بخشی از مقاله
چکیده
پژوهش حاضر بهمنظور بررسی تأثیر تنش لرزشی بر تغییرات میزان رنگیزههای فتوسنتزی حسنیوسف به-صورت گلدانی و بر اساس فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار، در سه زمان صفر - شاهد - ، پنج و ده دقیقه و فرکانس پنج، 10 و 12/5 مگاهرتز انجام گرفت. نتایج نشان داد که اثر مدت و شدت تنش مکانیکی بر رنگیزههای فتوسنتزی در سطح یک درصد معنیدار شد. با افزایش مدت و شدت اعمال تنش، میزان رنگیزههای فتوسنتزی افزایش معنیداری نسبت به گیاهان شاهد نشان داد و بیشترین مقدار آن در گیاهانی که بهمدت 10دقیقه و با فرکانس 12/5 مگاهرتز تحت تنش بودند، مشاهده شد.
کلمات کلیدی: تنش مکانیکی، حسنیوسف، کلروفیل، کارتنوئید
.1 مقدمه
گیاه زینتی حسنیوسف - Coleus blumei Benth. - از خانواده نعناع Laminaceae، گیاهی علفی، پررشد، دارای برگهای زینتی رنگی که با زیبایی و تنوع ویژهاش، آن را از هر گیاه دیگری متمایز میسازد .>2@ ساقهی گیاهان این جنس در برش سطح مقطع به شکل چهارگوش، برگها متقابل با طول 2/5 تا 10 سانتیمتر، مضرس، دمبرگدار یا بدون دمبرگ است >.8@از این گیاه عمدتاً بهصورت گلدانی و آپارتمانی استفاده میشود.
تولید گیاهان آپارتمانی کوتاه و پرپشت در گلدان دارای ارزش تجاری میباشد. لذا محققین به دنبال راههای مختلف کاهش ارتفاع گیاهان هستند؛ از جمله این روشها استفاده از مواد شیمیایی است؛ اما از آنجا که استعمال مواد شیمیایی با هدف کاهش ارتفاع در گیاهان علاوه بر بار اقتصادی مضاعف برای تولیدکنندگان بخش گیاهان زینتی ، باعث آلودگی محیط زیست و تهدید سلامت کارکنان میشود، استفاده از روشهایی دیگر که علاوه بر تولید گیاهان پاکوتاه مضرات استفاده از مواد شیمیایی را نیز نداشته باشد مورد توجه محققین قرار گرفته است. از جمله این روشها، استفاده از تنشهای مکانیکی مانند تنشهای لمسی، تکانی، لرزشی و... جهت کاهش ارتفاع و پرپشت کردن گیاهان گلدانی است. اختلالات مکانیکی یا تنش مکانیکی باعث پاسخهای مورفولوژیکی متفاوتی در گونههای گیاهی میشود. فنوتیپ خاص ایجاد شده توسط این گونه از تنشها باعث کوتاه شدن و کمپکت شدن بیشتر گیاهان نسبت به گیاهانی است که تنش مکانیکی ندیدهاند. این تأثیر بر روی ارتفاع میتواند باعث یکدست شدن گیاهان بارده شود .>5@
کلروپلاستها حاوی رنگدانه کلروفیل و مقادیر زیادی از کاروتنها و زانتوفیلها میباشند کاروتنوئیدها گروهی از رنگدانه-های نارنجی و زرد هستند که محلول در چربی بوده و در غشاء تیلاکوئیدهای کلروپلاست یافت میشوند. وظیفه این رنگدانهها جمعآوری انرژی و محافظت نوری از مولکول کلروفیل میباشد .>1@ کلروفیل رنگیزه سبز گیاهان است و در فتوسنتز نقش اساسی ایفا میکند. ساختمان کلروفیل، حلقوی تتراپیرولی مشتق از پروپیونیک اسید بوده و دارای یک بخش مرکزی حاوی منیزیم میباشد .>4@ تنشهای محیطی باعث تغییر در محتوای کلروفیلی و رنگدانههای گیاهی میشود، به-عنوانمثال در گیاه آهار تحت تنش شوری با افزایش در میزان کلریدسدیم محتوای کلروفیلی کاهش یافت .>3@ این پژوهش بهمنظور بررسی تأثیر تنش مکانیکی از نوع لرزشی بر محتوای کلروفیلی و کارتنوئید گل حسنیوسف انجام گرفت.
