بخشی از مقاله
چكیده
در پژوهش حاضر تاثیر سیلیکون 3 - میلی موالر - بر گیاهچههای 05 روزه ريحان تحت تنش شوری 5 - ، 05، 155، 105، 255 میلی موالر كلريد سديم - مورد مطالعه قرار گرفت. آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كامال" تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتايج نشان داد كه استرس شوری باعث كاهش معنی داری در میزان رنگیزههای فتوسنتزی - كلروفیل b و a، كلروفیل كل و كاروتنوئیدها - می شود، در صورتی كه تیمار با غلظت 3 میلی موالر سیلیکون میزان رنگیزههای فتوسنتزی را به گونهای معنی دار تحت تنش شوری افزايش داد. محتوی آب كل گیاهچههای ريحان طی تنش شوری 105 - ، 255 میلی موالر - كاهش معنی داری داشت، در حالی كه تیمار با سیلیکون باعث افزايش معنیدار اين پارامتر در غلظتهای مذكور از كلريد سديم شد. همچنین نتايج نشان داد كه تنش شوری باعث افزايش معنیدار شدت پراكسیداسیون لیپیدی در گیاهچه های ريحان می شود، در صورتی كه تیمار با غلظت 3 میلی موالر سیلیکون از شدت آن به نحو معنیداری كاست. از نتايج بدست آمده می توان نتیجه گیری كرد تیمار با سیلیکون 3 - میلی موالر - میتواند میزان تحمل گیاهچههای ريحان را به تنش شوری افزايش دهد.
واژه هاي كلیدي : ريحان، سیلیکون، محتوای آب كل، رنگیزه های فتوسنتزی، پراكسیداسیون لیپیدی
مقدمه
شوری يکی از گسترده ترين پديده های در حال پیشرفت محیطی خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک جهان به شمار می ايد . - 1 - بیش از 11 میلیون هکتار منطقه زراعی در ايران وجود دارد كه 1 میلیون هکتار آن آبیاری می شوند . از اين مقدار 1/7 میلیون هکتار - %35 - تحت تاثیر شوری قرار دارند - . - 2 دخالت انسان به خاطر سوء مديريت در استفاده از آب و خاک سبب انباشته شدن غلظت های بااليی از يون های سديم و كلر می گردد كه از میزان رشد و محصولدهی گیاهان زراعی به شدت می كاهد - . - 3 با توجه به اين كه مناطق شور با سرعت %15 در حال گسترش هستند و شوری مساله حیاتی است پس الزم است تا از مشکل شوری به صورت بهینه جهت مصارف كشاورزی استفاده شود افزايش درک ما از اثرات شوری در گیاهان ممکن است سبب كاهش خسارات ناشی از شوری گردد . - 0 - يکی از روشهای مورد استفاده برای مقابله با اثرات زيانبار شوری استفاده از سیلیکون می باشد. در پژوهشی كه در آن گیاهان گوجه فرنگی در شرايط شوری 85 - میلی موالر - و 2/0 موالر سیلیکون قرار گرفته بودند در گیاهان تیمار شده با سیلیکون و شوری در مقايسه با گیاهان تیمار شده با شوری تنها، محتوی آب كل افزايش %05 نشان داد . ظاهرا سیلیکون باعث ذخیره آب در بافتهای گیاهی شده و اجازه سرعت رشد باالتر را به گیاه در شرايط شوری می دهد . - 0 - آزمايش انجام شده روی يک رقم لوبیای معمولی در شرايط شوری 35و15 میلی موالر و سیلیکون 1 - میلی موالر - و ارزيابی معیارهای فیزيولوژيک همچون وزن خشک، محتوای كلروفیل كل، همچنین تبادالت گازی، هدايت روزنه ای و فتوسنتز خالص حاكی از اين بود كه اثرات شوری توسط استفاده از سیلیکون از سمیت كلريد سديم به طور معنی داری می كاهد . - 1 - در بررسی كه بر روی دو رقم خیار - Jinlu4 and Jinyan4 - صورت گرفت نشان داد كه مقدار پراكسیداسیون لیپیدی در شرايط شوری 85 - میلی موالر - در هر دو رقم افزايش می يابد ولی كاربرد سیلیکون 1/0 - میلی موالر - باعث كاهش پراكسیداسیون لیپیدی می شود . - 7 - در پژوهش حاضر تاثیر سیلیکون بر محتوای آب كل و رنگیزه های فتوسنتزی و پراكسیداسیون لیپیدی گیاه ريحان تحت درجات مختلف شوری مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روشها
بذرهای گیاه ريحان - Ocimum basilicum L. - از شركت پاكان بذر اصفهان تهیه شد. بذرها پس از استريل شدن در گلدان پالستیکی به قطر 35 سانتی متر و در مخلوطی از پرلیت و شن و ماسه در گلخانه تحقیقات كشاورزی دانشگاه شهركرد كاشته شدند. گیاهچه های 05 روزه ی ريحان تحت تیمار كلريد سديم و سیلیکون به تنهايی و نیز تركیبی از هر دو قرار گرفتند. غلظتهای اعمال شده عبارت بودند از: كلريد سديم درپنج سطح 5، 05 ،155، 105، 255 میلی موالر، و سیلیکون در سطح 5، 3 میلی موالر.
سنجش محتواي آب كل گیاهچه
محتوی آب كل گیاهچه های 05 روزه ريحان با استفاده از فرمول زير محاسبه شد:
سنجش رنگیزه هاي فتوسنتزي
تخمین غلظت رنگیزه های فتوسنتزی بر طبق روش لیچنتالر - Lichtenthaler, 1969 - انجام شد. سپس جذب محلول به دست آمده در طول موج های 100، 113، 075 نانومتر خوانده شد. میزان رنگیزه ها بر اساس فرمولهای زير دست می ايد.
بررسی پر اكسیداسیون لیپیدي
برای سنجش پر اكسیداسیون لیپیدی غشاء ها و میزان تولید مالون دالدئید و ساير الدئیدها از روش - Heath and - Packer,1968 استفاده شد.
:A میزان جذب ؛ :ε ضريب خاموشی مالون دی الدئید - موالر - در 032 نانومتر - 100 mM-1 cm-1 - ؛ :V حجم نمونه - لیتر - :FW وزن بافت تازه گیاه در نمونه - گرم - ؛ :d عرض كووت - سانتی متر -
آزمايشات به صورت فاكتوريل در قالب طرح كامال" تصادفی با سه تکرار انجام شد. آنالیز داده ها با نرم افزار SAS و MSTATC صورت گرفت.
نتايج و بحث
با افزايش سطح شوری در محیط رشد، از شدت فتوسنتز كاسته می گردد كه می تواند در اثر هدايت روزنه ای كمتر، حذف مراحل متابولیکی خاص در تثبیت كربن، ممانعت ظرفیت فتوسنتزی، عدم شکل گیری كامل صحیح كلروپالست ها و عدم ثبات كمپلکسهای پروتئینی رنگدانه ای ، به هم ريختن ساختمان كلروفیل و تغییر در تعداد و ترتیب كاروتنوئیدها باشند . - 8 - در پژوهش حاضر جدول تجزيه واريانس داده ها نشان داد سطوح شوری بکار برده شده 5 - ، 05، 155، 105، 255 میلی موالر - بر محتوای رنگیزه های فتوسنتزی - كلروفیل a ، كلروفیل b، كلروفیل كل، كاروتنوئیدها - تاثیر معنی دار داشته است - جدول . - 1 به طوری كه برگها زرد و نکروزه شده و با ادامه روند شوری از گیاه جدا شدند. با توجه به جدول مقايسه میانگین ها بیشترين میزان اين كاهش در سطح شوری 255 میلی موالر و كمترين میزان كاهش در سطح شوری 05 میلی موالر مشاهده شد - جدول . - 2 اختالل در فرايندهای فتوسنتزی تحت تنش شوری باعث كاهش بیوماس در گیاهان می شود . - 9 - تحت تنش شوری، Na+ در اندامهايی گیاه مجتمع می شود در حالی كه غلظت پتاسیم، كلسیم و منیزيوم كاهش می يابد در نتیجه فتوسنتز نیز كاهش می يابد. در ساختمان مولکولی كلروفیل اتم منیزيوم نقش مهمی دارد ممکن است كمبود منیزيوم در تیمار شوری سبب مقدار پايین كلروفیل باشد . - 15 - نتايج جدول تجزيه واريانس و جدول مقايسات میانگین نشان داد كه میزان رنگیزه های فتوسنتزی در گیاهان تیمار شده با سیلیکون 3 میلی موالر به طور معنی داری افزايش می يابد، كه اين نتايج در توافق با فرضیاتی است كه بیانگر اثر سیلیکون بر روی فرا ساختار برگی، محتوای كلروفیل و فعالیت ريبولوز بیس فسفات كربوكسیالز است.
موقعیت آبی گیاه يکی از موارد مهمی می باشد كه در تنش شوری تحت تاثیر قرار گرفته لذا در تعیین پاسخ گیاه به تنش مورد بررسی قرار می گیرد. در بررسی حاضر سطوح شوری 5 - ، 05، 155، 105، 255 میلی موالر - به كار برده شده بر محتوی آب كل تاثیر معنی داری داشت - جدول . - 1 با توجه به جدول مقايسات میانگین می توان دريافت محتوی آب كل گیاهچه ها ی ريحان تحت 5، 05، 155 میلی موالر كلريد سديم اگرچه كاهش يافته است اما تفاوت معنی داری وجود ندارد. اما میزان اين پارامتر در سطوح 105 و255 میلی موالر به طور معنی داری كاهش يافت - جدول. - 2 كاهش در محتوای آب كل می تواند به علت كاهش در دسترسی به آب در شرايط تنش و يا كاهش سطح جذب از سیستم های ريشه ای باشد كه آب از دست رفته در تعرق جبران نمی گردد . - 11 - محتوای آب كل در سطوح شوری 5،05، 155 میلی موالر همراه با سیلیکون افزايش يافت اگرچه اين تفاوت معنی دار نبود. اما در سطوح شوری 155، 105 میلی موالر اين افزايش معنی دار شد. سیلیکون با كاهش تعريق كوتیکولی در گیاه باعث بهبود موقعیت آبی گیاه از يک طرف و كاهش اثرات ناشی از شوری از طرف ديگر می شود . - 12 - تولید اكسیژن راديکالی در سلول باعث ايجاد پراكسیداسیون لیپیدهای غشايی و ايجاد تركیباتی مانند مالون دآلدئید، پروپانال، بوتانال و... می شود. افزايش مقدار پراكسیداسیون لیپیدها به عنوان شاخص افزايش تنش اكسیداتیو می باشد . - 13 - در پژوهش حاضر با توجه به جدول تجزيه واريانس سطوح شوری بکار برده شده 5 - ، 05، 155، 105 ، 255 میلی موالر - بر محتوای مالون دآلدئید تاثیر معنی دار داشت - جدول . - 1 باتوجه به جدول 2 با افزايش سطوح شوری میزان مالون دالدئید و ساير الدئیدها در بخشهای هوايی گیاه افزايش يافت كه نشان دهنده وقوع تنش اكسیداتیو و همچنین شدت تنش اعمال شده در گیاه می باشد. نتايج حاصل از پراكسیداسیون لیپیدی شامل از دست دادن اسیدهای چرب اشباع، كاهش سیالیت و پتانسیل غشا لیپیدی، تغییر در نفوذپذيری غشا سلولی، تاثیر بر آنزيمهای غشايی و رها سازی مواد داخل سلولی می باشد . - 10 - نتايج جدول تجزيه واريانس و جدول مقايسات میانگین نشان داد كه میزان اين پارامتر در گیاهان تیمار شده با سیلیکون 3 میلی موالر به طور معنی داری كاهش می يابد. اين نتايج در توافق با فرضیاتی است كه سیلیکون پراكسیداسیون لیپیدی را از طريق افزايش فعالیت آنزيمهای آنتی اكسیدانت و آنتی اكسیدانتهای غیر آنزيمی، در گیاهان تیمار شده با شوری كاهش می دهد . - 7 - به نظر می رسد سیلیکون با تاثیر بازدارندگی بر پراكسیداسیون لیپیدی از ساختمان غشاها محافظت نموده - اعم از غشائ پالسمايی يا غشاهای تیالكوئیدی - و از تخريب آنها در اثر انواع اكسیژن فعال ممانعت می نمايد . - 10 - وجود سیلیکون در گیاهان باعث كاهش بسیاری از استرسهای محیطی و زيستی شده است. نقش حفاظتی آن هنوز به طور كامل روشن نیست ولی تصور بر آن است كه مکانیسم های فیزيکی و شیمیايی هر دو در اين امر دخیل می باشند. به عنوان
