คนยังมีความเครียด แล้วพืชล่ะ !!
มีความเครียดไหม ? ตอบได้ทันทีเลยว่า..
มี !! อย่างแน่นอน และมากด้วย
ถ้าคนเครียดแล้วเป็นอย่างไร ?
ไม่สบาย อ่อนเพลีย ร่างกายไม่แข็งแรง เบื่ออาหาร
แล้วพืชล่ะ ?
คนจำนวนไม่น้อย อาจคิดว่าพืชไม่มีความเครียด
แต่ในความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์ด้านชีววิทยา ค้นพบว่า พืชก็มีความเครียดจากผลกระทบรอบข้าง อยู่ตลอดเวลา สิ่งที่มากระทบทำให้พืชเครียด
แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ คือ
(1) ความเครียดจากสิ่งไม่มีชีวิต (Abiotic Stress)
(2) ความเครียดจากสิ่งมีชีวิต (Biotic Stress)
ความเครียดของพืชจากสิ่งแวดล้อม (Environmental Stress)
1) ความเครียดจากสิ่งมีชีวิต (Biotic Stress)
- เชื้อโรค (Pathogen)
- แมลงศัตรูพืช (Insects)
- พืชข้างเคียงปล่อยสารอันตราย (Allelopathy)
2) ความเครียดจากสิ่งไม่มีชีวิต (Abiotic Stress)
2.1 น้ำ (Water)
- ขาดน้ำ (Drought)
- น้ำท่วม (Flooding)
2.2 อุณหภูมิ (Temperatures)
- อุณหภูมิสูง (High Temperatures)
- อุณหภูมิต่ำ (Low Temperatures)
2.3 แสง (Light)
- ความเข้มแสง (Visible light Intensity)
- แสง UV
2.4 สารเคมี (Chemicals)
- ความเค็มจากเกลือ (Salinity)
- โลหะหนัก (Heavy metal)
- มลพิษทางอากาศ (Air Pollution)
- สารกำจัดศัตรูพืช (Pesticides)
ความเครียดของพืช (Plant Stress)เมื่อกล่าวถึงความเครียด (Stress) ไม่เพียงแต่มนุษย์หรือสัตว์ที่มีระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อเท่านั้นที่สามารถเกิดสภาวะเครียดได้ แต่พืชซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีระบบดังกล่าวสามารถเกิดสภาวะเครียดได้เช่นกัน ความเครียดของพืช คืออะไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร และพืชมีการตอบสนองอย่างไร
๏ ความเครียดในความหมายที่เกี่ยวข้องกับพืช เป็นสภาวะความเครียดที่เกิดจากปัจจัยภายนอก ได้แก่ สภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต ส่งผลให้พืชมีการเจริญเติบโตที่ผิดปกติไปจากเดิม โดยสภาวะแวดล้อมนั้นประกอบด้วยสิ่งที่ไม่มีชีวิต (abiotic) เช่น น้ำ อุณหภูมิ และสิ่งที่มีชีวิต (biotic) เช่น แมลงศัตรูพืช โดยทุกปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเครียดในพืช ท้ายที่สุดจะชักนำให้เกิดอนุมูลอิสระในพืชเกิดเป็น oxidative stress ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้เซลล์พืชเสียหายและตายในที่สุด
๏ พืชมีการแสดงออกเพื่อตอบสนองต่อสภาวะเครียดต่างๆ ได้หลายประการ เช่น เมื่อพืชเกิดความเครียดจากความเค็ม (salinity stress) จะแสดงอาการใบเหลือง เกิดการตายของแผ่นใบ ส่งผลให้การสังเคราะห์ด้วยแสงลดลง และทำให้การเติบโตลดลง โดยเมื่อรับความเค็มรุนแรงขึ้น จะมีการแสดงอาการผิดปกติมากขึ้น หรือเมื่อพืชได้รับสภาวะเครียดจากการขาดน้ำ พืชตอบสนองโดยเกิดอาการใบเหี่ยว ซึ่งพืชสามารถกลับมาเจริญเติบโตได้ตามปกติได้ หากความเครียดนั้นหายไป โดยความเครียดที่ได้รับนั้นต้องไม่รุนแรง และได้รับในระยะเวลาอันสั้น แต่หากความเครียดที่ได้รับนั้นรุนแรง และระยะเวลายาวนาน พืชจะไม่สามารถกลับมาเจริญเติบโตได้ตามปกติ แม้ความเครียดนั้นจะหายไป เช่น เมื่อพืชขาดน้ำ 2 วัน มีอาการใบเหี่ยว หากได้รับน้ำในวันที่ 3 อาการเหี่ยวจะหายไป แต่หากพืชขาดน้ำ 1 สัปดาห์ แม้จะได้รับน้ำเพียงใด อาการเหี่ยวก็ไม่หายไป เป็นต้น
๏ โดยทั่วไปความเครียดส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยมีผลกระทบต่อสารชีวโมเลกุลต่างๆ ในพืช เช่น ส่งผลต่อโครงสร้างและสมบัติของเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้สูญเสียสมบัติความเป็นเยื่อเลือกผ่าน ส่งผลให้โปรตีนเสื่อมสภาพ สาย DNA เกิดการแตกหัก เป็นต้น ซึ่งส่งผลกระทบต่อกระบวนการแมแทบอลิซึมต่างๆ ภายในเซลล์ ทำให้การเจริญเติบโตลดลง หรือหยุดชะงักลง จนอาจทำให้พืชตายในที่สุด
๏ การตอบสนองของพืชภายใต้สภาวะเครียด สามารถจำแนกพืชออกเป็นสองกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มพืชที่ไม่สามารถปรับตัวได้เมื่อได้รับความเครียด (susceptibility) ซึ่งจะตายในที่สุด และกลุ่มพืชที่มีการปรับตัวเมื่อได้รับความเครียด (adaptation) จะสามารถมีชีวิตรอดได้ การปรับตัวของพืชเพื่อการอยู่รอด (survival) เมื่อได้รับสภาวะเครียด สามารถแบ่งเป็น 2 รูปแบบหลัก คือ
1) การหลบหนี (Escape)
2) การต้านทาน (Resistance)
1) การหลบหนี (Escape) เป็นการปรับตัวของพืชเพื่อไม่ให้เจอกับสภาวะเครียด เนื่องจากพืชไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ การหลบหนีของพืชจึงเป็นการปรับตัวด้านวัฏจักรชีวิต (life cycle) ไม่ให้พบเจอกับสภาวะเครียด เช่น พืชที่มีถิ่นอาศัยในทะเลทรายที่มีอากาศร้อนและแห้งแล้ง จะหลบหนีจากสภาวะเหล่านี้โดยการพักตัวในรูปของเมล็ดใต้พื้นดิน เพื่อรอฤดูฝน ซึ่งเป็นระยะเวลาสั้นๆ ในทะเลทราย เมื่อเข้าสู่ฤดูฝน เมล็ดที่พักตัวของพืชได้รับน้ำแล้วเกิดกระบวนการงอก เจริญเติบโต ออกดอก ติดเมล็ด ภายในระยะเวลาของช่วงฤดูฝนนั้น ซึ่งพบว่าพืชในทะเลทรายบางชนิดมีวัฏจักรชีวิตตั้งแต่การงอกจนถึงสร้างเมล็ดใช้เวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ เมื่อฤดูฝนผ่านไป พืชจะพักตัวในรูปของเมล็ด เพื่อรอฤดูฝนในปีต่อไป พืชกลุ่มนี้จึงเป็นพืชที่มีขนาดเล็ก เช่น Claytonia sp. หรือพืชบางชนิดมีการพักตัวในรูปของลำต้นใต้ดินสะสมอาหาร (storage stem) ในฤดูแล้ง และสามารถเจริญเป็นต้นพืชได้ใหม่เมื่อได้รับน้ำ
2) การต้านทาน (Resistance) เป็นการปรับตัวของพืชให้ทนต่อความเครียด โดยสภาวะเครียดนั้นยังคงอยู่ แบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่
2.1) การหลบหลีก (Avoidance) เป็นการปรับตัวของพืชทางด้านสัณฐานวิทยา เพื่อป้องกันสภาวะเครียดให้มีผลกับพืชน้อยที่สุด อาทิ พืชที่อยู่ในสภาวะแห้งแล้ง ต้องมีการปรับตัวเพื่อลดการสูญเสียน้ำ เช่น การลดรูปใบไปเป็นหนามของกระบองเพชร การเก็บสะสมน้ำไว้ในใบหรือลำต้นของกลุ่มพืชอวบน้ำ
2.2) การอดทน (Tolerant) เป็นการปรับตัวของพืชทางด้านสรีรวิทยา เพื่อป้องกันสภาวะเครียดให้มีผลกับพืชน้อยที่สุด อาทิ พืชที่อยู่ในสภาวะแห้งแล้ง นอกจากมีการปรับตัวทางด้านสัณฐานวิทยาแล้ว ยังมีการปรับตัวทางด้านสรีรวิทยาเพื่อให้ดำรงชีวิตได้ดีขึ้น เช่น พืชในวงศ์ Crassulaceae ซึ่งเป็นพืชกลุ่มที่อยู่ในถิ่นที่อยู่อาศัยแห้งแล้ง มีการปรับเปลี่ยนกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นแบบวิถี CAM (crassulacean acid metabolism) คือมีการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศในตอนกลางคืน เนื่องจากปากใบเปิดตอนกลางคืนเพื่อลดการคายน้ำ และมาเก็บไว้ใน vacuole ในรูปของ malic acid ในตอนกลางวันซึ่งปากใบปิด malic acid จะปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่วัฏจักร Calvin เพื่อสร้างน้ำตาลต่อไป หรือในพืชหลายชนิดเมื่อได้รับความเครียด จะมีการสร้างสารต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidant) เช่น ascorbic acid, glutathione เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากความเครียดจะมีการชักนำให้มีการสร้างอนุมูลอิสระเพิ่มมากขึ้นในพืช
