Plant senescence
पादप वृद्धावस्था पादपों में वृद्धावस्था की प्रक्रिया है। पौधों में तनाव-प्रेरित और आयु-संबंधी विकासात्मक उम्र बढ़ने दोनों होते हैं। पत्ती के बुढ़ापे के दौरान क्लोरोफिल क्षरण से कैरोटीनॉइड्स का पता चलता है, जैसे कि एंथोसायनिन और ज़ैंथोफिल, जो पर्णपाती पेड़ों में शरद ऋतु के पत्ते के रंग का कारण हैं। पत्ती के वृद्धावस्था में पौधे के अंगों को बढ़ाने और भंडारण करने के लिए पोषक तत्वों, ज्यादातर नाइट्रोजन, के पुनर्चक्रण का महत्वपूर्ण कार्य होता है। जानवरों के विपरीत, पौधे लगातार नए अंग बनाते हैं और पुराने अंग पोषक तत्वों के निर्यात को अधिकतम करने के लिए एक अत्यधिक विनियमित वृद्धावस्था कार्यक्रम से गुजरते हैं। सीनेसेंस प्रोग्राम्ड सीनेसेंस का हार्मोनल विनियमन पादप हार्मोन से बहुत अधिक प्रभावित होता प्रतीत होता है। हार्मोन एब्सिसिक एसिड, एथिलीन, जैस्मोनिक एसिड और सैलिसिलिक एसिड को अधिकांश वैज्ञानिकों द्वारा सेनेसेंस के प्रवर्तक के रूप में स्वीकार किया जाता है, लेकिन कम से कम एक स्रोत में गिब्बेरेलिन, ब्रासिनोस्टेरॉइड्स और स्ट्रिगोलेक्टोन को भी शामिल किया गया है। साइटोकिनिन पादप कोशिका को बनाए रखने में मदद करते हैं और देर से विकास में साइटोकिनिन जैवसंश्लेषण जीन की अभिव्यक्ति पत्ती के बुढ़ापे को रोकती है। कोशिका के हटने या साइटोकिनिन को समझने में असमर्थता के कारण यह एपोप्टोसिस या बुढ़ापे से गुजर सकता है। इसके अलावा, जो उत्परिवर्ती एथिलीन का अनुभव नहीं कर सकते हैं, वे विलंबित वृद्धावस्था दिखाते हैं। डार्क-इंड्यूस्ड सेनसेन्स के दौरान व्यक्त किए गए एम. आर. एन. ए. की जीनोम-वाइड तुलना बनाम उम्र से संबंधित विकासात्मक सेनसेन्स के दौरान व्यक्त की गई तुलना से पता चलता है कि जैस्मोनिक एसिड और एथिलीन डार्क-इंड्यूस्ड (तनाव से संबंधित) सेनसेन्स के लिए अधिक महत्वपूर्ण हैं जबकि सैलिसिलिक एसिड विकासात्मक सेनसेन्स के लिए अधिक महत्वपूर्ण है। वार्षिक बनाम बारहमासी लाभ कुछ पौधे वार्षिक रूप में विकसित हुए हैं जो प्रत्येक मौसम के अंत में मर जाते हैं और अगले के लिए बीज छोड़ देते हैं, जबकि एक ही परिवार में निकटता से संबंधित पौधे बारहमासी के रूप में रहने के लिए विकसित हुए हैं। यह पौधों के लिए एक क्रमादेशित "रणनीति" हो सकती है। एक वार्षिक रणनीति का लाभ आनुवंशिक विविधता हो सकती है, क्योंकि जीन का एक समूह साल दर साल जारी रहता है, लेकिन हर साल एक नया मिश्रण उत्पन्न होता है। दूसरा, वार्षिक होने से पौधों को जीवित रहने की बेहतर रणनीति मिल सकती है, क्योंकि पौधा अपनी अधिकांश संचित ऊर्जा और संसाधनों को बीज उत्पादन में लगा सकता है, न कि पौधे के लिए अधिक सर्दियों के लिए कुछ बचत कर सकता है, जिससे बीज उत्पादन सीमित हो जाएगा। इसके विपरीत, बारहमासी रणनीति कभी-कभी अधिक प्रभावी उत्तरजीविता रणनीति हो सकती है, क्योंकि पौधे की हर वसंत में बढ़ती बिंदुओं, जड़ों और संग्रहीत ऊर्जा के साथ शुरुआत होती है जो सर्दियों के दौरान जीवित रहती है। उदाहरण के लिए, पेड़ों में, संरचना को साल दर साल बनाया जा सकता है ताकि पेड़ और जड़ की संरचना बड़ी, मजबूत और पिछले वर्ष की तुलना में अधिक फल और बीज का उत्पादन करने में