علوم زیستی گیاهی
سال:1391 | دوره:4 | شماره:14 |تعداد مقالات:9

به منظور بررسی الگوی رفتاری تحمل به تنش اکسیداسیون نوری با افزایش سن برگ، بذرهای آفتابگردان در مزرعه کشت شدند. در مرحله گرده افشانی، برگ های موجود در بوته های آفتابگردان به سه گروه جوان، میان سال و مسن تقسیم شد تا تغییرات توان دفاعی سلول با افزایش سن برگ، به همراه مدل سازی شدت های مختلف نور و تاثیر آن بر اکسیداسیون نوری مواد زیستی در سنین مختلف برگ بررسی شود. نتایج حاصل نشان داد که با وجود کاهش نیافتن محتوای کلروفیل در برگ ها با افزایش سن، میزان پروتئین کل و شاخص پایداری غشا کاهش یافته است. علاوه بر آن، میزان پراکسیداسیون لیپیدی و پراکسید هیدروژن نیز با افزایش سن در برگ ها به طور معنی داری افزایش یافت. این در حالی بود که میزان فعالیت آنزیم های جمع آوری کننده پراکسید هیدروژن و گلوتاتیون-S ترانسفراز در برگ های مسن نسبت به جوان ترها افزایش یافته است. این نتایج نشان می دهند که با افزایش سن برگ توان دفاعی سلول کاهش یافته، میزان تولید اکسیدان ها بیش از جمع آوری آنهاست. نتایج حاصل از مدل سازی شدت های مختلف نور نیز نشان داد که به هنگام قرار گرفتن در شدت های بالای نور، میزان تولید پراکسید هیدروژن در برگ های مسن بسیار افزایش می یابد. این در حالی است که فعالیت آنزیم های جمع آوری کننده آن و آنزیم گلوتاتیون -Sترانسفراز در مقایسه با شدت های نور کم کاهش یافته است. برآیند این عوامل باعث شد تا در برگ های مسن شدت نور بالا به اکسیده شدن کلروفیل و کاهش آن منجر شود. بنابراین، نتایج حاصل نشان می دهند که در شدت های بالای نور به علت کاهش توان دفاعی سلول، تنش اکسیداسیون شدیدتری در برگ های مسن نسبت به برگ های جوان اتفاق می افتد.

ساختار گل گیاه نیلک (Amorpha fructicosa L.) به علت داشتن یک گلبرگ منفرد در میان گیاهان تیره بقولات (Fabaceae) منحصر به فرد است. به منظور پی بردن به اساس تکوینی فقدان گلبرگ، آغازش و نمو اندام های گل در این گیاه، مطالعه با میکروسکوپ نوری انعکاسی انجام شد. بدین منظور، جوانه های گل در سنین متفاوت جمع آوری و در تثبیت کننده FAA تثبیت شد. پس از 24 ساعت نمونه ها شستشو داده شدند و پس از فلس زدایی در اتانول 70 درصد، آبگیری آنها در محلول اتانول 95 درصد ادامه یافت. رنگ آمیزی نمونه ها در محلول 0.5 درصد نیگروزین در اتانول خالص انجام شد. بارزترین ویژگی های تکوین گل در نیلک آغازش پشتی- شکمی تک جهتی اندام ها در حلقه های مختلف، هم پوشانی بالا در زمان آغازش حلقه ها و آغازش زودهنگام برچه است. بر اساس نتایج حاصل، فقدان گلبرگ ها پس از آغازش آنها اتفاق می افتد. با وجود آغازش هر 5 گلبرگ، گلبرگ های پشتی و کناری قادر به نمو نیستند و تا مراحل میانی کاملا ناپدید می شوند.

