فرآیند و کارکرد گیاهی
سال:1392 | دوره:2 | شماره:3 |تعداد مقالات:7

اثرات ناشی از کاهش لایه اوزون و افزایش اشعه فرابنفش امروزه توسط بسیاری از محققان مورد بررسی قرار گرفته است. هدف این مطالعه بررسی تاثیر پرتوهای UV-B و UV-C بر روی گیاه بادرنجبویه (Melissa Officinalis L.) و تاثیر سالیسیلیک اسید در کاهش اثرات زیانبار این پرتوها بر روی این گیاه بود. گیاهان بادرنجبویه به مدت 60 روز کشت شدند. تیمار فرابنفش بعد از مرحله 6 برگی اعمال گردید و پرتو UV-B به مدت 15 روز به صورت یک روز در میان و هر بار به مدت 20 دقیقه و پرتو UV-C به مدت 15 روز و به صورت یک روز در میان و هر بار به مدت 8 دقیقه اعمال گردید. اسید سالیسیلیک نیز بعد از مرحله 6 برگی با غلظت 1 میلی مول به مدت یک هفته بر روی گیاهان پاشیده شد. نتایج نشان داد که پرتوهای UV-B و UV-C باعث کاهش وزن تر و خشک، رشد طولی ریشه و اندام هوایی شد. این پرتوها هم چنین میزان رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئید) میزان قندها و پروتیئن های محلول را کاهش دادند. میزان مالون- دی آلدئید و فنیل آلانین- آمونیا لیاز و ترکیبات جاذب UV نیز تحت تاثیر پرتوهای UV-B و UV-C افزایش نشان داد. بررسی نتایج نشان داد تیمار با سالیسیلیک اسید باعث کاهش آسیب های وارده به گیاه شد که در اثر پرتوهای UV-B و UV-C به وجود آمده بودند و توانست فاکتورهایی که تحت تابش های فرابنفش تغییر یافته بودند را جبران کنند.

کادمیوم به آسانی توسط سیستم ریشه ای بسیاری از گونه های گیاهی جذب شده و به علت سمیت و حلالیت بالا در آب به عنوان یکی از مهمترین آلاینده ها محسوب می شود و بررسی اثرات فیزیولوژیک آن در گیاه حائز اهمیت است. آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل بر روی دو گونه اهلی و وحشی گلرنگ، اجرا گردید که در آن چهار ژنوتیپ اهلی (اراک 2811، Saffire،C111  و (AC-Sterling و چهار ژنوتیپ وحشی (آذری، اراک، اصفهان و شیراز) به عنوان فاکتور اول و چهار سطح آلودگی به کادمیوم (صفر، 1، 5 و 10 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک) به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شدند. ژنوتیپ های AC-Sterling، اصفهان و اراک2811 بر مبنای شاخص مقاومت به کادمیوم، میزان پراکسیداسیون لیپیدها و میزان رنگدانه های کلرفیل در گروه ژنوتیپ های مقاوم و اراک،C111  و شیراز در گروه ژنوتیپ های حساس به کادمیوم قرار گرفتند. Saffire و آذری در گروه ژنوتیپ های نیمه حساس قرار گرفتند. بین دو گونه اهلی و وحشی گلرنگ در هیچ یک از صفات مورد مطالعه تفاوت معنی داری مشاهده نشد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز (CAT) و اسکوربات پراکسیداز (APX) در سطح آلودگی 5 میلی گرم در کیلوگرم مشاهده شد. میزان افزایش فعالیت آنزیم های CAT و APX در ژنوتیپ های مقاوم بیش از حساس بود. فعالیت آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز (GR) در ژنوتیپ های حساس بیش از ژنوتیپ های مقاوم بود. می توان نتیجه گیری نمود که فعال شدن سیستم دفاع آنزیم های APX و CAT در ژنوتیپ های مقاوم گلرنگ نقش کلیدی در افزایش مقاومت به آلودگی داشته است ولی چنین نقشی برای GR در شرایط آزمایش حاضر پیدا نشد.