सक्षम हो सके, जो प्रकाश, पानी, पोषक तत्वों और स्थान के लिए अन्य पौधों को पछाड़ दे। जब पर्यावरण की स्थिति तेजी से बदलती है तो यह रणनीति विफल हो जाएगी। यदि एक निश्चित बग जल्दी से लाभ उठाता है और लगभग सभी समान बारहमासी को मार देता है, तो इस बात की बहुत कम संभावना होगी कि एक यादृच्छिक उत्परिवर्तन अधिक विविध वार्षिक की तुलना में बग को धीमा कर देगा। पादप स्व-छंटाई एक अटकलबाजी परिकल्पना है कि कैसे और क्यों एक पौधा अपने हिस्से को मरने के लिए प्रेरित करता है। इस सिद्धांत का मानना है कि पत्तियों और जड़ों को नियमित रूप से बढ़ते मौसम के दौरान काटा जाता है, चाहे वे वार्षिक हों या बारहमासी। यह मुख्य रूप से परिपक्व पत्तियों और जड़ों के लिए किया जाता है और दो कारणों में से एक के लिए किया जाता है; या तो पत्तियां और जड़ें जो छंटनी की जाती हैं, वे पोषक तत्वों के अधिग्रहण के हिसाब से पर्याप्त कुशल नहीं हैं या पौधे के दूसरे हिस्से में ऊर्जा और संसाधनों की आवश्यकता होती है क्योंकि पौधे का वह हिस्सा अपने संसाधन अधिग्रहण में लड़खड़ा रहा है। पादप स्व-छंटाई के लिए खराब उत्पादकता के कारण-पौधा शायद ही कभी युवा विभाजित मेरिस्टेमेटिक कोशिकाओं की छंटाई करता है, लेकिन अगर एक पूरी तरह से विकसित परिपक्व कोशिका अब पोषक तत्व प्राप्त नहीं कर रही है जिसे उसे प्राप्त करना चाहिए, तो इसकी छंटाई की जाती है। शूट दक्षता स्व-छंटाई के कारण-उदाहरण के लिए, संभवतः एक परिपक्व शूट कोशिका को औसतन पर्याप्त चीनी का उत्पादन करना चाहिए, और इसे और एक समान आकार की जड़ कोशिका दोनों का समर्थन करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त करना चाहिए। वास्तव में, चूंकि पौधे स्पष्ट रूप से बढ़ने में रुचि रखते हैं, इसलिए यह तर्क दिया जा सकता है कि औसत अंकुर कोशिका का "निर्देश", "लाभ दिखाना" और पर्याप्त चीनी और गैसों का उत्पादन या अधिग्रहण करना है जो इसे और एक समान आकार की जड़ कोशिका दोनों को सहारा देने के लिए आवश्यक है। यदि यह "लाभ" नहीं दिखाया जाता है, तो शूट सेल को मार दिया जाता है और संसाधनों को इस उम्मीद में अन्य युवा अंकुरों या पत्तियों को "आशाजनक" करने के लिए पुनर्वितरित किया जाता है कि वे अधिक उत्पादक होंगे। जड़ दक्षता स्व-छंटाई के कारण-इसी तरह एक परिपक्व जड़ कोशिका को औसतन पर्याप्त खनिज और पानी प्राप्त करना चाहिए जो इसे और एक समान आकार की अंकुर कोशिका जो पानी और खनिज प्राप्त नहीं करती है, दोनों को सहारा देने के लिए आवश्यक है। यदि ऐसा नहीं होता है, तो जड़ को मार दिया जाता है और नए युवा जड़ उम्मीदवारों को संसाधन भेजे जाते हैं। पौध स्व-छंटाई के लिए कमी/आवश्यकता-आधारित कारण-यह दक्षता समस्याओं का दूसरा पक्ष है। शूट की कमी-यदि एक अंकुर को पर्याप्त जड़ से प्राप्त खनिज और पानी नहीं मिल रहा है, तो विचार यह है कि यह अपने आप में कुछ हिस्से को मार देगा, और अधिक जड़ें बनाने के लिए संसाधनों को जड़ तक भेज देगा। जड़ों की कमी-यहाँ विचार यह है कि यदि जड़ को पर्याप्त अंकुरित चीनी और गैसें नहीं मिल रही हैं तो यह अपने आप का कुछ हिस्सा मार देगा और अंकुर को संसाधन भेजेगा, ताकि अधिक अंकुर वृद्धि हो सके। यह एक अति सरलीकरण है, जिसमें