تنش شوری در گیاهان، به تنش اسمزی، تنش اکسیداتیو و سمیت یونی منجر می شود. در این مطالعه، نقش سالیسیلیک اسید به عنوان تنظیم کننده رشد در کاهش تنش اکسیداتیو حاصل از تنش شوری در گیاه ذرت بررسی شد. تیمارهای سالیسیلیک اسید در سه سطح (شاهد، خیساندن بذر در آب، خیساندن بذر در محلول سالیسیلیک اسید 0.1 میلی مولار) و شوری در دو سطح (صفر و 80 میلی مولار کلرید سدیم) اعمال شد. در این گیاهان، تنش شوری سبب کاهش شاخص های رشد و افزایش پراکسیداسیون لیپیدها و نشت یونی شد. علاوه بر این، تنش شوری باعث کاهش محتوای مخزن آسکوربات و ترکیبات فنلی و افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان مانند کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز شد. در حالی که پیش تیمار سالیسیلیک اسید از طریق افزایش در مقدار آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی از جمله مخزن آسکوربات و ترکیبات فنلی و افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان نظیر کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، تنش اکسیداتیو و پراکسیداسیون لیپید و نشت یونی را کاهش داد. نتیجه کاهش تنش، در بهبود شاخص های رشد مشاهده شد. افزایش مقدار و فعالیت این آنتی اکسیدان ها نقش موثر آنها را در کاهش تنش اکسیداتیو و افزایش مقاومت گیاهان به تنش شوری و نقش سالیسیلیک اسید را در القای این مقاومت نشان می دهد.

تنش سرما یک عامل محیطی اصلی است که تولید محصولات زراعی را محدود می کند. بسیاری از گیاهان می توانند از طریق فرآیند عادت به سرما که در نتیجه قرارگیری در معرض طول روزهای کوتاه و دماهای سرد بالای صفر درجه حاصل می شود، تحمل به سرما و انجماد را در خود افزایش دهند. پروتئین های دهیدرین، در زمان عادت به سرما که باعث آبگیری سلول های گیاهی می شود، در سلول تجمع کرده، از ساختار غشاها و ماکرومولکول ها حفاظت می کنند. پسته (Pistacia vera L.) گونه ای درختی، شاخص مناطق کویری است که در معرض دماهای گرم و سرد شدید قرار می گیرد. در این پژوهش، اثر تیمار سرما و طول روز کوتاه، بر بیان ژن دهیدرین، در دانه رست ها و شاخسارهای باززایی شده پسته رقم بادامی بررسی شد. نتایج نشان داد که تیمار سرما بیان ژن را به طور معنی داری در سطح 95 درصد، نسبت به شاهد افزایش می دهد. هیچ یک از تیمارهای طول روز کوتاه اثری بر بیان ژن دهیدرین نداشت. از آن جا که گیاهان باززایی شده ممکن است دچار تنوع سوماکلونال (پیکر تکثیری) شده، پاسخ های متفاوتی به تنش ها نشان دهند، مقایسه ای بین گیاهان رشد کرده در شرایط در زیوه و در شیشه، از نظر میزان بیان این ژن در اثر تیمار یکسان سرمایی، انجام شد. این مقایسه نشان داد که میزان بیان ژن در حالت طبیعی و همچنین پس از تیمار سرما، در گیاهان باززایی شده نسبت به دانه رست ها کمتر بود.

برنج که غذای اصلی بیش از نیمی از مردم جهان است، اغلب به عنوان یکی از حساس ترین گیاهان زراعی نسبت به تنش های شوری، خشکی و سرما به ویژه در مرحله پس از جوانه زنی محسوب می شود. گیاهان پس از جوانه زنی به بررسی وضعیت محیط می پردازند تا از رشد در شرایط نامناسب پرهیز کرده، شانس بقای دانه رست ها را افزایش دهند. در آرابیدوپسیس این کار با میانجی گری آبسزیک اسید صورت گرفته، نیازمند عوامل رونویسی ABI5 و ABI3 است. موضوع این پژوهش، بررسی وجود سازوکاری مشابه برای توقف رشد القا شده با تنش های غیر زیستی در دانه رست های برنج از طریق مطالعه بیان دو ژن OsABI5 و OsVP1 (ارتولوگ عوامل رونویسی ABI3 و ABI5) در دو رقم برنج به نام های FL478 و IR29 (به ترتیب متحمل و حساس به شوری) است. به منظور اعمال تنش های شوری، خشکی و سرما، دانه رست های دو روزه به ترتیب به محیط MS حاوی غلظت های ایزواسمزی NaCl (صفر، 50، 100 و 150 میلی مولار)، مانیتول (صفر، 100، 180 و 275 میلی مولار) در دمای 25 درجه سانتیگراد و محیط MS در دمای 4 و 15 درجه سانتیگراد برای مدت 2 و 10 روز انتقال یافتند. در هر دو رقم، تنش ها باعث کاهش رشد طولی گیاه و افزایش بیان ژن های OsABI5 و OsVP1 شدند. بنابراین، بر اساس نتایج به دست آمده این احتمال وجود دارد که دو عامل رونویسی OsABI5 و OsVP1 به طور مستقیم یا غیر مستقیم تنظیم کننده بیان و در نتیجه فعالیت سایر ژن های دخیل در توقف رشد القا شده توسط تنش های غیر زیستی در برنج باشند.

آهن، یکی از عناصر ضروری برای همه گیاهان است که کمبود آن باعث کاهش قابل توجه رشد گیاه می شود. سیلیکون در گیاهان تک لپه از جمله برنج به عنوان عنصری ضروری است که ممکن است در کاهش تنش های زیستی و غیرزیستی در گیاهان موثر باشد. در این تحقیق، بر هم کنش تغذیه آهن و سیلیکون در گیاه برنج رقم طارم بررسی شد. گیاهان در گلخانه تحت تیمارهای صفر، 2 و 10 (شاهد) میلی گرم آهن در لیتر به صورت Fe-EDTA و سیلیکون در دو سطح صفر و 1.5 میلی مولار به صورت سیلیکات سدیم کاشته شدند. آزمایش پس از سه هفته تیماردهی خاتمه یافت و گیاهان برای بررسی رشد و تجزیه بیوشیمیایی برداشت شدند. کمبود آهن به کاهش وزن تر، میزان کلروفیل، کاروتنوئیدها و میزان آهن بخش هوایی گیاه منجر شد. همچنین، فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز محلول و دیواره ای، پلی فنل اکسیداز در بخش هوایی، آسکوربات پراکسیداز در ریشه و بخش هوایی در شرایط کمبود آهن کاهش و میزان پراکسید هیدروژن در ریشه و پر اکسیداسیون لیپید در بخش هوایی در همین شرایط افزایش یافت؛ در حالی که تغذیه سیلیکون به افزایش وزن تر گیاه، میزان کلروفیل، کاروتنوئید و میزان آهن گیاه منجر شد. اثر تغذیه بهینه آهن و کاربرد سیلیکون در رشد گیاه افزایشی بود. تغذیه سیلیکون فعالیت گایاکول پراکسیداز محلول و دیواره ای ریشه و بخش هوایی و کاتالاز بخش هوایی را افزایش داد. بنابراین، با کاربرد سیلیکون میزان پراکسید هیدروژن ریشه و پراکسیداسیون لیپیدی بخش هوایی کاهش یافت. این نتایج نشان می دهد که تغذیه سیلیکون می تواند آثار زیان بار کمبود آهن را در گیاه برنج در مرحله رشد رویشی کاهش دهد.

در این پژوهش، نقش سالیسیلیک اسید در تغییرات فیزیولوژیک القا شده توسط کادمیوم در گیاهچه های سویا در محیط کشت هیدروپونیک با بستر جامد در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد. پس از پیش تیمار بذرهای سویا با سالیسیلیک اسید 0.5 میلی مولار به مدت 6 ساعت، بذرها به گلدان های حاوی پرلیت منتقل و با محلول غذایی هوگلند حاوی 200 میکرومولار کلرید کادمیوم به مدت 20 روز آبیاری شدند. پس از برداشت گیاهچه ها و اندازه گیری شاخص های رشد (وزن تر و خشک و طول ریشه و اندام هوایی)، میزان رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیل a و b و کاروتنوئیدها)، درصد نشت الکترولیتی در برگ، میزان عناصر کادمیوم (در ریشه و بخش هوایی) و پتاسیم و کلسیم (در بخش هوایی) مشخص شد که سالیسیلیک اسید تاثیر اندکی بر این شاخص ها در غیاب کادمیوم داشته، در حالی که در حضور کادمیوم سالیسیلیک اسید شاخص های رشد، میزان رنگیزه های فتوسنتزی و میزان عناصر پتاسیم و کلسیم (در بخش هوایی) افزایش و در مقابل، درصد نشت الکترولیتی در برگ ها و میزان عنصر کادمیوم در بخش هوایی گیاه کاهش داشته است. بنابراین، سالیسیلیک اسید با تغییر استراتژی گیاه در انتقال عناصر به بخش هوایی و جلوگیری از نشت الکترولیتی و در نتیجه حفظ رنگیزه های فتوسنتزی در برگ ها توانسته است سمیت کادمیوم را کاهش داده، پتانسیل رشد گیاه را حفظ نماید.

