علوم زیستی گیاهی
سال:1394 | دوره:7 | شماره:26 |تعداد مقالات:7

تنش شوری یکی از مهم ترین عواملی است که رشد و تولید گیاه را در سراسر جهان به مخاطره می اندازد. بدیهی است به کارگیری ترکیباتی که مقاومت به شوری را در گیاهان افزایش می دهد از اهمیت زیادی در کاهش ضررهای اقتصادی ناشی از این تنش برخوردار است. یکی از این ترکیبات، اتانول آمین است و هدف از مطالعه حاضر درک بیشتر چگونگی عملکرد این ترکیب در ایجاد مقاومت به تنش شوری است. بدین منظور، گیاهچه های چهار هفته ای Nicotiana rustica که در محیط MS رشد یافته بودند ابتدا به مدت دو روز با اتانول آمین (0، 70، 130، 270 و 530 میکرومولار) پیش تیمار شد، سپس به محیط کشت MS حاوی غلظت بهینه شده (200 میلی مولار) نمک سدیم کلرید منتقل شدند. پس از سه هفته نتایج نشان داد که میزان مالون دی آلدهید، فلاونوئید، فنل کل و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز کاهش ومقدار آنتوسیانین ها و فعالیت آنزیم تیروزین آمونیالیاز افزایش یافته است. در پژوهش حاضر، نتایج نشان داد که پیش تیمار اتانول امین موجب تغییر در محتوای ترکیبات فنلی از جمله افزایش آنتوسیانین ها شده است و می توان چنین استنباط نمود که این تغییرات احتمالا راهکاری برای مقابله با تنش شوری به شمار می رود.

در مطالعه حاضر، روند تکامل صفات ریخت شناسی گونه های Astragalus dictyolobus و A. tawilicus (که پیش از این در بخشه Laxiflori طبقه بندی می شدند) و گونه A. victoriae (که پیش از این در بخشه Christianophysa قرار داشته است)، با سایر گونه های بخشه Alopecuroidei بر اساس داده های حاصل از تبارزایی توالی کلروپلاستی matk ارایه شده است. 25 گونه از بخشه Alopecuroidei همراه با دو گونه A. basineri و A. sieversianus متعلق به بخشه Astragalus به عنوان برون گروه بررسی شد. 12 صفت ریخت شناسی رویشی و زایشی انتخاب و حالت های مختلف آنها در قالب تبارزایی داده های حاصل از توالی کلروپلاستی matK بررسی شد. پژوهش حاضر بیانگر این است که وضعیت نیام داخل کاسه، تراکم گل آذین و شکل گل آذین با نتایج حاصل از داده های مولکولی انطباق ندارد و مصنوعی بودن این صفات را در رده بندی های قبلی بخشه Alopecuroidei نشان می دهد. وجود براکتئول و شکل تخمدان صفاتی هستند که با تبارزایی حاصل از cpDNA matK مطابقت دارد. وجود دمگل آذین در دو گونه A. dictyolobus و A. tawilicus نشان می دهد که آنها خویشاوندی نزدیکی با سایر گونه های Alopecuroidei دارند. صفت تنک بودن گل آذین، گونه A. victoriae را به دو گونه A. dictyolobus و A. tawilicus نزدیک می کند. سایر صفات ذکر شده به استثنای تنک بودن گل آذین آن را به بخشه Alopecuroidei نزدیک می کند.

