طی فرآیند جوانه‌زنی، رویان قدرتمند به جوانه‌ای کوچک و ضعیف تبدیل می‌شود که تماماً به ذخایر غذایی درون دانه وابسته است. پیدایش نخستین کلروپلاست‌های عملکردی، که در ظرف کم‌تر از ۴۸ ساعت صورت می‌گیرد، انتقال سریع رویان از رشد وابسته به ذخایر به رشد خودمختار را تضمین می‌کند.
در گذر از فرآیند جوانه‌زنی، رویان درون دانه باید به جوانه‌ی کوچکی تبدیل شده و الزاماً در ظرف کم‌تر از ۴۸ ساعت توانایی فتوسنتز را کسب نماید. جوانه در طی این زمان، تنها به ذخایر داخلی دانه وابسته است، که به سرعت مصرف می‌شوند. بنابراین، جوانه‌ی کوچک باید بتواند به سرعت، کلروپلاست‌های عملکردی خود را بسازد. کلروپلاست اندامکی است که امکان تولید قند را برای گیاه فراهم نموده و به این ترتیب، بقای آن را تضمین می‌کند.
اخیراً پژوهشگران دانشگاه‌های ژنو (UNIGE) و نوشاتل (UniNE) سوئیس، در مقاله‌ای به تشریح عناصر کلیدی دخیل در شکل‌گیری کلروپلاست پرداخته‌اند. این مقاله که در ژورنال Current Biology منتشر شده، اطلاعات جدیدی در مورد چگونگی ساخته شدن کلروپلاست از پروپلاستیدها ارائه می‌کند. چنین مکانیسمی، مقدمات انتقال سریع جوانه به فاز رشد خودمختار را، به محض این که دانه تصمیم به جوانه‌زنی بگیرد، فراهم می‌سازد.
تکثیر و تنوع غافلگیرکننده‌ی گیاهان گل‌دار در محیط‌های خاکی، عمدتاً به دلیل ظهور دانه در مسیر تکاملی گیاه است. رویان، که در حالت عادی نهفته است، در یک ساختار بسیار مقاوم قرار گرفته و محافظت می‌شود. این ساختار محافظ، پراکندگی رویان را تسهیل می‌کند. رویان در این مرحله، نمی‌تواند فتوسنتز انجام دهد، و از همین رو، در حین جوانه‌زنی باید ذخایر مغذی انباشته در دانه را مصرف کند. طی این فرآیند، رویان قدرتمند به جوانه‌ای کوچک و ضعیف تبدیل می‌شود.
لوئیس لوپز-مولینا (Luis Lopez-Molina)، استاد گروه گیاه‌شناسی و زیست‌شناسی گیاهی در دانشکده‌ی علوم دانشگاه ژنو، توضیح می‌دهد: «این یک مرحله‌ی حیاتی در زندگی گیاه است که به شدت، به ویژه توسط هورمون رشد جیبرلیک اسید (GA)، تنظیم شده است. تولید این هورمون زمانی که شرایط بیرونی نامساعد باشد، سرکوب می‌شود.»
بیدار شدن رویان باعث تمایز پروپلاستیدها به کلروپلاست می‌گردد. کلروپلاست کارخانه‌ای زیستی است که از طریق فرآیند فوتوسنتز، قند تولید می‌کند. فیلیکس کسلر (Felix Kessler)، مدیر آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهی و معاون رئیس دانشگاه نوشاتل می‌گوید: «هزاران پروتئین متفاوت باید به کلروپلاست در حال رشد وارد شوند، و این فرآیند تنها می‌تواند در حضور پروتئینی به نام TOC159 صورت بگیرد. اگر این پروتئین وجود نداشته باشد، گیاه خالی از کلروپلاست شده و زال باقی خواهد ماند.»
دانه چگونه تصمیم می‌گیرد که رویان را در مرحله‌ی محافظت شده قرار دهد؟ و یا برعکس، چگونه تشخیص می‌دهد که باید خطر کرده و به رویان اجازه‌ی جوانه‌زنی بدهد؟
Venkatasalam Shanmugabalaji، پژوهشگر حاضر در گروه نوشاتل و نویسنده‌ی اول این مقاله، توضیح می‌دهد: «ما دریافتیم که هنگام مهار شدن جیبرلیک اسید، مکانیسمی در سلول به راه می‌افتد که از تخریب شدن پروتئین‌های TOC159 اطمینان حاصل می‌کند. به علاوه، پروتئین‌های دیگری هم که برای فتوسنتز مورد نیازند، به همین سرنوشت دچار می‌شوند. TOC159 یکی از این پروتئین‌هاست که فرآیند ورود سایر پروتئین‌های ضروری را تسهیل می‌کند.»
زمانی که شرایط بیرونی برای جوانه‌زنی مناسب می‌گردد، غلظت جیبرلیک اسید در دانه افزایش می‌یابد. زیست‌شناسان کشف کرده‌اند که غلظت بالای این هورمون به صورت غیرمستقیم، تجزیه‌ی پروتئین‌های TOC159 را مهار می‌کند. بنابراین، پروتئین می‌تواند وارد غشای پروپلاستیدها شده و ورود سایر محموله‌های پروتئینی فتوسنتزی را ممکن سازد، که آن‌ها نیز از چنگ تخریب درون‌سلولی گریخته‌اند.
پیدایش نخستین کلروپلاست‌های عملکردی، که در ظرف کم‌تر از ۴۸ ساعت صورت می‌گیرد، انتقال سریع رویان از رشد وابسته به ذخایر به رشد خودمختار را تضمین می‌کند.
ترجمه و بازنویسی: محمدرضا دلفیه
منبع: Universite De Geneve