نوروزک (Salvia leriifolia)، از گیاهان بومی استان خراسان رضوی و سمنان، در معرض خطر انقراض است. این پژوهش، با هدف بررسی امکان ریزازدیادی گیاه نوروزک از طریق کشت جوانه انتهایی انجام گرفت. برای این هدف، گیاهچه ها از طریق کشت جنین در محیط کشت 1.2 MS حاوی 1 میلی گرم در لیتر BAP و 1 میلی گرم در لیتر NAA به دست آمدند. جوانه انتهایی این گیاهچه ها در محیط کشت MS حاوی هورمون های BAP و Kin به تنهایی و یا در ترکیب با IBA برای ساقه زایی کشت شدند. ریشه زایی ساقه ها در محیط MS حاوی سطوح مختلف از هورمون های IBA،NAA  و 2.4-D بررسی شد. تجزیه و تحلیل آماری توسط نرم افزارهای JMP و MSTAT-C انجام شد. نتایج نشان داد ترکیب BAP و IBA نتیجه مناسب تری در ارتباط با ساقه زایی به ازای هر ریزنمونه داشت و BAP در غلظت 2 میلی گرم در لیتر همراه با IBA در غلظت 0.5 میلی گرم در لیتر بهترین تیمار ساقه زایی بود. همچنین، برای ریشه زایی ساقه ها وجود اکسین ضروری است..در غلظت 1 میلی گرم بر لیتر بهترین تیمار ریشه زایی بود IBA  بر این اساس استفاده از تیمارهای یاد شده برای ریزازدیادی گیاه نوروزک با استفاده از جوانه انتهایی پیشنهاد می شود.

گیاه عروسک پشت پرده (Physalis alkekengi) از خانواده سیب زمینی (Solanaceae)، منبعی غنی از آنتی اکسیدان های گوناگون است که برای درمان بیماری های متعددی نظیر التهاب و روماتیسم توصیه می شود. در این پژوهش، بخش های مختلف گیاه مانند برگ، غلاف گل، میوه سبز و نارنجی عروسک پشت پرده در طی مراحل مختلف رویش از حوالی تنکابن به صورت تصادفی جمع آوری و ویژگی آنتی اکسیدانتی آن مطالعه شد. فعالیت آنتی اکسیدانی با استفاده از آزمون به دام اندازی رادیکال 1 و 1 دی فنیل-2-پیکریل-هیدرازین، مهارکنندگی اکسیداسیون اسید چرب و قدرت احیا کنندگی آهن سنجش شد. همچنین، میزان فنل، فلاونوئید، کوئرستین، لوتئولین، آنتوسیانین، کاروتنوئید کل آنها نیز تعیین شد. آزمایش های مختلف با 4 تکرار ارزیابی شدند. تکرار نتایج نشان داد که میزان فنل، فلاونوئید و قابلیت احیا کنندگی آهن در برگ به طور درخور توجهی بیشتر از سایر بخش ها بود. بیشترین مقدار کاروتنوئید کل (10.05±1.45 mg/g FW)، فعالیت آنتی اکسیدانی به روش (1.81±0.214 g/g FW) DPPH و مهارکنندگی اکسیداسیون اسید چرب (5.35±75.53 درصد) در میوه نارنجی مشاهده شد. بیشترین مقدار لوتئولین در برگ مرحله میوه سبز (0.198±0.001 mg/g DW) به دست آمد. کوئرستین فقط در برگ مرحله رویشی و گل دهی به ترتیب 9.2±0.05 mg/g DW و 0.53±9 به دست آمد.