امواج فراصوت با انرژی پایین به عنوان یک ابزار فیزیکی برای تحریک سیستم های زنده در پزشکی و بیوتکنولوژی مورد توجه قرار دارد. در مطالعه حاضر، تاثیر امواج فراصوت بر برخی شاخص های فیزیولوژیک و تولید پودوفیلوتوکسین در کشت سلولی کتان سفید (Linum album) بررسی شد. امواج فراصوت با فرکانس 40 کیلوهرتز و توان 5 وات بر سانتی متر مکعب، به کشت های سلولی در قالب آزمایش وابسته به زمان با 3 تکرار تیمار شد و سلول ها در زمان های 24، 48 و 72 ساعت پس از اعمال تیمار جمع آوری شدند. شاخص های مورد ارزیابی عبارت بودند از: رشد سلولی، پروتئین کل، مالون دی آلدهید، پراکسید هیدروژن، فنل ها، فلاونوئیدها، پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز، فنیل آلانین آمونیالیاز و پودوفیلوتوکسین. نتایج نشان داد که رشد سلول ها تحت تاثیر امواج فراصوت کاهش معنی داری نشان داد اما تغییر معنی داری در محتوای پروتئین سلول ها صورت نگرفت. مقدار پراکسید هیدروژن و پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی و همچنین فعالیت آنزیم های پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و فنیل آلانین آمونیالیاز در سلول ها نسبت به شاهد تحت اثر امواج فراصوت افزایش یافت. امواج فراصوت همچنین باعث افزایش تولید ترکیبات فنلی، محتوای فلاونوئیدی و پودوفیلوتوکسین در سلول های تیمار شده گردید. بیشترین مقدار پودوفیلوتوکسین در کشت های تیمار شده پس از 72 ساعت با مقدار 268.9 میکروگرم بر گرم وزن خشک به دست آمد که 2.7 برابر کشت شاهد بود. به نظر می رسد امواج فراصوت با تحریک سلول ها و القای پاسخ های دفاعی و متابولیسم ثانویه باعث افزایش مقدار پودوفیلوتوکسین در سلول ها گردید.

شوری از عوامل مهم محدودکننده رشد گیاهان و تهدید کننده پایداری کشاورزی در مناطق وسیعی از جهان است. به نظر می رسد ارزیابی گیاهان دارویی ارزشمند از نظر غذایی، دارویی و بهداشتی نظیر گیاه آویشن، تحت تنش شوری، به عنوان تلاش های تحقیقاتی با هدف کشف مزایای اقتصادی یا بهداشتی، ضروری است. مطالعه حاضر، به منظور بررسی اثر شوری بر شاخص های فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و متابولیت های ثانویه در یک گونه آویشن (Thymus vulgaris) در شرایط کشت درون شیشه طراحی شد. گیاهچه های آویشن حاصل از کشت بذرهای آویشن، چهار هفته پس از رشد در دمای 25±1 درجه سانتیگراد و در 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی در اتاقک رشد، به محیط کشت MS حاوی غلظت های مختلف نمک (0، 80، 100، 120 و 150 میلی مولار) منتقل شدند و 25 روز پس از واکشت شاخص هایی نظیر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و مواد موثره دارویی در گیاهچه ها اندازه گیری شد. 25 روز پس از تیمار شوری، مقدار کلروفیل های a، b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و پروتئین محلول کل در گیاهچه ها با افزایش غلظت نمک کاهش معنی داری یافت، در حالی که افزایش کربوهیدرات ها، پرولین و فنل ها را به طور معنی داری افزایش داد. همچنین، تنش شوری موجب افزایش معنی دار فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان شد. نتایج GC-MASS نشان داد تولید متابولیت های ثانویه در گیاهچه های آویشن تحت تاثیر شوری دچار تغییرات عمده ای گردید. با افزایش شوری میزان پی-سیمن و گاما-ترپینن افزایش و میزان تیمول کاهش یافت. به طور کلی، مشاهده شد که تنش شوری با تغییر در شاخص های فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و میزان تولید مواد موثره گیاه آویشن می تواند سبب تغییر در ارزش و خواص دارویی آن گردد.

تنش شوری بازدهی محصولات کشاورزی مانند ذرت به عنوان یکی از غلات مهم را کاهش می دهد. با توجه به این که سیلیکون دومین عنصر فراوان در خاک است و موجب کاهش تنش های زیستی و غیر زیستی در گیاهان می شود، هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر سیلیکون و نانوسیلیکون به عنوان بهبود دهنده تنش شوری در گیاه ذرت(Zea mays) است. بدین منظور، بر هم کنش اثر غلظت های مختلف شوری (0 و 100 میلی مولار)، سیلیکون و نانوسیلیکون (50، 100 و 150 میلی گرم در میلی لیتر) در طرح بلوک های کاملا تصادفی در قالب آزمایش های فاکتوریل در سه تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که شوری به طور معنی داری شاخص های رشد ریشه و اندام هوایی، میزان رنگیزه های کلروفیل و کاروتنوئید، پروتئین و پتاسیم را نسبت به شاهد کاهش داد و تیمار گیاه با سیلیکون و نانوسیلیکون سبب کاهش آثار منفی تنش شوری و موجب افزایش میزان شاخص های رشد شد. همچنین، در اثر تنش شوری افزایش معنی دار میزان پرولین، آنتوسیانین، کربوهیدرات محلول، پراکسیداسیون لیپید و فعالیت کاتالاز مشاهده شد که تیمار با سیلیکون و نانوسیلیکون آثار تنش شوری و در نتیجه میزان شاخص های رشد را کاهش داد. بیشترین اثر بهبوددهندگی در تمام شاخص های بررسی شده، تیمار 150 میلی گرم در میلی لیتر نانوسیلیکون بود. بنابراین، استفاده از این عنصر به عنوان کاهش دهنده آثار منفی تنش شوری ذرت پیشنهاد می گردد.

مقابله با آثار مخرب تنش شوری که به طور پیش رونده منابع آبی و خاکی مناسب برای پرورش گیاهان را محدود نموده، از طریق ارتقای سطح تحمل بذر و گیاهچه میسر است. در پژوهش حاضر، تاثیر پرایمینگ به صورت ترکیب های تیماری Na2SiO3 و KNO3 در زمان های 3، 6، 9 و 12 ساعت، بر پاسخ رقم همدانی بذر یونجه، به تنش شوری (200 میلی مولار) بررسی گردید. شوری سبب افت اغلب شاخص های جوانه زنی و رشد بذور و گیاهچه گردید، در حالی که پرایمینگ 3 ساعته Na2SiO3 سبب افزایش درصد جوانه زنی و پرایمینگ 3، 6 و 9 ساعته KNO3 سبب افزایش درصد و ضریب سرعت جوانه زنی در بذور تحت تنش در مقایسه با شاهد شد. بهبود میانگین سرعت و زمان جوانه زنی در تنش، توسطNa2SiO3 6 ساعته و کلیه سطوح زمانی KNO3 و افزایش شاخص ویگور یک توسط KNO3 3 ساعته مشاهده شد. پرایمینگ Na2SiO3، 3، 6 و 9 ساعته و تمام تیمارهای KNO3، سبب کاهش زمان رسیدن به 50 درصد کل جوانه زنی در شرایط تنش و در فقدان تنش، تیمارهای 9 ساعته Na2SiO3 و KNO3، سبب کاهش میانگین روزانه جوانه زنی و افزایش شاخص تیمسون و KNO3 6 و 9 ساعته سبب بهبود ضریب یکنواختی گردیدند. تیمارهای Na2SiO3 و KNO3 12 ساعته، باعث بدتر شدن وضعیت و کاهش درصد جوانه زنی، افت ویگور یک و دو و کاهش سرعت جوانه زنی شدند. Na2SiO3 در تمام سطوح و KNO3 9 و 12 ساعته، سبب کاهش وزن خشک ساقه چه در تنش شدند. پرولین تنها تحت تاثیر KNO3 در تنش افزایش یافت و کلروفیل ها بر اثر شوری کاهش و تحت تاثیر پرایمینگ افزایش یافتند. به طور کلی، پرایمینگ سبب افزایش تحمل به شوری گردید و ترکیب های تیماری با زمان های کوتاه تر در این رابطه موثرتر بودند.