यह तर्क दिया जा सकता है कि कुछ अंकुर और जड़ कोशिकाएं पोषक तत्व प्राप्त करने के अलावा अन्य कार्य करती हैं। इन मामलों में, उनकी छंटाई की जाती है या नहीं, इसकी गणना पौधे द्वारा कुछ अन्य मानदंडों का उपयोग करके की जाएगी। यह भी तर्क योग्य है कि, उदाहरण के लिए, परिपक्व पोषक तत्व प्राप्त करने वाली अंकुर कोशिकाओं को पर्याप्त अंकुर पोषक तत्वों से अधिक प्राप्त करना होगा जो इसे और अंकुर और जड़ दोनों कोशिकाओं के अपने हिस्से का समर्थन करते हैं जो चीनी और गैसों को प्राप्त नहीं करते हैं चाहे वे संरचनात्मक, प्रजनन, अपरिपक्व, या सिर्फ सादे, मूल प्रकृति के हों। यह विचार कि एक पौधा अपरिपक्व कोशिकाओं पर दक्षता की मांग नहीं करता है, यह है कि अधिकांश अपरिपक्व कोशिकाएं पौधों में तथाकथित निष्क्रिय कलियों का हिस्सा हैं। इन्हें तब तक छोटा और गैर-विभाजित रखा जाता है जब तक कि पौधे को उनकी आवश्यकता न हो। वे कलियों में पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए प्रत्येक पार्श्व तने के आधार में। वृद्धावस्था के हार्मोनल प्रेरण का सिद्धांत इस बारे में बहुत कम सिद्धांत है कि पौधे खुद को वृद्धावस्था के लिए कैसे प्रेरित करते हैं, हालांकि यह यथोचित रूप से व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि इसमें से कुछ हार्मोनल रूप से किया जाता है। पादप वैज्ञानिक आम तौर पर वृद्धावस्था में दोषियों के रूप में एथिलीन और एब्सिसिक एसिड पर ध्यान केंद्रित करते हैं, लेकिन गिब्बेरेलिन और ब्रासिनोस्टेरॉइड की उपेक्षा करते हैं जो वास्तविक जड़ छंटाई का कारण नहीं बनने पर जड़ के विकास को रोकता है। ऐसा शायद इसलिए है क्योंकि जड़ें जमीन के नीचे होती हैं और इसलिए उनका अध्ययन करना कठिन होता है। शूट प्रूनिंग-अब यह ज्ञात है कि एथिलीन एब्सिसिक एसिड की तुलना में पत्तियों के गिरने को बहुत अधिक प्रेरित करता है। ए. बी. ए. ने मूल रूप से अपना नाम प्राप्त किया क्योंकि यह पता चला था कि पत्ती के विक्षेपण में इसकी भूमिका है। इसकी भूमिका अब मामूली और केवल विशेष मामलों में देखी जाती है। हार्मोनल शूट प्रूनिंग थ्योरी-एक नया सरल सिद्धांत कहता है कि भले ही एथिलीन पत्ती गिरने के अंतिम कार्य के लिए जिम्मेदार हो सकता है, लेकिन यह एबीए और स्ट्रिगोलेक्टोन हैं जो एक सकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के कारण पत्तियों में बुढ़ापे को प्रेरित करते हैं। ऐसा माना जाता है कि ए. बी. ए. और स्ट्रिगोलेक्टोन ज्यादातर पानी और या खनिज की कमी के तहत परिपक्व पत्तियों द्वारा जारी किए जाते हैं। ए. बी. ए. और स्ट्रिगोलेक्टोन परिपक्व पत्ती कोशिकाओं में कार्य करते हैं, हालांकि, खनिजों, पानी, चीनी, गैसों और यहां तक कि विकास हार्मोन ऑक्सिन और साइटोकिनिन (और इसके अलावा संभवतः जैस्मोनिक और सैलिसिलिक एसिड) को बाहर निकालकर। इससे और भी अधिक ए. बी. ए. और स्ट्रिगोलेक्टोन तब तक बनते हैं जब तक कि पत्ते से सभी पोषक तत्व नहीं निकल जाते। जब खाली होने वाली परिपक्व पत्ती कोशिका में स्थितियां विशेष रूप से खराब हो जाती हैं, तो यह चीनी और ऑक्सीजन की कमी का अनुभव करेगी और इसलिए गिब्बेरेलिन और अंत में एथिलीन उत्सर्जन की ओर ले जाएगी। जब पत्ती को