شبه فلز آرسنیک یکی از مهمترین ترکیبات آلوده کننده محیط زیست محسوب می شود. برخی از گیاهان با انباشت غلظت های بالای آرسنیک در بخش های هوایی خود، توانایی پالایش مناطق آلوده به آرسنیک را دارند. با توجه به این که مطالعات قبلی توان بیش انباشت آرسنیک را در گیاه Isatis cappadocica ثابت کرده است، بذرهای این گیاه از مناطق آلوده جهت بررسی محتوی اسمولیت های بخش هوایی و فهم بهتر مکانیسم های مقاومتی گیاه در اثر متقابل بین فسفر و آرسنیک، انتخاب گردید. بدین منظور غلظت های مختلف آرسنیک (0، 50، 200، 800 و 1200 میکرو مولار) و فسفر (5، 50، 200، 800 و 1600 میکرومولار) در شرایط کشت گلدانی، در مرحله 4 برگی بر گیاه I. cappadocica اثر داده و محتوی اسمولیت های بخش هوایی و میزان آرسنیک تجمع یافته در گیاه اندازه گیری شد. بیشترین میزان آرسنیک تجمع یافته در تیمار 1200 میکرومولار آرسنیک و 5 میکرو مولار فسفر مشاهده گردید. به دنبال افزایش سطوح آرسنیک، محتوی اسمولیت ها (قندهای محلول، پرولین و پروتئین) افزایش یافت. انباشت بیش از 700 میلی گرم بر کیلوگرم آرسنیک (بر پایه وزن خشک) در بخش هوایی، نشان دهنده مقاومت بالای گیاه نسبت به آرسنیک و وجود مکانیسم های کارآمد ازجمله تجمع اسمولیت ها در آن به منظور سمیت زدایی آرسنیک می باشد.

این تحقیق به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر برخی خصوصیات سیستم ریشه ای و عملکرد علوفه در فسکیوی بلند در سال زراعی 1390-1389 در مزرعه داخلی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تعداد 12 ژنوتیپ فسکیوی بلند در سه سطح تنش خشکی (شاهد، تنش متوسط و شدید) بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی شدند. کلونی ژنوتیپ ها در گلدان هایی با ارتفاع 60 سانتی متر و قطر 12 سانتی متر کشت گردید. پس از اعمال تیمارها صفات ریشه در دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر تنش خشکی، ژنوتیپ و اثر متقابل آنها برای تمام صفات اندازه گیری شده، معنی دار بود. تنش خشکی متوسط، وزن خشک ریشه را به طور معنی داری افزایش داد، لیکن در شرایط تنش شدید این صفت تغییر معنی داری نسبت به شاهد نداشت. با افزایش شدت تنش خشکی نسبت ریشه به اندام هوایی در هر دو عمق افزایش معنی داری نشان داد، به طوری که در عمق 30-0 سانتی متر حدود 30 درصد و در عمق 60-30 سانتی متر حدود 54 درصد افزایش یافت. اثر تنش خشکی بر عملکرد علوفه خشک نیز معنی دار بود، به گونه ای که کاهش عملکرد از شاهد به تنش متوسط و شدید به ترتیب 15 و 30 درصد بود. برخی ژنوتیپ ها نظیر P21 (با منشا اصفهان) علاوه بر عملکرد بالا از خصوصیات ریشه ای مطلوب در حالت تنش شدید نیز برخوردار بودند که می توانند برای مطالعات اصلاحی مورد استفاده قرار گیرند.

یکی از آسیب های مهم بافتی که به دنبال قرارگیری گیاهان در معرض تنش بوجود می آید، ایجاد تنش اکسیداتیو است. در این پژوهش اثر سطوح مختلف متیل ایزوتیوسیانات بر برخی پارامترهای بیوشیمیایی و میزان فعالیت سه آنزیم آنتی اکسیدان آسکوربات پراکسیداز، کاتالاز و گایاکول پراکسیداز در گیاهچه شاهی در شرایط این ویترو بررسی شده است. بذر های گیاه شاهی بعد از ضدعفونی در محیط کشت MS کشت گردیدند. پس از یک دوره رشد 20 روزه، گیاهچه ها در شرایط استریل با غلظت ‍ های صفر، 0.01، 0.1 و 1 میلی مولار متیل ایزوتیوسیانات بمدت 3 روز تیمار گردیدند. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کارتنوئید و میزان پروتئین در گیاهچه های تحت تنش کاهش معنی داری داشته است، در حالیکه مقدار قندهای احیاکننده، پرولین، آنتوسیانین و آنزیم های آنتی اکسیدان تحت تنش اکسیداتیو افزایش یافته است. به نظر می رسد متیل ایزوتیوسیانات باعث ایجاد تنش اکسیداتیو و فعال شدن پارامترهای دفاعی در گیاه شده است. بیشترین و کمترین میزان تاثیر به ترتیب در غلظت 1 میلی مولار و 0.01 میلی مولار متیل ایزوتیوسیانات مشاهده شد.

به منظور بررسی اثرات سطوح مختلف نانو نقره و نانوتیوب های کربنی چند جداره بر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه باقلا، آزمایشی با سه تکرار به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با غلظت های مختلف (صفر، 100، 200 و 300 میلی گرم بر لیتر) انجام شد. نتایج نشان دهنده تفاوت معنی دار در تعداد بذور جوانه زده، طول ساقه چه و ریشه چه، وزن تر و خشک ساقه چه و ریشه چه و مقاومت ریشه چه، بین تیمارهای نانو نقره و و نانوتیوب کربنی در سطح احتمال 1% بود و صفات 50 درصد زمان جوانه زنی و سرعت جوانه زنی تفاوت معنی داری را در تیمار نانوذرات اعمال شده نشان ندادند. اثرات غلظت نانوذرات بر صفات وزن تر و خشک ساقه چه، سرعت جوانه زنی و 50 درصد زمان جوانه زنی در سطح احتمال 5% و در صفات طول ساقه چه، طول ریشه چه، وزن تر و خشک ریشه چه، شاخص مقاومت ریشه چه و تعداد بذور جوانه زده در سطح احتمال 1% معنی دار بود. طول ساقه چه و وزن خشک ریشه چه در تیمار غلظت 200 میلی گرم بر لیتر بیشترین تفاوت معنی دار با سایر تیمارها و غلظت ها را داشت و صفات مقاومت ریشه، وزن تر ریشه و طول ریشه، در غلظت 300 میلی گرم بر لیتر، بیشترین کاهش معنی دار را داشتند. در بین اثر متقابل تیمارها، سرعت جوانه زنی در سطح احتمال 5% معنی دار بود و دیگر صفات در سطح احتمال 1% تفاوت معنی داری نشان دادند. همچنین، در صفات وزن خشک ریشه، مقاومت ریشه و تعداد بذور جوانه زده، غلظت 300 میلی گرم بر لیتر، در سرعت جوانه زنی، تیمار 100 میلی گرم بر لیتر و در 50 درصد زمان جوانه زنی، تیمار شاهد بیشترین کاهش معنی دار را داشتند.

تنش شوری یکی از عوامل محیطی محدود کننده رشد و نمو در گیاهان می باشد که بر روی صفات مورفولوژیک و فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان اثر منفی دارد و به منظور کاهش این اثرات از ترکیبات و تنظیم کننده های رشد استفاده می شود. در این پژوهش تاثیر هورمون سالیسیلیک اسید(SA)  در 3 سطح (0، 1 و 2 میلی مولار) بر تخفیف تنش شوری (محلول کلریدسدیم با غلظت های 0 و 50 و 100 و 200 میلی مولار) در گیاه شیرین بیان در مرحله جوانه زنی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری طول، وزن تر و خشک گیاهچه و پارامترهای بیوشیمیایی نظیر میزان رنگیزه های فتوسنتزی، پروتئین و آنتوسیانین در اندام هوایی گیاهچه با نرم افزار SPSS آنالیز شد. نتایج اخیر نشان داد که غلظت بالای شوری باعث کاهش معنی داری بر صفات مورفولوژیک دارد. اما سالسیلیک اسید 1 میلی مولار برون زا در شراط تنش، موجب افزایش طول و وزن گیاهچه گردید. پارامترهای بیوشیمیایی مانند محتوی رنگیزه های فتوسنتزی، پروتئینهای محلول و آنتوسیانین ها نیز تحت تاثیر تنش کاهش داشتند و در حضور سالسیلیک اسید، مقدار آنتوسیانین ها در مقایسه با نمونه شاهد و شرایط تنش بطور معنی داری افزایش یافتند. اثر مثبت سالیسیک اسید بر روی اثر بازدارندگی نمک در غلظت پایین تر (1 میلی مولار) نسبت به غلظت 2 میلی مولار، بیشتر مشاهده گردید. همچنین بیشترین اثر القایی معنی دار در تیمار توام غلظت 50 میلی مولار Nacl به همراه 1 میلی مولار SA مشاهده شد. بنابراین به نظر می رسد که کاربرد هورمون سالیسیلیک اسید در غلظتهای کم به منظور کاهش اثرات مخرب ناشی از تنش شوری در گیاهان مختلف مفید باشد.