فرآیند و کارکرد گیاهی
سال:1392 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

مطالعات زیادی نشان داده اند که میدان مغناطیسی می تواند روی موجودات زنده تاثیر بگذارد. با این وجود مکانیسم دقیق این تاثیرها هنوز نامشخص است. یک توصیف ممکن برای اثرات متعدد میدان مغناطیسی روی موجودات زنده، تنش اکسیداتیو ناشی از افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن است که با میانجی گری آهن انجام می گیرد. در این مطالعه اثر میدان های مغناطیسی ایستا (30 میلی تسلا) و متناوب (10 کیلو هرتز) بر رشد طولی، فعالیت سامانه آنتی اکسیدان، تمامیت غشا و میزان کلسیم و آهن کل در مرحله رویشی گیاه گندم (Triticum aestivum L.) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مقایسه با گیاهان شاهد، میدان مغناطیسی باعث افزایش فعالیت سامانه آنتی اکسیدان، حفظ تمامیت غشا و تغییر معنی دار یون های کلسیم و آهن در گیاه گندم می شود که این تغییرات بستگی به عوامل زیادی دارد که نوع میدان مغناطیسی و اندام مورد مطالعه از جمله آنها می باشد.

تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش هایی است که از رشد گیاهان ممانعت نموده و با ایجاد اختلال در تعادل بین تولید گونه های فعال اکسیژن و فعالیت های دفاعی آنتی اکسیدان گیاه، ایجاد تنش اکسیداتیو می کند. ارزیابی تحمل به خشکی گیاهان دارویی به منظور کشت در مناطق خشک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش پارامترهای اکسیداتیو ناشی از تنش خشکی ایجاد شده با غلظت های مختلف پلی اتیلن گلیکول در گیاه سیاهدانه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور کنترل شرایط آزمایشی از جمله جلوگیری از اثرات سایر فاکتورها نظیر مسائل تغذیه ای خاک، از محیط کشت هیدروپونیک استفاده گردید. در این مطالعه تنش خشکی به میزان معنی داری محتوی پراکسید هیدروژن، پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء و فعالیت آنزیم لیپواکسیژناز را افزایش داد که این نتایج نشان دهنده تنش اکسیداتیو القا شده توسط خشکی در گیاه سیاهدانه است. بررسی مکانیسم های دفاعی، از طریق اندازه گیری فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان نشان داد که تنش خشکی فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز را افزایش داد. اگرچه افزایش شدت خشکی تاثیر معنی داری بر افزایش فعالیت کاتالاز و گایاکول پراکسیداز تحت تنش خشکی نداشت. در این بررسی به نظر می رسد افزایش معنی دار مقدار پرولین احتمالا هم به خاصیت اسمولیتی و هم به خاصیت آنتی اکسیدانی آن مربوط باشد. افزایش پراکسیداسیون لیپیدهای غشا و مقدار پراکسید هیدروژن در شرایط تنش خشکی، نشان داد که جاروب کردن و خاموش نمودن رادیکال های آزاد اکسیژن خارج از توان گیاه بوده است و القاء مکانیسم های دفاعی گیاه در مقابل صدمات اکسیداتیو موثر نبوده است. بنابراین کاربرد ترکیبات حفاظتی برون زا می تواند ظرفیت آنتی اکسیدانی این گیاه را در برابر شرایط تنش افزایش دهد.

تنش خشکی به عنوان یک عامل محدود کننده تولیدات گیاهی است. جهت به حداقل رساندن اثرات سوء این تنش ترکیبات متعددی مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش اثر پاکلوبوترازول به عنوان یک تنظیم کننده تریازولی بر پارامترهای مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهچه های کلزا تحت تنش خشکی در شرایط کشت درون شیشه بررسی شده است. بذرهای گیاه کلزا پس از ضدعفونی، در محیط کشت MS حاوی غلظت های صفر، 4 و 8 درصد وزنی مانیتول (سطوح مختلف خشکی) و غلظت های صفر، 10 و 20 ppm پاکلوبوترازول کشت گردیدند. همچنین جداکشت های ساقه گیاهچه های کلزای حاصل از کشت بذر در محیط های کشت MS حاوی هورمون های ریشه زایی و کالوس زایی به همراه مانیتول (0، 4 و 8%) و پاکلوبوترازول (0 و 10 ppm) کشت گردید. نتایج به دست آمده پس از 4 هفته نشان داد طول اندام هوایی و ریشه، وزن خشک ریشه و اندام هوایی، مقدار کلروفیل a، کلروفیل کل، کاروتنوئیدها، درصد ریشه زایی، درصد کالوس زایی و وزن تر کالوس ها در تنش خشکی کاهش معنی داری داشته است، در حالی که مقدار پراکسیداسیون لیپید و قندهای احیاکننده و پرولین تحت تنش خشکی افزایش یافت. کاهش میزان پراکسیداسیون لیپید و افزایش طول و وزن ریشه و اندام هوایی، قندهای احیاکننده، پرولین، رنگیزه های فتوسنتزی و پروتئین در گیاهچه هایی که به طور توام با پاکلوبوترازول و تنش خشکی تیمار شده بودند، نسبت به گیاهجه هایی که فقط در معرض تنش خشکی بودند، احتمالا نشان دهنده کاهش خسارت ناشی از تنش خشکی در این گیاهچه ها است. بنابراین پاکلوبوترازول به ویژه در غلظت 10 ppm در رفع آسیب های حاصل از تنش در گیاهچه کلزا موثرتر بود.

ریزوباکتری های محرک رشد گیاهان باکتری های مفیدی هستند که سبب افزایش رشد گیاهان و القاء مقاومت نسبت به تنش های مختلف می شوند. یکی از این تنش ها آلودگی دی اکسید گوگرد (SO2) است که به عنوان یک آلاینده آسیب رسان قوی هوا شناخته شده است. شبدر ایرانی یکی از گیاهان خانواده بقولات است که به عنوان یک گیاه علوفه ای مطرح می باشد و با باکتری ریزوبیوم همزیست می شود. در این مطالعه اثرات ریزوبیوم (سویه بومی و استاندارد) بر میزان رنگیزه های فتوسنتزی و عناصر پتاسیم و فسفر شبدر ایرانی تحت غلظت های مختلف گاز دی اکسید گوگرد (0، 0.5، 1، 1.5 و 2 ppm) ارزیابی شد.نتایج نشان داد که تلقیح ریزوبیوم اثرات مفیدی بر میزان رنگیزه های فتوسنتزی، پتاسیم و فسفر در مقایسه با گیاهان تلقیح نیافته دارد. غلظت های بالای1) SO2 ، 1.5 و 2 ppm) سبب کاهش معنی دار میزان رنگیزه های فتوسنتزی و عناصر پتاسیم و فسفر در مقایسه با گیاهان کنترل می شود ولی غلظت پایین  (ppm 0.5) SO2بر شاخص های فوق تاثیر مثبتی می گذارد. تلقیح شبدر ایرانی با دو سویه ریزوبیوم اثرات منفی غلظت های بالای گاز SO2 را بر میزان رنگیزه های فتوسنتزی و عناصر پتاسیم و فسفر کاهش داد. بیشترین مقدار تمامی این شاخص ها در ترکیب سویه بومی و غلظت 0.5 ppm گاز SO2 اندازه گیری شد. بنابراین ریزوبیوم می تواند مقاومت و تحمل گیاه را در برابر تنش های غیر زیستی مثل آلودگی SO2 هوا افزایش دهد.

شوری یک تنش محیطی است که مانع اصلی بازدهی محصولات کشاورزی در جهان است. Salsola arbuscula یک گیاه هالوفیت و مقاوم به شوری می باشد. لذا این تحقیق با هدف بررسی مکانیسم مقاومت به شوری با مطالعه تغییرات رشد و بررسی میکروسکوپی کالوس ها انجام گرفت. بدین منظور ابتدا بذر گیاه در محیط کشت MS کشت گردید و پس از 2 ماه از جداکشت ریشه در محیط کشت MS حاوی ترکیبات هورمونی (1mgL-1) Kin و 2,4-D (1mgL-1) کالوس تهیه شد. پس از دو مرحله واکشت کالوس ها و تکثیر آنها کالوس ها به محیط کشت قبلی همراه با غلظت های مختلف نمک (0، 100، 200، 300 و  400میلی مولار) منتقل و پس از یک ماه نگهداری در شرایط این ویترو، وزن تر و خشک، میزان آب نسبی کالوس، میزان رشد نسبی کالوس، شاخص حساسیت و ابعاد سلول ها اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد با افزایش غلظت NaCl رنگ کالوس ها تغییر کرده و نکروزه شدن آنها بیشتر و سریع تر رخ داد. همچنین با افزایش غلظت NaCl وزن تر و خشک، میزان آب کالوس، میزان رشد نسبی و شاخص حساسیت کاهش یافت و میزان کاهش در وزن تر بیشتر از وزن خشک بود. کاهش طول، عرض و مساحت سلول ها نیز با افزایش تنش مشاهده گردید. تاثیر تنش شوری بر کاهش طول سلول ها نسبت به عرض سلول ها بیشتر بود. در مجموع کالوس با کاهش رشد و اندازه سلول ها توانسته است در برابر شوری مقاومت کند.

خاک های سرپنتین خصوصیات ویژه نامتعارفی مانند غلظت کم کلسیم، غلظت بالای منیزیم و فلزات سنگین دارند که باعث بروز اندمیسم گیاهی زیاد در آنها می شود. احتمالا علت اندمیسم برخی گیاهان بر روی این خاک ها حساسیت به کلسیم و نیاز به غلظت های بالای منیزیم می باشد. از آنجا که کلسیم و منیزیم در جذب و انتقال توسط گیاهان برهمکنش دارند، در این مطالعه اثر منیزیم محیط بر پاسخ حساسیت به کلسیم در گیاه Alyssum inflatum مورد بررسی قرار گرفت. این گیاه بومی خاک های سرپنتین غرب ایران است و حساسیت کشنده آن به غلظت های بالای کلسیم مشخص شده است. بذر گیاه پس از برداشت از زیستگاه طبیعی، در شرایط گلخانه به روش کشت آبی بر روی بستر خنثی پرلیت کاشته شد. از محلول غذایی هوگلند یک چهارم غلظت استفاده شد و غلظت های مختلف کلسیم و منیزیم در آن اعمال شد. برای تعیین وضعیت زنده ماندن گیاهان علاوه بر وضعیت ظاهری شامل پژمردگی و خشک شدن بخش های هوایی، با رنگ آمیزی ایوانز بلو، مرگ سلولی در ریشه گیاهان تعیین شد. نتایج نشان داد که این گیاه حساسیت بالایی به هر دو کاتیون دو ظرفیتی کلسیم و منیزیم دارد. اثر نسبت Ca/Mg در بقا گیاه در صورتی که غلظت کلسیم و منیزیم هر دو پایین باشد دارای اهمیت است. نتایج پیشنهاد می کند که یکی از دلیل های اندمیسم گیاه بر روی خاک های سرپنتین حساسیت گیاه به کلسیم استو غلظت زیاد منیزیم در این خاک ها در کاهش حساسیت به کلسیم تاثیر ندارد. به علاوه، غلظت بالای منیزیم به عنوان یک عامل استرس زای محیطی برای این گیاه به دست آمد.

به منظور بررسی برخی ویژگی های بیوشیمیایی یک رقم گندم نان (شیراز) و یک رقم گندم دوروم (یاواروس) به تنش خشکی آخر فصل و سطوح مختلف تنظیم کننده های اکسین و سیتوکینین، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در سال زراعی 90-1389 به صورت اسپلیت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. عامل اصلی آبیاری (آبیاری معمول و قطع آبیاری از مرحله گلدهی تا آخر فصل رشد)، عامل فرعی ارقام گندم و عامل فرعی فرعی ضرب سطوح مختلف اکسین (0، 20 و  40میلی گرم در لیتر) و سیتوکینین (0، 50 و 70 میکرومولار) بود. نتایج نشان داد که میزان پرولین و کاتالاز برگ پرچم در شرایط قطع آبیاری، با سپری شدن زمان بعد از گلدهی، به صورت خطی افزایش یافت و این در حالی بود که میزان پرولین و کاتالاز در شرایط آبیاری معمول در دوره بعد از گلدهی تغییر محسوسی نشان نداد. بعلاوه، در شرایط قطع آبیاری میزان پرولین در رقم یاواروس به صورت معنی داری بیشتر از رقم شیراز بود. در بین غلظت های سیتوکینین بیشترین میزان کاتالاز در شرایط شاهد به دست آمد. همچنین با افزایش غلظت سیتوکینین مصرفی مقدار کاتالاز، در شرایط تنش خشکی کاهش یافت. میزان پراکسیداز نیز در شرایط قطع آبیاری بیشتر بود و با گذشت زمان، بعد از اعمال تیمار آبیاری، با افزایش همراه بود. میزان کلروفیل a، b و کل و کاروتنوئید نیز در شرایط تنش خشکی، بیشتر از آبیاری معمول بود. درک عمیق پاسخ های بیو شیمیایی ارقام گندم به تنش خشکی آخر فصل و برهمکنش آنها با تنظیم کننده های رشد، نیازمند پژوهش های تکمیلی است.