.2 مواد و روشها
این پژوهش بر روی گیاه حسنیوسف در طی بهار سال 1396 در گلخانهی پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان با میانگین دمای روزانه گلخانه 22-28 درجه سانتی گراد، رطوبت 60-70 درصد و نور 600 میکرومول بر متر مربع در ثانیه انجام گرفت. در این پژوهش ابتدا گیاه مورد نظر از طریق قلمه از گیاه مادری تکثیر، سپس قلمههای دارای 2-3 جوانه و دارای 2 برگ بهطور مستقیم در گلدانهای حاوی یک قسمت خاک، یک قسمت ماسه و یک قسمت کود حیوانی پوسیده کشت شدند. پس از ریشهدار شدن و استقرار گیاه در خاک که حدود یک هفته طول کشید، اعمال تیمارها روزی یکبار - صبح بعد از طلوع خورشید - شروع شد. پس از استقرار کامل گیاهان، تنش لرزشی توسط دستگاه لرزاننده موجود در گلخانه دانشکده بر روی گیاهان اعمال شد. برای شبیهسازی ارتعاشات بر روی گلها، دستگاه شبیهساز ارتعاشات در شرایط آزمایشگاه طراحی و ساخته شد. شکل1، شماتیک و تصویر این دستگاه را در حال انجام کار نشان میدهد.
آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمار مدت زمان اعمال تنش در سه زمان صفر - شاهد - ، پنج و 10 دقیقه و تیمار شدت اعمال تنش در سه سطح 7/5 ، 10 و 12/5 مگاهرتز بر روی گیاهان اعمال شد. پس از استقرار کامل گیاهان تیمارها بهمدت چهار هفته اعمال شد. برای سنجش میزان کلروفیل و کاروتنوئید از روش لیختنهالر - 1987 - استفاده شد .>7@ ابتدا 0/1 برگ توزین شد. برگ را در هاون چینی با ازت مایع خرد و با 10 میلیلیتر استون خالص مخلوط کرده و عصاره بهدست آمده در فالکون 15 میلیلیتری ریخته شد و بهمدت 15 دقیقه در دور 4000 سانتریفوژ1 گردید. سپس با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومترٍ جذب محلول در طول موجهای 470، 662 و 645 نانومتر اندازهگیری شد. استون بهعنوان محلول شاهد برای تنظیم صفر جذب نوری اسپکتروفتومتر استفاده شد. در نهایت میزان کلروفیل - Chla - a، کلروفیل - Chlb - b، کلروفیل کل - Chla+b - و کارتنوئید - Car - برحسب میلیگرم در گرم برگ تازه بهترتیب از طریق روابط زیر محاسبه شدند:
.3مواد و روشها
نتایج تجزیه واریانس دادهها - جدول - 1 نشان داد که اثر مدت و شدت تنش مکانیکی و همچنین اثر متقابل آنها بر میزان کلروفیل a، کلروفیل کل و کارتنوئید در سطح یک درصد معنیدار شد و در مورد میزان کلروفیل b، اثر اصلی شدت تنش و اثر متقابل مدت و شدت تنش در سطح یک درصد معنیدار شد اما اثر اصلی مدت زمان اعمال تنش معنیدار نشد. مقایسه میانگینها - جدول - 2 نشان داد که با افزایش مدت و شدت تنش میزان رنگیزههای فتوسنتزی افزایش یافت و بیشترین مقدار آنها در گیاهانی که بهمدت 10 دقیقه و با فرکانس 12/5 مگاهرتز تحت تنش بودند، مشاهده شد. با افزایش مدت تنش، در میزان تمام رنگیزهها افزایش معنیداری مشاهده شد اما با افزایش شدت تنش، تنها میزان کارتنوئید افزایش معنیدار نسبت به شاهد نشان داد. میزان کلروفیل a، کاهش معنیداری نسبت به گیاهان شاهد نشان نداد، اما میزان کلروفیل b و کلروفیل کل نسبت به شاهد کاهش معنیداری داشت. لاتیمر و میشل - 1988 - هم نتایج مشابهی را از افزایش محتوای کلروفیل برگ دانهالهای بادمجانٌ در اثر تنش تکانی گزارش دادند .>6@گراهام و همکاران - 2017 - نیز نشان دادند که تنش مکانیکی بر روی فلفلٍ باعث افزایش نسبی سطح کلروفیل برگ شد .>5@
جدول .1 تجزیه واریانس - میانگین مربعات - اثر شدت و مدت تنش مکانیکی بر میزان رنگدانههای فتوسنتزی در حسنیوسف.
