بخشی از مقاله
چکیده:
فعالیت آنزﱘ هاي آنﱵ اآسیدانت شامل سوپراکساید دﲰوتاز - SOD - ، اسکوربیت پراکسیداز - APX - ، کاتالاز - CAT - و پراکسیداز - POX - ﲢت تنش کمبود آب براي 5 ژنوتیپ ﳐتلف جو، با استفاده از روش هاي سنجش اسپکﱰوفتومﱰي و سنجش ژل مطالعه گردید. میزان پروتئﲔ با اعمال تنش خشکی افزایش معﲏ داري نشان داد، در حالیکه میزان کلروفیل کاهش یافت. طبق نتایج ﲡزیه واریانس، فعالیت آنزﱘ هاي سوپر اکساید دﲰوتاز، کاتالاز و پراکسیداز ﲢت تنش کمبود آب به طور معﲏ داري افزایش یافت. دامنه تغیﲑات این افزایش از شرایط آبی به خشکی براي آنزﱘ پراکسیداز شدید و چشمگﲑ بود. ﳘچنﲔ افزایش فعالیت آنزﱘ هاي پراکسیداز و سوپراکساید دﲰوتاز ﲢت تنش خشکی نسبت به تنش دﱘ معﲏ دار شد. مطالعه فعالیت آیزوزاﱘ این آنزﱘ ها، نتایج بدست آمده را تائید کرد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که از بﲔ ﳎموع آنزﱘ هاي مورد مطالعه، آنزﱘ پراکسیداز می تواند به عنوان یکی از آنزﱘ هاي مهم جهت افزایش مقاومت گیاه جو در مقابل تنش ناشی از خشکی نقش کلیدي داشته باشد.
واژه هاي کلیدي: ژنوتیپ هاي جو- دﱘ- خشکی- آنزﱘ هاي آنﱵ اآسیدانت- پروتئﲔ-کلروفیل
مقدمه:
کمبود آب در گیاه باعث افزایش مقادیر انواع اکسیژن فعال - ROS - از قبیل: آنیون سوپراکساید - O2°- - ، پراکسید هیدروژن - H2O2 - ، رادیکال هیدروکسیل - HO° - و اکسیژن منفرد - O21 - ، می شود. این مولکول هاي فعال موجب صدمه به ماکرومولکول ها و نیز ساختار سلوﱄ می گردند. گیاهان از دو سیستم آنزﳝی و غﲑ آنزﳝی براي دفاع در مقابل گونه هاي اکسیژن فعال استفاده می ﳕایند . - 2 - در ﲢقیق حاضر، فعالیت آنزﱘ هاي سوپراکساید دﲰوتاز، پراکسیداز، کاتالاز و اسکوربیت پراکسیداز با اعمال سه تیمار ﳐتلف آب یعﲏ آبیاري کامل، شرایط دﱘ و تنش شدید کمبود آب - خشکی - در گیاه جو در شرایط طبیعی مزرعه بررسی شده و میزان تغیﲑ فعالیت آنزﱘ هاي مذکور ﲢت تنش کمبود آب در مقایسه با شرایط آبیاري کامل، مورد مطالعه قرار گرفته است.
مواد و روش ها
طی سال زراعی 83-84 آزمایش مذکور در مزرعه گروه آبیاري دانشگاه بﲔ اﳌللی امام ﲬیﲏ - ره - قزوین اﳒام شد. بذور پنج ژنوتیپ منتخب گیاه جو دو پر به فاصله 25 سانﱵ مﱰ از یکدیگر در قالب آزمایش بلوک کامل تصادﰲ با سه نوع تیمار آبی، دﱘ و خشکی در سه تکرار به منظور مطالعه تغیﲑات آنزﱘ هاي آنﱵ اآسیدانت کشت گردید. در طول مدت خوشه دهی تا دانه بندي 5 بار ﳕونه برداري اﳒام شد. ﳕونه ها پس ازاﳒماد آنی در ازت مایع، تا مرحله استخراج پروتئﲔ در فریزر -80°C نگهداري شدند. براي اندازه گﲑي غلظت پروتئﲔ و آلروفیل به ترتیب از روش بردفورد - 1976 - و روش آرنون - 1949 - استفاده شد. براي اندازه گﲑي فعالیت آنزﱘ کاتالاز از روش ابی - 1987 - ، آنزﱘ پراکسیداز از روش شانس و مهلی - 1955 - ، آنزﱘ اسکوربیت پراآسیداز از روش ناکانو و اسادا - 1981 - ، آنزﱘ سوپراکساید دﲰوتاز از روش بیوشامپ و فریدوویچ - 1971 - ، الکﱰوفورز پروتئﲔ به وسیله تکنیک SDS-PAGE، از روش لاملی - 1970 - و براي آشکار سازي فعالیت آیزوزاﱘ هاي آنزﳝی، از تکنیک Native-PAGE طبق روش لاملی - 1970 - استفاده گردید. براي مشاهده فعالیت آیزوزاﱘ هاي آنزﱘ کاتالاز از روش رنگ آمیزي روبرتسون و ﳘکاران - 1987 - ، آنزﱘ پراکسیداز از روش هارت و ﳘکاران - 1971 - ، آنزﱘ اسکوربیت پراکسیداز از روش رائو و ﳘکاران - 1996 - و آنزﱘ سوپراکساید دﲰوتاز از روش بیوشامپ و فریدوویچ - 1971 - استفاده گردید. به منظور ﲡزیه آماري داده هاي حاصل از سنجش غلظت کلروفیل، پروتئﲔ و فعالیت آنزﱘ، از نرم افزارهاي Excel و SPSS استفاده گردید.
نتایج و ﲝث
آنزﱘ هاي اسکوربیت پراکسیداز، پراکسیداز و کاتالاز نقش موازي و مشاﲠی را در سیستم دفاعی گیاه ایفا می ﳕایند. به طوري که وظیفه هر سه این آنزﱘ ها، سم زدایی و ﲡزیه پراکسید هیدروژن تولید شده
در سلول ها می باشد . - 2 - در ﲢقیق حاضر، فعالیت آنزﱘ اسکوربیت پراکسیداز ﲢت تنش هاي آبی و دﱘ، افزایش معﲏ داري نیافت - جدول 1، ﳕودار . - 1 در سال 2000، سیمﲑنوف و کلمب گزارش کرده بودند که در جو ﲢت تنش خشکی، فعالیت آنزﱘ گلوتاتیون ردوکتاز افزایش یافته وﱄ تغیﲑي در میزان فعالیت آنزﱘ اسکوربیت پراکسیداز رخ ﳕی دهد. در عوض، فعالیت آنزﱘ هاي پراکسیداز و کاتالاز و نیز سوپراکساید دﲰوتاز ﲢت شرایط خشکی افزایش یافت - جدول 1، ﳕودار - 1 که این نتایج با گزارشات باي و سوئی - 2006 - در مورد تأثﲑ تنش خشکی بر روي فعالیت آنزﱘ هاي آنﱵ اآسیدانت در ذرت و سلینا و ﳘکاران - 2004 - در مورد تأثﲑ تنش خشکی بر روي فعالیت آنزﱘ کاتالاز در گندم مطابقت دارد. ﳘچنﲔ در مطالعه حاضر، گیاه جو پاسخ هاي آنزﱘ هاي آنﱵ اکسیدانﱵ متفاوتی را ﲢت شرایط دﱘ و خشکی از خود بروز داد. به طوري که در آنزﱘ هاي پراکسیداز و سوپراکساید دﲰوتاز، میزان فعالیت آنزﳝی در گیاهان ﲢت تنش خشکی، به طور معﲏ داري از میزان فعالیت این آنزﱘ ها در گیاهان ﲢت تنش دﱘ و آبیاري کامل بیشﱰ بود - جدول 1، ﳕودار 1، شکل . - 1 لذا به نظر می رسد که در گیاه جو، عکس
العمل این گیاه در فعال کردن آنزﱘ هاي آنﱵ اآسیدانت در شرایط آبی، دﱘ و خشکی، متفاوت از یکدیگر می باشد. از طرف دیگر، نتاﳚی که از تغیﲑات فعالیت آیزوزاﱘ هاي ﳐتلف چهار آنزﱘ آنﱵ اآسیدانت،
ﲢت تنش کمبود آب به دست آمد، با نتاﳚی که از داده هاي سنجش فعالیت این آنزﱘ ها به دست آمده بود مطابقت داشت - جدول 1، ﳕودار 1، شکل . - 1 تغیﲑاتی که در ﳓوه بیان و فعالیت آیزوزاﱘ هاي آنزﱘ هاي سوپراکساید دﲰوتاز و پراکسیداز ﲢت تنش کمبود آب مشاهده شد، پیشنهاد می کند که آیزوزاﱘ هاي ﳐتلفی در تنظیم میزان اشکال ﳐتلف اکسیژن فعال سلول هاي گیاه جو، بسته به سطوح ﳐتلف آب خاک - آبی، دﱘ و خشکی - دخالت کرده و فعالیت نشان می دهند . - 9 - از ویژگی هاي مهم این نتایج، اﳒام آزمایش در شرایط طبیعی و مزرعه می باشد که حصول اطمینان از نتایج حاضر را نسبت به اﳒام آزمایش در گلخانه افزایش می دهد.
ﳕودار .1 تغیﲑات پروتئﲔ کل و کلروفیل - بر حسب میلی گرم در یک گرم بافت برگ - ، فعالیت آنزﱘ هاي اسکوربیت پراکسیداز، کاتالاز، پراکسیداز - بر حسب میکرومولار H2 O2 ﲡزیه شده در یک میلی گرم پروتئﲔ و در یک دقیقه - و فعالیت آنزﱘ سوپراکساید دﲰوتاز - بر حسب یونیت در یک میلی گرم پروتئﲔ - ﲢت تنش کمبود آب. در این ﳕودار اعداد مربوطه، میانگﲔ داده هاي حاصل از پنج ژنوتیپ مورد مطالعه می
باشد.
