بخشی از مقاله
چکیده:
به منظور ارزیابی اثر متقابل شوری و متیل جاسمونات بر برخی شاخصهای بیوشیمیایی گیاهچههای گشنیز، پژوهشی به صورت فاکتوریل با سه غلظت کلرید سدیم 6 ds/m - و 3، - 0 و سه غلظت متیل جاسمونات 0/5 mM - و 0/25، - 0 انجام شد. نتایج نشان داد که تنش شوری، فاکتورهایی مانند کارتنوئید، ظرفیت آنتی اکسیدانی و کاتالاز کاهش داد. کاربرد متیل جاسمونات، در غلظت پایینتر با تأثیر قابل توجه روی رنگیزههای فتوسنتزی و ظرفیت آنتی اکسیدانی باعث تخفیف آثار تنش شوری شد. در نتیجه، این هورمون در شرایط تنش شوری با انگیزش پاسخهای آنتیاکسیدانی، از غشا و سایر ماکرومولکولها در برابر آسیبهای اکسیداتیو حفاظت کرده و بدین ترتیب موجب بهبود رشد و فعالیت گیاه میشود.
کلمات کلیدی: گشنیز، متیل جاسمونات، ویژگیهای بیوشیمیایی.
مقدمه:
گشنیز با نام علمی Coriandrum sativum L. گیاهی است علفی و یکساله از خانواده چتریان که میوه و برگ آن حاوی اسانس میباشد .[1] اسانس میوه گشنیز در صنایع دارویی، آرایشی و بهداشتی و روغن میوه آن در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارد. از این گیاه به عنوان هضم کننده غذا، ضد نفخ، اشتهاآور، برطرف کننده دردهای عضلانی و آرامش بخش نیز استفاده میشود .[2] سابقه کشت این گیاه در ایران بسیار طولانی است عمدتاًو اندامهای هوایی آن به صورت تازه برداشت و به بازار مصرف عرضه میگردد و حدود 3000 هکتار از آن نیز به برداشت بذر اختصاص مییابد .[5]
شوری پس از خشکی یکی از مهمترین و گستردهترین مشکلات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که مزارع را غیرحاصلخیز کرده و یکی از معضلات کشاورزی به خصوص در ایران به شمار میرود .[3]
جاسمونیک اسید و متیل استر آن - متیل جاسمونات - ، ترکیبهایی سیکلوپنتانونی - Cyclopentanone compounds - از مشتقات اسید لینولنیک - Linolenic acid - میباشند که از طریق مسیر اکتادکانوئید - Octadecanoid pathway - ساخته میشوند .[6] متیل جاسمونات فرآیندهای فیزیولوژیکی متعددی نظیر جوانهزنی و توسعه دانهالها، توسعه گل، غدهدهی، پیچش تندریل، رشد ریشه، پیری برگ و رسیدن میوه را تحت تأثیر قرار میدهند .[7] علاوه بر این جاسموناتها، با القاء فعالیت آنزیمهای ویژهای واکنشهای بیوسنتزی مربوط به تولید ترکیبهای دفاعی مانند پلیفنلها، آلکالوییدها و ترپنوییدها را کاتالیز میکند؛ نتیجه این فرآیند، القاشدن پاسخهای دفاعی و محافظت گیاه در برابر تنشهای مختلف است .[8] در آزمایشی نشان داده شده است که متیل جاسمونات در شرایط تنش شوری باعث بهبود صفات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و رنگیزههای فتوسنتزی در ریحان شد .[4]
این پژوهش به منظور بررسی تأثیر محلولپاشی با متیل جاسمونات تحت شرایط تنش شوری بر برخی خصوصیات بیوشیمیایی در گشنیز و امکان استفاده از آن جهت تخفیف اثرات تنش شوری انجام گردید.
مواد و روشها:
به منظور بررسی اثر تنش شوری کلرید سدیم و کاربرد متیل جاسمونات روی گیاه گشنیز، آزمایشی در دانشگاه صنعتی اصفهان، به صورت فاکتوریلدر قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل شوری NaCl در سه سطح ds/m - 6 و 3، - 0 و محلولپاشی با متیل جاسمونات در سه سطح 0/5 mM - و 0/25، - 0 بودند. بذور گشنیز در گلدانهای پلاستیکی 20×25 سانتیمتری با مخلوطی از خاک رس، کود دامی پوسیده و ماسه به نسبت 2:1:1 کاشته شدند. تمام گلدانها از کاشت بذر تا مرحله 3-4 برگی شدن بوتهها به صورت یکسان با آب معمولی آبیاری شدند. از این مرحله به بعد تیمارهای شوری به طور روزانه بر روی گیاهان اعمال شد و در پایان هر هفته به منظور جلوگیری از تجمع نمک، گلدانها با آب معمولی آبیاری شدند. محلول پاشی با متیل جاسمونات، یک هفته پس از اعمال تیمار شوری در ابتدای صبح، بر روی بوتههای گشنیز انجام و پس از 7 روزمجدداً تکرار شد. گیاهان پس از حدود یک ماه از اعمال تنش شوری برداشت شدند و صفاتی مانند رنگیزههای فتوسنتزی، ظرفیت آنتی اکسیدانی و آنزیمهای کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز اندازه گیری شد.
سنجش رنگیزههای فتوسنتزی: استخراج و سنجش کلروفیل و کارتنوئید بر اساس روش Lichtenthaler و [9] Wellburn اانجام شد. به این منظور 0/5 گرم از نمونه برگ درون هاون تمیزی با 20 میلیلیتر استون 80 درصد ساییده شد تا سبزینگی بافت برگ در استون حل شود. عصاره حاصل به مدت 10 دقیقه 4000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد، سپس جذب نوری محلول سبز رنگ صاف رویی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر - Shimadzu UV160 - ساخت کشور ژاپن در طول موجهای 663، 645 و 470 نانومتر قرائت شد. در نهایت مقدار کلروفیل a، b ، کل و کارتنوئید برحسب میلیگرم در گرم بافت تر برگ از طریق روابط زیر محاسبه شد.
سنجش ظرفیت آنتیاکسیدانی : ظرفیت آنتیاکسیدانی عصاره برگی از روش خنثیکنندگی رادیکال آزاد 2 - DPPH و 2 دی فنیل -1 پیکریل هیدرازیل - تعیین شد - . - Pang et al., 2007 برای این منظور به 1 میلیلیتر از عصاره گیاهی 2 میلیلیتر محلول متانولی 0/15 DPPH میلی مولار اضافه شد. نمونهها به مدت 30 دقیقه در تاریکی قرار داده شدند، سپس جذب نمونه گیاهی و شاهد 2 - میلیلیتر 1 + DPPH میلیلیتر متانول - در طول موج 517 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر - Shimadzu UV160 اندازهگیری و به صورت درصد بازدارندگی DPPH با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد:
سنجش فعالیت آنزیم کاتالاز: بررسی میزان فعالیت آنزیم کاتالاز - CAT - با بررسی کاهش مقدار پراکسید هیدروژن در طول موج 240 نانومتر انجام شد. مخلوط واکنش شامل بافر فسفات 50 میلی مولار - pH=7 - و پراکسید هیدروژن 15 میلی مولار بود. واکنش با افزودن 100 میکرولیتر عصاره آنزیمی در حجم نهایی 3 میلی لیتر آغاز شد. تغییرات جذب در 240 نانومتر به مدت 3 دقیقه ثبت شد. سپس فعالیت آنزیم به صورت PRO/J - : PLQ محاسبه شد .[10]
سنجش فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز: برای سنجش فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز - APX - ، مخلوط واکنش شامل بافر فسفات 250 میلی مولار - - pH= 7، آب اکسیژنه 1/2 میلی مولار، اسید آسکوربیک 0/5 میلی مولار و 0/1 EDTA میلی مولار بود. با اضافه کردن آب اکسیژنه به مخلوط واکنش فعالیت آنزیمی شروع شد. کاهش جذب نور به علت پراکسیداسیون اسید آسکوربیک در طول موج 290 نانومتر به مدت 2 دقیقه با دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت شد .[10]
آنالیز آماری: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی با 3 تکرار انجام شد و دادههای حاصل از آزمایش با کمک نرم افزار SAS آنالیز و مقایسه میانگینها توسط آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت.
نتایج و بحث:
محتوای کلروفیل و کارتنوئید: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که شوری اثر معنی داری در سطح % 1 بر کارتنوئید داشت. متیل جاسمونات و برهمکنش شوری و متیل جاسمونات نیز اثر معنی داری در سطح % 1 بر کلروفیل b، کلروفیل کل و کارتنوئید داشت. اثر هیچ کدام از تیمارها بر کلروفیل a معنیدار نشد - جدول . - 1 مقایسه میانگینها نشان داد تیمار متیل جاسمونات باعث افزایش معنی داری بر کلروفیل b شد؛ به طوری که بیشترین میزان کلروفیل b در غلظت 0/25 mM متیل جاسمونات - 7/63 mg/g FW - مشاهده شد که سبب افزایش 7/16 درصدی نسبت به تیمار شاهد - 7/12 mg/g FW - شد. بر همکنش شوری و متیل جاسمونات نیز نشان داد که بیشترین غلظت کلروفیل b در تمام سطوح شوری در غلظت 0/25 mM متیل جاسمونات مشاهده شد - جدول . - 2
مقایسه میانگینها نشان داد که شوری باعث کاهش معنیداری در غلظت کارتنوئیدها میشود به طوری که در تیمار شوری - 1/15 mg/g FW - 6 ds/m موجب کاهش % 2/6 در میزان کارتنوئید نسبت به شاهد - 1/12 mg/g FW - شد. کاربرد 0/25 mM متیل جاسمونات - 1/25 mg/g FW - موجب افزایش % 10/61 غلظت کارتنوئیدها نسبت به شاهد - 1/13 mg/g FW - شد. بر همکنش شوری و متیل جاسمونات نشان داد که بیشترین میزان کارتنوئید در تمام سطوح شوری در غلظت 0/25 mM متیل جاسمونات به دست آمد - جدول . - 2
افزایش جذب نمک و سمیت یونی، موجب ایجاد اختلال در کارکرد سلولی و آسیب رساندن به فرآیندهای فیزیولوژیک، از قبیل فتوسنتز و تنفس سلولی میشود .[11] نتایج متناقضی از پژوهشهای محققین، در خصوص افزایش یا کاهش محتوای کلروفیل در شرایط تنش شوری به دست آمده است. در پژوهشی روی یولاف مشخص شد که شوری سبب کاهش میزان کلروفیل برگ شد .[12] در صورتی که [13] Han and lee افزایش میزان کلروفیل در کاهو را با افزایش غلظت شوری گزارش کردند. در پژوهش حاضر نیز شوری بر روی میزان کلروفیل تأثیری نداشت، اما باعث کاهش میزان کارتنوئیدها شد. کاهش محتوای رنگیزههای فتوسنتزی در شرایط تنش شوری، به دلیل افزایش رادیکالهای آزاد اکسیژن و آسیب به غشا کلروپلاست میباشد .[14] از طرف دیگر کاهش محتوای کلروفیل ممکن است در اثر افزایش فعالیت آنزیم کلروفیلاز و یا اثر مستقیم سمیت یونی ناشی از غلظت بالای سدیم نیز باشد .[15]
