹۶).
در یک آزمایش، وجود یک اثر متقابل مثبت بین عصاره دود و جیبرلین، سیتوکنین و اتیلن در شکستن خواب بذر چندین گونه گیاهی از جمله دانه های در حال خواب avena fatua که جوانه نمیزدند مشاهده شد. هر یک از این هورمون ها به تنهایی توانایی شکستن خواب بذر را نداشتند اما در ترکیب با عصاره دودی، خواب بذر شکسته شد (ادکینز و پیتر، ۲۰۰۱). تیمار دانه های avena fatua با غلظت ۱:۱۰۰ عصاره دودی همراه با اتیلن و GA، سبب شکستن خواب بذر و افزایش جوانه زنی گردید.
۱-۱۳- اثرات اللوپاتی دود گیاهی به صورت آئروسل روی جوانهزنی
دود گیاهی باعث افزایش جوانهزنی در گونه های متفاوت، تحت غلظتهای خاص و در زمان های مشخص میگردد. با وجود این، تیمار طولانیمدت با عصاره دودی از جوانهزنی جلوگیری میکند و باعث اثر بازدارندگی میگردد. ترکیبات ثانویه دود باعث بازدارندگی در جوانهزنی میگردد. این مواد هنگام تجزیه گیاهان رها میشوند و اگرچه این مواد به صورت گاز در اتمسفر پخش میشوند ولی احتمالاً بر سطح خاک باقی میمانند. این مواد شامل کامفور-آلفا پنین، alpha-phelandrene وeugenol میباشندکه از گیاهان سوخته رها میشوند و اثرات بازدارندگی بر جوانهزنی بذور بعضی از گونه ها دارند.
هر چه مدت زمان تیمار از محدوده زمانی خاصی بیشتر گردد، اثرات بازدارندگی این مواد نمود بیشتر پیدا می کند. اثرات بازدارندگی روی دانه ها میتواند در طبیعت در اثر یک بارندگی، به طور کامل از بین برود (هیسی و دلویچ، ۱۹۸۴).
اگر چه استفاده از دود بعنوان یک عامل بهبود دهنده جوانه زنی بذور در بعضی از محصولات زراعی و باغی به خوبی شناخته شده است، اما تحقیقات بسیار کمی در رابطه با تأثیر دود روی گیاهان دارویی بومی انجام شده است(اسپارگ و همکاران، ۲۰۰۵). در ایران تعداد زیادی از گونه های گیاهی بومی به طور گسترده در طب سنتی استفاده و تجارت می شوند و به دلیل گسترش شهرنشینی، استفاده از بسیاری از این گیاهان بومی و دارویی رو به افزایش است. بنابراین نیاز به حفظ و نگهداری این گیاهان از ضروریات می باشد.
بسیاری از گونه های گیاهی دارویی در معرض انقراض هستند و اغلب پیدا کردن آنها در خارج از نواحی حفاظت شده مشکل است. در نتیجه بسیاری از این گونه ها از کشور های همسایه وارد میشوند اما این امر مدت زیادی به طول نمی انجامد. زیرا جمعیت های گیاهی خودرو و وحشی این کشور ها نیز به زودی تمام می شوند. اگر تقاضا برای گیاهان دارویی در آینده وجود داشته باشد ضرورت دارد که بسیاری از این گونه های گیاهی دارویی برای استفاده در طب سنتی، اهلی شده و به صورت تجاری کشت گردند (ون استادن و همکاران، ۲۰۰۰). کشت موفق گیاهان دارویی به میزان زیادی به قابلیت جوانه زنی موفق بذور آنها وابسته است. با مواجه شدن با افزایش تقاضا برای گیاهان دارویی توسعه تکنیک های لازم برای کشت و کار این گیاهان با حداقل هزینه از اهمیت زیادی برخوردار است.
پاسخ به دود یک ویژگی وابسته به گونه گیاهی است. یعنی یک گونه گیاهی ممکن است پاسخی متفاوت از گونه های دیگر از خود بروز دهد (عبداللهی و همکاران، ۲۰۱۱: براون و همکاران، ۱۹۹۴: دیکسون و همکاران، ۱۹۹۵: راچ و همکاران، ۱۹۹۸: موریس، ۲۰۰۰: توماس و همکاران، ۲۰۰۳: مریت و همکاران، ۲۰۰۶: نورمن و همکاران، ۲۰۰۶). بنابراین، به منظور بررسی پاسخ گیاهان مختلف به دود و ترکیبات حاصل از آن، باید گونه های مختلف گیاهی را جداگانه مورد مطالعه قرار داد و با توجه به تازگی این موضوع در کشور ما، گیاهان زیادی جهت بررسی پاسخ آنها به دود وجود دارند. این تحقیق، به منظور بررسی پاسخ و واکنش رشد گیاهان توتروباهی، بابونه و اکیناسه به تیمارهای مختلف دود (عصاره دودی و دود آئروسل) انجام گرفت.

۲- مواد و روشها: