علوم زیستی گیاهی
سال:1394 | دوره:7 | شماره:25 |تعداد مقالات:10

در پژوهش حاضر، فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره برگ درختان لرگ (Pterocarya fraxinifolia) از تیره Juglandaceae و انجیر (Ficus carica) از تیره Moraceae، با روش اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا بررسی شد. برای این منظور، برگ های درختان انجیر از جنگل نور در مازندران، جنگل شصت کلاته در گلستان و جنگل اسالم در گیلان و برگ های درختان لرگ از جنگل نور در مازندران و روستای وطنای بندرگز در گلستان و جنگل اسالم در گیلان جمع آوری شدند. میزان ترکیبات فنلی (گالیک اسید، کوماریک اسید و کوئرستین) نیز با روش کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا اندازه گیری شد. در آزمون به دام اندازی رادیکال های آزاد DPPH غلظت مهار 50 درصد حداکثر 595.12±21.4 میکروگرم بر میلی لیتر در عصاره متانولی برگ لرگ مشاهده شد. با توجه به زمان بازداری، میزان سه ترکیب فنلی گالیک اسید، کوماریک اسید و کوئرستین در عصاره های متانولی برگ انجیر و در عصاره های متانولی برگ لرگ، گالیک اسید و کوماریک اسید شناسایی شدند. بیشترین میزان گالیک اسید (78.93) و کوماریک اسید (8.14) در عصاره های برگ های لرگ اسالم و کمترین میزان گالیک اسید (8.56) و کوماریک اسید (0.89) بر حسب میلی گرم بر گرم وزن خشک در عصاره های برگ انجیر نور مشاهده شد. بر اساس کروماتوگرام استاندارد زمان بازداری گالیک اسید (2.383)، کوماریک اسید (3.817) و کوئرستین (7.217) گزارش شد. پژوهش حاضر نشان داد که بین عوامل خاک نظیر: پتاسیم، سدیم، فسفر و ازت با میزان ترکیبات آنتی اکسیدان فنلی در عصاره های برگ هر دو گیاه همبستگی معنی داری وجود دارد.

خشکی از طریق تغییر در فتوسنتز و رفتار روزنه های گیاهان، باعث افت قابل ملاحظه تولیدات گیاهی می شود. از آنجا که کاربرد برون زای سالیسیلیک اسید می تواند موجب افزایش تحمل تنش خشکی از طریق بهبود مسیرهای متابولیک و افزایش فتوسنتز خالص شود، بررسی حاضر با هدف تعیین تاثیر کاربرد سالیسیلیک اسید (0.5 میلی مولار) تحت تنش خشکی (50 درصد ظرفیت مزرعه) در گیاه توتون (Nicotiana rustica) رشد یافته در شرایط گلخانه ای و در بستر پرلیت انجام شد. در این آزمایش، 28 روز خشکی باعث کاهش معنی دار سرعت تثبیت دی اکسید کربن و شاخص هدایت روزنه ای و در نتیجه افت قابل ملاحظه وزن خشک اندام هوایی و ریشه و طول ریشه در گیاه توتون شد. با وجود این، شاخص های مربوط به واکنش های نوری فتوسنتز از جمله کارآیی بیشینه فتوسیستم II تحت تاثیر خشکی قرار نگرفت که علت آن استعداد برگ های این گیاه در افزایش موثر خاموش شدگی غیرفتوشیمیایی و نقش این افزایش در حفاظت نوری فتوسیستم ها بود. خشکی بیشتر از طریق تاثیر بر عوامل روزنه ای باعث محدودیت فتوسنتز و رشد در این گیاه شد. کاربرد برگی سالیسیلیک اسید در شرایط خشکی موجب تقویت اثر خشکی در افزایش غلظت آمینو اسید کل در گیاه توتون گردید. با وجود این، علیرغم افزایش محافظ های اسمزی و غلظت کلروفیل a توسط سالیسیلیک اسید، به علت افزایش تعرق در گیاهان تحت تنش خشکی بدون افزایش قابل توجه فتوسنتز، این هورمون نتوانست باعث تخفیف آثار زیانبار تنش خشکی در کاهش رشد گیاه توتون شود.

کشت کالوس مقدمه تولید سوسپانسیون سلولی است که به طرق مختلف به منظور مطالعات اصلاح گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اهمیت گیاه شقایق سیاه (Papaver bracteatum) در تولید آلکالوئید دارویی بنزوفنانتریدین، بررسی حاضر به منظور شناسایی بهترین ترکیب هورمونی و ریزنمونه جهت القای حداکثر کال زایی، وزن تر کالوس و القای جنین زایی سوماتیک انجام شد. بدین منظور، از ریزنمونه هیپوکوتیل در محیط کشت حاوی زغال فعال (2 و 4 گرم در لیتر) و غلظت های (0، 1، 2، 3 و 5 میلی گرم در لیتر) از 2,4-D و نفتالین استیک اسید، هر یک به تنهایی و در ترکیب با غلظت های مختلف بنزیل آمینو پورین (0، 0.1 و 0.5 میلی گرم در لیتر) و همچنین ریزنمونه بذری در محیط کشت فاقد زغال فعال و حاوی غلظت های مختلف هورمونی مشابه بالا استفاده گردید. القای جنین سوماتیک در ریزنمونه های بذری در ترکیبات مختلف هورمونی نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین درصد کالوس زایی (43.6 درصد) در ریزنمونه هیپوکوتیل در محیط حاوی 2 گرم در لیتر زغال فعال و 2 میلی گرم در لیتر 2,4-D و حداکثر القای کالوس (54 درصد) در ریزنمونه هیپوکوتیل، در تیمار 5 میلی گرم در لیتر نفتالین استیک اسید در ترکیب با 0.5 میلی گرم در لیتر بنزیل آمینو پورین حاصل شد. در ریزنمونه بذری در محیط فاقد زغال فعال، تیمار 1 میلی گرم در لیتر 2,4-D بالاترین درصد کالوس زایی (84 درصد) را نشان داد. بیشترین وزن تر کالوس (0.35 گرم) در تیمار 0.5 میلی گرم در لیتر 2,4-D و بالاترین درصد القای جنین سوماتیک (77 درصد) در تیمار 1 میلی گرم در لیتر کدر ترکیب با 0.5 میلی گرم در لیتر بنزیل آمینو پورین در ریزنمونه بذری ثبت گردید.

آرتمیزینین یک متابولیت ثانویه با خاصیت دارویی ضد مالاریایی است. علاوه بر فعالیت ضد مالاریایی در مقابل طیف وسیعی از سرطان ها نظیر: لوسمی انسانی، سرطان سینه، سرطان کولون و کارسینوما موثر است. این ماده همچنین خواص ضد هپاتیت B، ضد ایدز دارد و از فعالیت ضد انگل Lieshmania و Schistosoma برخوردار است. این ماده توسط گونه های مختلف جنس Artemisia (درمنه) ساخته می شود و برای نخستین بار در A.annua مشاهده گردید. در مطالعه حاضر، الگوی بیان ژن های مرتبط با بیوسنتز آرتمیزینین یعنی ژن های ADS، DBR2 و SQS در پنج گونه مختلف جنس Artemisia (A.absinthium، A.annua، A.dracunculus، A.sieberi و A.vulgaris) مطالعه شد. استخراج RNA کل و ساخت cDNA از نمونه های برگ گیاهان درون شیشه ای دو ماهه انجام شد. برای مطالعه بیان ژن های مورد نظر از واکنش sqRT-PCR و از ژن Actin به عنوان شاهد استفاده شد. همچنین محصولات PCR روی ژل آگاروز 1 درصد (وزنی/حجمی) بارگذاری شدند. کمی سازی شدت باندها با نرم افزار Image J و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SAS انجام شد. نتایج نشان داد که الگوی بیان ژن های مورد مطالعه در این پنج گونه متفاوت بود به طوری که در A.vulgaris، A.dracunculus و A.annua بیشترین بیان مربوط به ژن SQS بود. در A.sieberi و A.absinthum بالاترین سطح بیان ژن به ADS تعلق داشت. الگوی متفاوت بیان می تواند دلیلی بر تفاوت محتوای آرتمیزینین در این گونه ها باشد.