พืชที่มีการปรับตัว เมื่อมีสภาวะเครียด จะทำให้สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ อย่างไรก็ตามยังมีพืชอีกหลายชนิดที่ไม่สามารถปรับตัวให้มีชีวิตอยู่รอดได้ เมื่อได้รับสภาวะเครียด เรียกพืชกลุ่มนี้ว่า susceptible plant เช่น ถั่วเหลืองไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ในสภาวะน้ำท่วม
ปัจจุบันงานวิจัยต่างๆ ได้หันมาศึกษาสรีรวิทยาความเครียดในพืชอย่างแพร่หลาย เพื่อนำองค์ความรู้ที่ได้มาประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านต่างๆ โดยเฉพาะในด้านการเกษตร ได้แก่ การปรับปรุงพันธุ์พืชให้ต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมต่างๆ ที่ส่งผลให้เกิดความเครียดในพืช เช่น ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทยประสบปัญหาดินเค็มเป็นพื้นที่กว้าง การปรับปรุงพันธุ์พืชให้สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะดินเค็ม จะสามารถสร้างรายได้ให้เกษตรกร รวมถึงการใช้ที่ดินอย่างคุ้มค่าปัจจัยต่างๆจากสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลทำให้เกิดความเครียดของพืช
อ.ดร.อินทิรา ขูดแก้ว
โครงการจัดตั้งภาควิชาพฤกษศาสตร์
คณะศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน
.........................................................................
ความเครียดของต้นพืช (Plant Stress) เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ที่เกิดจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม พืชจะต้องปรับตัวให้อยู่ได้ ภายใต้สภาวะที่ไม่เหมาะสมเหล่านี้ และในธรรมชาติ พืชแต่ละชนิด ก็จะมีสายพันธุ์ที่ทนต่อสภาวะเหล่านี้ โดยสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรม หรือถูกทำให้มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัวด้วยการผสมพันธุ์ เพื่อให้ได้พันธุ์ที่เราต้องการ มีความทนทานต่อความเครียด ซึ่งมักเกิดขึ้นได้ตลอดเวลาที่ทำการเพาะปลูก แต่วิธีการคัดเลือกพันธุ์, ผสมพันธุ์ เป็นสิ่งที่ต้องใช้เวลาในการทดลอง และแน่นอนว่ามีอีกหนึ่งวิธีที่กำลังเป็นที่สนใจของวงการวิทยาศาสตร์เกษตรทั่วโลกคือการใช้ “สารกระตุ้น (Biostimulants) สารที่กระตุ้นเพื่อให้ต้นพืชทนต่อความเครียดได้ สารกลุ่มที่เรียกว่า “Biostimulants” นี้มีการนำมาใช้ในการเกษตรอย่างแพร่หลาย
๏ Biostimulants : เป็นที่รู้จักกันในชื่อที่หลากหลาย เช่น อาหารเสริมสำหรับพืช, สารเพิ่มความแข็งแรงและบำรุงพืช, สารกระตุ้นพฤกษเคมี, สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ, หรือแม้กระทั่ง สารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช
๏ Biostimulants : คือสารประกอบหรือจุลินทรีย์ที่มีมากกว่า 1 ชนิดขึ้นไป หรือการรวมตัวของสารดังกล่าว เพื่อให้เกิดเป็นสารกระตุ้นทางชีวภาพ สามารถนำไปใช้ได้ทั้งกับพืชและดิน เพื่อช่วยเสริมสร้างความแข็งแรง เพิ่มผลผลิต พร้อมทั้งต้านทานโรคพืชต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี
๏ Biostimulants : จะช่วยกระตุ้นการให้สารอาหารต่อพืชอย่างเป็นอิสระ ส่งผลดีต่อการเจริญเติบโตของพืช เป็นไปตามวงจรตั้งแต่ระยะการงอกไปจนถึงระยะให้ผลผลิต ซึ่งสารต่างๆ ที่มีอยู่ใน Biostimulants เมื่อใช้แล้ว จะเกิดผลต่อพืช ดังนี้
- เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของกระบวนการ
สร้างและสลาย เมตาบอลิซึ่ม (Metabolism) ของ
พืช ส่งผลให้พืชมีผลผลิตเพิ่มขึ้นและคุณภาพของ
ผลผลิตดีขึ้น
- เพิ่มประสิทธิภาพในการต้านทานโรคพืช และฟื้นฟู
พืชจากภาวะเครียดจากสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลต่อการ
เจริญเติบโต อย่างเช่น อุณหภูมิและน้ำ
- เพิ่มการกระตุ้นให้เกิดการนำสารอาหารไปเลี้ยง
เนื้อเยื่อ รวมไปถึงน้ำ หรือสารละลายต่าง ๆ ไปยัง
ส่วนต่าง ๆ ของพืช และเพิ่มประสิทธิภาพในการนำ
ไปใช้ประโยชน์ได้ด้วย
- เพิ่มคุณภาพโดยรวมของผลผลิต รวมไปถึง
ปริมาณน้ำตาล (ความหวาน) สีสัน ความสมบูรณ์
ของเมล็ด ฯลฯ
- เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ช่วยในการเสริมสร้างความสมบูรณ์ของจุลินทรีย์ที่
มีประโยชน์ในดิน
Monosilicic acid + Salicylic acid
Climate Change (Sarcon+Biojet)
● Evaluation of jasmonic acid and salicylic acid
levels in abiotic stress tolerance: Past and
present
๏ Abstract
Jasmonic acid (JA) is biosynthesized from linolenic acid by the octadecanoid pathway and is considered a plant hormone.There are many derivative compounds and metabolites collectively called jasmonates, which have different physiological actions.
The major function of JA and its various metabolites is to regulated plant responses to abiotic and biotic stresses as well as plant growth and development. Plant growth and development processes include growth inhibition, senescence, tendril coiling, flower development and leaf abscission.
JA is also responsible for tuber formation. It has an important role in response to wounding of plants and systemic acquired resistance.
Salicylic acid (SA) is a phenolic compound with a broad distribution in plants. It has been found that SA plays an important role in the regulation of physiological and biochemical process of plants growth and development such as ripening, flowering in thermogenic plants, seed germination, ion uptake and transport.
SA also is an important signaling molecule involved in local and systemic responses to pathogen attacks. Besides it has been found that SA plays a role during the plant response to abiotic stresses such as drought, chilling, heavy metal toxicity, heat, and osmotic stress.
In particular, the exogenous application of SA is effective in providing resistance to the plants against different abiotic factors stress.
Furthermore, SA may function in crosstalk with other phytohormones, reactive oxygen species (ROS) and glutation (GSH) in events involved in the transcription of sets of defense genes.
* February 2017
* In book: Mechanisms Behind Phytohormonal
Signalling and Crop Abiotic Stress Tolerance
(pp.pp. 329-370)
* Edition : Nova Science
* PublishersChapter : Chapter 15
JASMONIC ACID AND SALICYLIC ACID LEVELS IN ABIOTIC STRESS
Publisher : Series: Environmental Science, Engineering and TechnologyEditors : Vijay Pratap Singh, Samiksha Singh and Sheo Mohan Prasad
* Project : Response of plants to abiotic stress :
Symbiosis and alleviation
* Authors : Hilda Pedranzani
* Universidad Nacional de San Luis Ana
Vigliocco