एथिलीन का एहसास होता है तो उसे पता चलता है कि उसका एक्साइज करने का समय आ गया है। जड़ की छंटाई-यह अवधारणा कि पौधे उसी तरह से जड़ों की छंटाई करते हैं जैसे वे पत्तियों को नष्ट करते हैं, पादप वैज्ञानिकों के बीच एक अच्छी तरह से चर्चा का विषय नहीं है, हालांकि घटना निस्संदेह मौजूद है। यदि गिब्बेरेलिन, ब्रासिनोस्टेरॉइड और एथिलीन जड़ के विकास को रोकने के लिए जाने जाते हैं, तो यह मानने के लिए थोड़ी कल्पना की आवश्यकता होती है कि वे अंकुर में एथिलीन की तरह ही भूमिका निभाते हैं, यानी जड़ों की छंटाई भी। हार्मोनल रूट प्रूनिंग थ्योरी-नए सिद्धांत में एथिलीन, जी. ए., बी. ए. और ई. टी. एच. की तरह दोनों को जड़ों में चीनी (जी. ए./बी. ए.) और ऑक्सीजन (ई. टी. एच.) की कमी (साथ ही ई. टी. के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के अतिरिक्त स्तर) और चीनी और ऑक्सीजन के साथ-साथ खनिजों, पानी और विकास हार्मोन को जड़ कोशिका से बाहर धकेलने के लिए प्रेरित किया जाता है, जिससे एक सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप होता है जिसके परिणामस्वरूप जड़ कोशिका खाली हो जाती है और मृत्यु हो जाती है। जड़ के लिए अंतिम मृत्यु की घंटी स्ट्रिगोलेक्टोन या संभवतः ए. बी. ए. हो सकती है क्योंकि ये उन पदार्थों के संकेतक हैं जो जड़ में प्रचुर मात्रा में होने चाहिए और यदि वे इन पोषक तत्वों के साथ खुद को सहारा भी नहीं दे सकते हैं तो उन्हें त्याग दिया जाना चाहिए। कोशिका विभाजन के समानांतर-सिद्धांत, शायद और भी अधिक विवादास्पद रूप से, यह दावा करता है कि जिस तरह एक पौधे की कोशिका के विभाजित होने से पहले ऑक्सिन और साइटोकिनिन दोनों की आवश्यकता होती है, उसी तरह शायद एथिलीन और जीए/बीए (और एबीए और स्ट्रिगोलेक्टोन) की आवश्यकता होती है। बीज वृद्धावस्था बीज अंकुरण प्रदर्शन फसल की उपज का एक प्रमुख निर्धारक है। उम्र के साथ बीज की गुणवत्ता में गिरावट डीएनए क्षति के संचय से जुड़ी है। सूखे, उम्र बढ़ने वाले राई के बीजों में, भ्रूण की व्यवहार्यता के नुकसान के साथ डीएनए क्षति होती है। विसिया फैबा के सूखे बीज भंडारण में समय के साथ डी. एन. ए. क्षति जमा करते हैं, और अंकुरण पर डी. एन. ए. मरम्मत से गुजरते हैं। अरबीडोप्सिस में, बीज अंकुरण के दौरान डी. एन. ए. एकल-और दोहरे-स्ट्रैंड टूटने की मरम्मत में एक डी. एन. ए. लिगाज़ का उपयोग किया जाता है और यह लिगाज़ बीज की दीर्घायु का एक महत्वपूर्ण निर्धारक है। यूकेरियोट्स में, डी. एन. ए. क्षति के लिए कोशिकीय मरम्मत प्रतिक्रिया, आंशिक रूप से, डी. एन. ए. क्षति चौकी किनेज़ ए. टी. एम. द्वारा आयोजित की जाती है। शुष्क शांत अवस्था के दौरान संचित डी. एन. ए. क्षति की मरम्मत प्रतिक्रिया के साथ अंकुरण के माध्यम से प्रगति को एकीकृत करके वृद्ध बीजों के अंकुरण को नियंत्रित करने में ए. टी. एम. की प्रमुख भूमिका है। एजिंग सेनेसेंस डीएनए डैमेज थ्योरी ऑफ एजिंग भी देखें संदर्भ पादप जीव विज्ञान खंड 10 अंक एस 1 में पादप सेनेसेंस के बारे में विशेष मुद्दा वार्षिक पौधों में सेनेसेंस के अनुकूली कारण और शारीरिक कारण गैर-मानव जीवों में पादप सेनेसेंस पादप शरीर विज्ञान के एक सामान्य सिद्धांत से शुरुआत