فنیل پروپانوئیدها به عنوان متابولیت های ثانویه گیاهان طی مراحل نموی و در پاسخ به شرایط تنش زا سنتز می شوند. ترکیبات فنیل پروپانوئیدی گیاهان در ساختار رنگیزه ها، آنتی اکسیدان ها و ترکیبات محافظت کننده یافت می شوند و در رشد، مورفوژنز و پاسخ به تنش ها نقش تنظیمی دارند. در پژوهش حاضر، نمونه برداری از پهنک برگ، غلاف برگ، ساقه و ریشه گیاه نیشکر Saccharum officinarum واریته CP69-1062 در چهار مرحله نموی: جوانه زنی، پنجه زنی، رشد طولی و بلوغ انجام گردید و نمونه ها از لحاظ فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL)، ترکیبات فنلی، فلاونوئیدی و فلاونول جهت تعیین تغییرات بیوشیمیایی مسیر فنیل پروپانوئیدی طی مراحل نمو بررسی شد. بررسی روند تغییرات فعالیت آنزیم در اندام های مختلف طی مراحل نمو، بیانگر فعالیت بالای آنزیم PAL در برگ در تمام مراحل نمو و در غلاف برگ طی مرحله پنجه زنی است. فعالیت آنزیم در ساقه، طی مرحله رشد طولی و در ریشه طی مرحله جوانه زنی افزایش یافت. در روند تغییر ات میزان فنل کل، بیشترین میزان فنل کل در برگ طی مراحل جوانه زنی و بلوغ، در غلاف برگ طی مرحله جوانه زنی، در ساقه طی مرحله رشد طولی و در ریشه طی مرحله بلوغ بود. بیشترین میزان فلاونوئید و فلاونول در هر چهار مرحله نموی به طور معنی داری در برگ ها مشاهده شد. علت تفاوت میزان این ترکیب ها در سطح اندام های مختلف را می توان به دلیل وجود هتروژنیتی در بافت های مختلف و ویژگی های شیمیایی و بیوشیمیایی این ترکیب ها نسبت داد. PAL به عنوان یک آنزیم مسیر فنیل پروپانوئیدی، نقش اساسی در نمو نیشکر به ویژه بافت های چوبی شده دارد.

پژوهش های انجام شده پیرامون ریزنمونه های گیاهی که تحت تاثیر باکتری Agrobacterium rhizogenes قرار گرفته بودند، نشان می دهد که علاوه بر امکان تشکیل ریشه های مویین در این بافت ها، احتمال رخداد ویژگی های ریختی خاص از جمله کالوس زایی وجود دارد. ناحیه T-DNA از A.rhizogenes آنزیم هایی را کد می کند که ویژه بیوسنتز هورمون های رشد گیاه هستند. این هورمون ها بر کالوس زایی نیز تاثیرگذار است، بنابراین امکان تشکیل انواع کالوس ها با ویژگی های ریختی متنوع را فراهم می کند. همچنین، این تنوع ریختی احتمالا به پلاسمیدی که هر کدام از سویه ها حمل می کنند، به مکان قرارگیری T-DNA و به نحوه بیان ژن ها و میزان بیوسنتز هورمون های رشد بستگی دارد. در بررسی حاضر، ریزنمونه های ریشه ای چهار گونه از تیره Solanaceae، به نام های: Atropa belladonna، Datura metel، D.stramonium و Hyoscyamus niger توسط سویه های مختلف A.rhizogenes (A4، A7، AR15834، Ar318، AR9402، AR9543) آلوده شدند. برخی از این ریزنمونه ها وارد مرحله کالوس زایی شدند و انواع کالوس ها را با رنگ ها و شکل های متنوع تولید نمودند. در برخی از نمونه ها نیز علاوه بر تولید کالوس، ریشه های مویین ظاهر گردید. این تنوع احتمالا به علت تغییر در میزان و نسبت هورمون های اکسین و سیتوکینین پس از آلوده شدن ریزنمونه ها توسط باکتری A.rhizogenes است. همان طور که در مطالعات پیشین مشخص شده است، در فرآیند کالوس زایی به علت تولید بافت های تمایز نیافته، میزان متابولیت های ثانویه کاهش می یابد.

آلودگی خاک با ترکیبات نفتی یکی از شایع ترین معضلات زیست محیطی است که باعث ایجاد تنش اکسیداتیو در گیاهان می شود. در پژوهش حاضر، به منظور بررسی برهمکنش بین ریزوسفر خاک و باکتری های تجزیه کننده گازوییل بر برخی شاخص های رشد و بیوشیمیایی دو رقم ذرت (640 و 704) در خاک های آلوده به گازوییل، چهار تیمار آزمایشگاه تحت شرایط گوناگون طراحی شد. عوامل متعدد فیزیولوژیک و میکروبی ارزیابی شد. نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که طول ریشه و بخش هوایی و کلروفیل کل در حضور تیمارها در هر دو رقم ذرت نسبت به گیاه شاهد کاهش معنی داری داشت. تنش ایجاد شده موجب افزایش معنی دار میزان کارتنویید و مالون دی آلدئید، در تیمار گازوییل و همچنین تیمارگازوییل و باکتری Peseudomonas fragi نسبت به شاهد در هر دو رقم شد. محتوای آنتوسیانین و پروتئین نیز افزایش معنی داری نسبت به شاهد داشت. تنش اعمال شده به افزایش تعداد باکتری های تجزیه کننده و هتروتروف و مقدار آنزیم دهیدروژناز منجر شد. بنابراین، می توان گفت که تیمار گازوییل سبب کاهش رشد گیاه ذرت شد و افزودن باکتری های تجزیه کننده اثر کاهشی تیمار گازوییل بر رشد گیاه را بهبود بخشید.