علوم زیستی گیاهی
سال:1397 | دوره:10 | شماره:36 |تعداد مقالات:6

تنش شوری یکی از تنش های مخرب زیستی اثرگذار بر میزان اسمولیت های سازگار و الگوی پروتئینی است. در پژوهش حاضر اثر رزمارینیک اسید که نوعی آنتی اکسیدان است بر میزان وزن تر، گلایسین بتائین، کربوهیدرات، عناصر سدیم و پتاسیم، پروتئین کل و الگوی پروتئینی کالوس ها بررسی شد. بدین منظور، کالوس های سیب زمینی رقم وایت دزیره در تیمار رزمارینیک اسید (صفر تا 60 میلی گرم بر لیتر) و سدیم کلرید (صفر تا 120 میلی مولار) قرار گرفت. نتایج نشان دادند کالوس ها در تیمار رزمارینیک اسید و نمک، وزن تر وکربوهیدرات بیشتری نسبت به کالوس های قرارگرفته در تیمار نمک تنها داشتند. میزان گلایسین بتائین در حضور رزمارینیک اسید (20 میلی گرم بر لیتر) در تنش شوری متوسط (90 میلی مولار) به طور معنی داری نسبت به نمونه های رشدیافته در 90 میلی مولار نمک افزایش پیدا کرد، هرچند در شوری 90 و 120 میلی مولار به میزان معنی داری میزان عنصر سدیم افزایش و پتاسیم کاهش یافت، در حضور رزمارینیک اسید، میزان عنصر پتاسیم افزایش و عنصر سدیم کاهش یافت. میزان پروتئین نیز در حضور رزمارینیک اسید به طور معناداری افزایش پیدا کرد. بررسی الگوی پروتئینی اثر مثبت رزمارینیک اسید را بر ایجاد دو پروتئین جدید در محدوده 50 کیلودالتون نشان داد و تغییر بیان پروتئین ها را در محدوده 16، 17 و 25 کیلودالتون تایید کرد. به طورکلی، رزمارینیک اسید با افزایش تجمع پروتئین و کربوهیدرات محلول، کاهش میزان سدیم در سلول و تغییر الگوی پروتئینی، آثار فیزیولوژیک و بیوشیمیایی خود را بر سلول های کالوس سیب زمینی در تنش شوری نشان داد.

سرب، فلزی سنگین و آلاینده محیط زیست است که بر فعالیت های متابولیک و فیزیولوژیک موجودات زنده تاثیر می گذارد، بنابراین در سال های گذشته کانون توجه بیشتر پژوهشگران بوده است. در پژوهش حاضر اثر پیش تیمار بذر با سدیم هیدروسولفید (دهنده هیدروژن سولفید) بر شاخص های رشد، محتوای کلروفیل کل، قندهای محلول، پروتئین کل و شاخص آناتومیک در گیاه ذرت قرارگرفته در تنش سرب بررسی شد. بدین منظور، بذرهای ذرت به مدت 12 ساعت در سدیم هیدروسولفید 0.5 میلی مولار خیسانده شدند. دانه رست ها پس از کاشت در گلدان با محلول 5/2 میلی مولار سرب تیمار شدند. نتایج نشان دادند تنش سرب کاهش شاخص های رشد، محتوای کلروفیل کل، قندهای محلول و پروتئین کل را باعث شد و ازلحاظ ساختاری افزایش ضخامت ریشه، استوانه آوندی و اندازه سلول های پارانشیمی پوست و اپیدرم ریشه و کاهش ضخامت برگ و رگبرگ میانی را باعث شد. پیش تیمار بذر با سدیم هیدروسولفید به بهبود شاخص های رشد و افزایش میزان کلروفیل کل، قندهای محلول و پروتئین کل منجر شد. همچنین پیش تیمار سدیم هیدروسولفید، شاخص های آناتومیک را که بر اثر تنش سرب تغییر یافته بودند بسته به نوع شاخص جبران کرد. با توجه به نتایج به نظر می رسد تنش سرب آثار زیان باری بر گیاه ذرت دارد و هیدروژن سولفید مولکول علامتی است که از راه های مختلف، سازگاری گیاه را به شرایط تنش افزایش می دهد.

عنصر روی (Zn2+) یکی از عناصر کم مصرف ضروری برای رشد گیاهان است. در پژوهش حاضر، اثر غلظت های مختلف روی بر برخی ویژگی های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.) بررسی شد. گیاهچه های ریحان در فواصل زمانی 3 روزه و برای مدت 30 روز در معرض غلظت های صفر، 50، 100، 200، 400 و 800 میلی گرم بر لیتر روی قرار گرفتند. میزان رشد ریشه و بخش های هوایی، تعداد برگ در هر بوته، سطح برگ، میزان رنگیزه های فتوسنتزی، قندها و پروتئین های محلول کل، ترکیبات فنلی، ظرفیت آنتی اکسیدانی گیاه و محتوای عناصر معدنی روی و پتاسیم بر اثر تیمار تا غلظت 200 میلی گرم بر لیتر روی به طور معنی دار افزایش یافتند. محتوای آهن و کلسیم گیاه متناسب با افزایش غلظت روی به شدت کاهش یافت، ولی میزان منیزیم تغییر نکرد. نتایج بیان کننده نقش دوگانه روی با غلظت بهینه 200 میلی گرم بر لیتر بودند و در غلظت های بیشتر یا کمتر میزان رشد، رنگیزه های فتوسنتزی و میزان ترکیبات فنلی کاهش یافتند، درحالی که تجمع قندها و پروتئین های محلول کل همگام با افزایش غلظت روی رخ داد. به هرحال کاهش این مقادیر در بیشترین غلظت روی به مقدار شاهد نرسید و بیشتر از آن بود که نشان می دهد گیاه ریحان مقاومت بسیار زیاد نسبت به تنش فلز روی دارد و با تجمع نسبی روی در خود با رشد در نواحی آلوده به این عنصر نقش موثری در تغذیه روی در انسان دارد. نتایج حاصل نشان دهنده نقش مهم روی در محافظت از گیاه ریحان در برابر رادیکال های آزاد اکسیژن هستند.

ازآنجاکه سازوکارهای فتوشیمیایی درگیر در کاهش آثار مضر تنش شوری با یدات در گیاهان به خوبی شناسایی نشده اند، در پژوهش حاضر، این سازوکارها بررسی شدند. قبل از کشت نشاهای توت فرنگی (Fragaria x ananassa Duch.) در شرایط کنترل شده، خاک با تیمار پتاسیم یدات (KIO3) با غلظت های 5 و50 میلی گرم برکیلوگرم غنی شد. تنش شوری با سدیم کلرید 50 میلی مولار کاهش معنی دار سنتز پروتئین و شاخص کارایی فعالیت فتوشیمیایی فتوسیستم ها (PIabs) و همچنین افزایش معنی دار هیدروژن پراکسید (H2O2 ) و مالون دی آلدهید را باعث شد. کاربرد پتاسیم یدات در هردو غلظت 5 و 50 میلی گرم بر کیلوگرم خاک کاهش اثر منفی شوری و افزایش غلظت قند محلول و پروتئین کل را در گیاهان تیمارشده با غلظت 50 میلی گرم بر کیلوگرم خاک یدات در تنش شوری سبب شد. گیاهان تیمارشده با شوری تنها، تغییر محسوسی در شکل نمودار فلورسانس کلروفیل (OJIP) نشان دادند و فاز فلورسانس I-P در این گیاهان کاهش چشمگیر نشان داد. کاربرد خاکی یدات از افت فاز I-P در گیاهان قرارگرفته در تنش شوری ممانعت کرد. همچنین کاربرد خاکی یدات با افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز و غلظت فنل کل، عملکرد سیستم آنتی اکسیدان برگ های توت فرنگی را در تنش شوری بهبود داد. نتایج پژوهش حاضر برای نخستین بار نشان دادند کاربرد خاکی یدات باکاهش دادن تولید گونه های فعال اکسیژن بهبود عملکرد فتوشیمیایی فتوسنتز را در تنش شوری و افزایش مقاومت گیاه توت فرنگی را به شوری موجب شد.

برای ارزیابی تحمل به تنش کم آبی توده های هندوانه (.Citrullus lanatus L)، آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1395 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل آبیاری در سه مقدار 50، 70 و 100 درصد نیاز آبی گیاه و توده های هندوانه شامل سه توده آناناسی، شریف آبادی، محبوبی و رقم تجاری چارلستون گری بودند. نتایج نشان دادند تنش کم آبی به طور معنی داری سطح برگ، طول بوته، عملکرد، هدایت روزنه ای و محتوای نسبی آب برگ را کاهش و مواد جامد محلول کل، درصد نشت یونی و فعالیت آنزیم پراکسیداز را افزایش داد. بین توده ها، بیشترین سطح برگ، طول بوته و عملکرد (84.6 تن در هکتار) در توده محبوبی به دست آمد. کمترین درصد نشت یونی و بیشترین محتوای نسبی آب برگ در توده آناناسی و بیشترین فعالیت آنزیم پراکسیداز در رقم چارلستون گری مشاهده شد. تنش کم آبی، تعداد میوه و وزن میوه را کاهش داد، اگرچه در توده محبوبی بر تعداد میوه در بوته تاثیری نداشت. با افزایش تنش کم آبی، کارایی مصرف آب در توده های آناناسی و شریف آبادی و رقم چارلستون گری کاهش یافت، ولی در توده محبوبی بیشترین کارایی مصرف آب (54.85 کیلوگرم در متر مکعب) در شرایط آبیاری 50 درصد نیاز آبی به دست آمد. تنش کم آبی تاثیر معنی داری بر اسیدیته میوه نداشت. باتوجه به نتایج، توده محبوبی با 46.9 درصد کاهش عملکرد در شرایط آبیاری 50 درصد، کمترین کاهش عملکرد را نسبت به سایر توده ها داشت و نسبت به کم آبی متحمل تر بود.

در پژوهش حاضر، امکان کالوس زایی و جنین زایی سوماتیک در نخل خرما (.Phoenix dactylifera L) رقم خضراوی از ریزنمونه برگ بالغ و نارس، میوه نارس، بذر نارس، آندوسپرم و پریکارپ میوه نارس بررسی شد. در کشت برگ، کالوس در محیط کشت حاوی تنظیم کننده های رشد با ترکیب تیماری 2 و 4 دی کلرو فنوکسی استیک اسید (2،4- D) با غلظت 5 میلی گرم بر لیتر، بنزیل آمینوپورین (BAP) با غلظت 2 میلی گرم بر لیتر و تیدیازورون (TDZ) با غلظت 4 میلی گرم بر لیتر در لبه خارجی ریزنمونه های برگی، با ترکیب تیماری 2،4- D با غلظت 5 میلی گرم بر لیتر، بنزیل آمینوپورین با غلظت 2 میلی گرم بر لیتر و تیدیازورون با غلظت 4 میلی گرم بر لیتر در لبه خارجی ریزنمونه های برگی و با ترکیب تیماری 2،4- D با غلظت 5 میلی گرم بر لیتر، بنزیل آمینوپورین با غلظت 1 میلی گرم بر لیتر و تیدیازورون با غلظت 4 میلی گرم در کناره های رگبرگ ریزنمونه تشکیل شد. با ریزنمونه میوه نارس در محیط کشت مشابه، زمانی که دو تنظیم کننده رشد تیدیازورون و 2،4- D با غلظت 5 میلی گرم بر لیتر در محیط کشت موجود باشند، کالوس زایی و جنین زایی رخ می دهد. کشت ریزنمونه های آندوسپرم با جنین و پریکارپ رقم خضراوی در محیط کشت مشابه نیز نشان داد وجود 2،4- D و تیدیازورون با غلظت 5 میلی گرم بر لیتر برای کالوس زایی مفید است. همچنین در کشت آندوسپرم با جنین، جنین ها رشد یافتند و ابتدا ریشه چه و پس از سه ماه ساقه چه مشاهده شد، اما در کشت آندوسپرم و کشت پریکارپ میوه در این محیط کشت هیچ واکنشی مشاهده نشد. درمجموع، نتایج نشان دادند با کشت ریزنمونه های برگ و میوه نارس و نیز استفاده از مقدار مناسب تنظیم کننده های رشد اکسینی و سیتوکینینی، کالوس و جنین سوماتیک نخل خرما رقم خضراوی به دست می آیند.