Fazy rozwojowe kłosa zbóż ozimych – inicjacja kłosa.

Z jednego ziarniaka można otrzymać sto kilkadziesiąt nowych ziaren. Dla postronnego obserwatora ziarno znika pod ziemią podczas siewu i po 7,5 miesiącach pojawia się kłos, będący miejscem tworzenia nowych ziarniaków. Wcześniejsze etapy inicjowania i formowania się kłosa pozostają w ukryciu, najpierw pod ziemią, a pod koniec fazy krzewienia w pochwach liściowych aż do momentu wykłoszenia. W kolejnych artykułach przedstawione zostaną kolejne fazy rozwoju: różnicowanie się kłosa i pierwsza faza nadziemna.

Proces inicjacji kłosa zachodzi u żyta w fazie szóstego liścia pędu głównego, gdy temperatura podczas dnia jest poniżej 10˚C. Jest to proces zwany wernalizacją, jarowizacją, jaryzacją. Już po 10-15 dniach chłodu rozpoczyna się  przekształcanie wegetatywnego stożka wzrostu, z którego wcześniej powstawały liście, w zawiązek kłosa. Jest to tzw. faza podwójnego pierścienia. Proces ten jest kontynuowany na przełomie grudnia i stycznia.

  Na zamieszczonym poniżej zdjęciu mikroskopowym widać kłos żyta sfotografowany 17 stycznia w fazie wałeczkowania. Zawiązek kłosa długości ¼ mm jest otoczony zaczątkiem liścia flagowego.

Żyto w fazie wałeczkowania. Fot. Mariusz Anioła

Chłód powoduje dimetylację białek histonowych, które poprzez zmianę swojej struktury odsłaniają, a przez to uaktywniają geny odpowiedzialne za produkcję giberelin (ważnych w procesie wernalizacji hormonów wzrostu) i enzymów. Jeden z nich, oksydaza GA2 nie dopuszcza giberelin GA1 i GA4 do wierzchołka wzrostu. Te gibereliny silnie stymulują proces wydłużania i powodowałyby powstawanie nowych liści. Do wierzchołka wzrostu docierają inne gibereliny GA5 i GA6 odporne na działanie oksydazy  powodujące więc wydłużania łodygi, a wywołujące za to indukcję kwitnienia.

Zahamowanie wydłużania we wczesnym etapie rozwoju rośliny, jest strategią ewolucyjną chroniącą roślinę przed uszkodzeniem przez mróz i przeżuwacze. Przez całą jesień i zimę najważniejsze elementy rośliny znajdują się pod ziemią. Dopiero wiosną podczas wzrastającej długości dnia następuje gwałtowny wzrost pędu na długość. W tak krótkim czasie zwierzęta nie są w stanie zagrozić populacji roślin zbożowych.

Kolejne zdjęcie mikroskopowe wykonane 7 lutego przedstawia zaczątek kłosa pszenicy ozimej z zaznaczonymi poniżej zaczątkami węzłów ułożonymi jeden nad drugim na kształt piramidy. Po lewej stronie kłosa widoczny jest zawiązek nowego pędu. Powstawanie pędów bocznych jest tym intensywniejsze im więcej cytokinin produkowanych w korzeniach dociera do węzła krzewienia.

Zaczątek kłosa pszenicy ozimej. Fot. Mariusz Anioła

Poniżej- zdjęcia mikroskopowe wykonane w fazie krzewienia (styczeń 2015):  Zdjęcie wykonane 29 stycznia jeszcze wyraźniej pokazuje poziomo ułożone ciemnozielone prążki węzłów. Wiosną międzywęźla będą się teleskopowo wydłużały jeden po drugim poczynając od najniższego.

Pszenica w fazie krzewienia. Fot. Mariusz Anioła

Autor: Mariusz Anioła