بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تاثیر غلظت هاي مختلف اسپرمیدین و اسپرمین بر عملکرد کوانتومی وکلروفیل کل در گیاه همیشه بهار تحت تنش شوري، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. فاکتور اول شامل سه سطح شوري 1، 5 و 7 دسی زیمنس بر متر و فاکتور دوم شامل محلول پاشی برگی اسپرمین 0/5 - و 1 میلی مولار - و اسپرمیدین 0/5 - و 1 میلی مولار - به همراه شاهد بود.
نتایج نشان داد کاربرد پلی آمین هاي اسپرمین و اسپرمیدین مقدار کلروفیل کل و عملکرد کوانتومی گیاه همیشه بهار تحت تنش شوري را افزایش دادند. بیشترین مقدار کلروفیل کل در تیمار 1 میلی مولار اسپرمین و اسپرمیدین تحت کم ترین سطح شوري دیده شد. تیمار 0/5 میلی مولار اسپرمیدین تحت کمترین سطح شوري، عملکرد کوانتومی را نسبت به سایر تیمارها بیشتر افزایش داد.
مقدمه
شوري خاك یکی از محدودیت هاي اصلی، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک بوده که رشد گیاه و تولید محصولات کشاورزي وابسته به آبیاري را محدود می کند. مشکل شوري به دلیل آبیاري کنترل نشده با سیستم زهکشی ضعیف شدت یافته است. پلی آمین ها گروه هاي نیتروژنی آلفاتیک هستند و داراي وزن مولکولی پایین می باشند.
کاربرد خارجی پلی آمین ها کاهش بازده فتوسنتزي ناشی از تنش شوري را در اکثر گیاهان را تا حدي بهبود می بخشد، اما این اثر به شدت تحت تاثیر سطوح تنش ، غلظت و نوع پلی آمین می باشد.گزارش شده است که کارایی فتویستم II و عملکرد کوانتومی با محلول پاشی اسپرمین بر گیاه خیار تحت تنش شوري افزایش یافت
گیاه همیشه بهار - Calendula officinalas L - متعلق به خانواده گل مرکبان یکی از مهمترین گیاهان زینتی است که در فضاي آزاد به عنوان یک گیاه مقاوم به سرما پرورش داده می شود. در محوطه سازي نیز این گیاه کاربرد دارد. از طرفی به دلیل داشتن اسید اولئانولیک و سایر ترکیبات از نظر دارویی هم مورد توجه قرار گرفته است
ازآنجایی که اطلاعات کمی در مورد کاربرد پلی آمین ها بر گیاه همیشه بهار تحت تنش شوري وجود دارد. بنابراین لازم است جزییات بیشتري با چگونگی پاسخ گیاه همیشه بهار در پاسخ و سازگاري به شرایط مشابه یافت شود. در این آزمایش صفاتی چون عملکرد کوانتومی و مقدار کلروفیل کل گیاه همیشه بهار مورد بررسی قرار گرفتند.
مواد و روشها
در این آزمایش، ابتدا بذرهاي گیاه همیشه بهار با سدیم هیپوکلریت 0/1 درصد ضدعفونی، سپس با آب مقطر شسته شدند. این بذرها در گلدان هاي حاوي کوکوپیت پرلایت کاشته شدند و زمانی که به مرحله 4 برگی رسیدند به محیط کشت اصلی که حاوي 2/5 کیلوگرم خاك لومی شنی 2 - قسمت ماسه1 + قسمت شن1 + قسمت خاکبرگ - با Ec=1 ds/m بود، منتقل شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در 4 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزي دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد.
فاکتور اول شامل سه سطح شوري ناشی از کلرید سدیم 1 - ، 5، و 9 دسی زیمنس بر متر هدایت اکتریکی عصاره 1:1 خاك - و فاکتور دوم شامل محلول پاشی پلی آمین هاي اسپرمیدین و اسپرمین در غلظت هاي 0/5و 1 میلی مولار به همراه شاهد بود. براي اندازه گیري پارامترهاي فلورسانس کلروفیل یک برگ توسط فویل آلومینیومی به مدت 30 دقیقه پوشانده و به تاریکی عادت داده شد. سپس سنسور دستگاه - Junior PAM- Germany - را به آن متصل و با روشن نمودن دستگاه نور در طول موج 695 نانومتر از طریق فیبرنوري به برگ تابیده شد. پارامترهاي فلورسانس شامل فلورسانس کمینه - F0 - ، فلورسانس بیشینه - Fm - ، فلورسانس متغییر - Fv - ، عملکرد کوانتومی فتوشیمیایی - Fv/Fm - ، می باشد.
نتابج و بحث
کلروفیل کل: شوري به طوري معنی داري موجب کاهش کلروفیل کل گردید. کاربرد غلظت هاي مختلف دو پلی آمین کاربردي مقدار کلروفیل تحت سطوح مختلف شوري را به طور معنی داري افزایش دادند. در کلیه سطوح شوري تاثیر 1 میلی مولار اسپرمیدین بر افزایش مقدار کلروفیل بارزتر از سایر تیمارهاي کاربردي بود. به طوري که این تیمار مقدار کلروفیل را در کمترین سطح شوري، 5 دسی زیمنس بر متر و بالاترین سطح شوري به تر تیب به میزان 68، 43 و 100 درصد افزایش داد - نمودار. - 1 کاهش مقدار رنگیزه هاي فتوسنتزي در شرایط تنش شوري و خشکی می تواند عمدتا به دلیل تخریب ساختار کلروپلاست و دستگاه فتوسنتزي، فتواکسیداسیون کلروفیل ها، واکنش آنها با اکسیژن یکتایی، تخریب پیش ماده هاي سنتز کلروفیل و جلوگیري از بیوسنتز کلروفیل هاي جدید و فعال شدن آنزیم هاي تجزیه کننده کلروفیل، از جمله کلروفیلاز باشد
بیان شده است که کاربرد غلظت هاي مختلف اسپرمین و اسپرمین از تخریب کلروفیل جلوگیري کرد. با توجه به اینکه گونه هاي فعال اکسیژن مانند H2O2 می توانند موجب تخریب کلروفیل ها شوند. پلی آمین ها می توانند با اتصال به پروتئین کلروپلاست مانع از فعالیت کلروفیلاز و تخریب کلروفیل شوند
نمودار:1 تاثیر کاربرد غلظت هاي مختلف اسپرمیدین و اسپرمین بر کلروفیل کل گیاه همیشه بهار تحت تنش سطوح مختلف شوري. هر ستون بیانگر میانگین ± استاندارد خطا با چهار تکرار. حرف متفاوت بیانگر اختلاف معنی دار بین تیمارها است .
عملکرد کوانتومی
عملکرد کوانتومی با افزایش سطوح شوري کاهش یافت. تاثیر غلظت هاي مختلف اسپرمیدین و اسپرمین بر افزایش مقدار فلروسانس عملکرد کوانتومی معنی دار بود. در کمترین سطح شوري تاثر 0/5 مولار اسپرمیدن بیشتر از سایر تیمارها بود و در سطح 5 دسی زیمنس بر متر و بالاترین سطح شوري 0/5 مولار اثربیشتري بر عملکرد کوانتومی داشت ولی از نظر آماري در شوري 5 دسی زیمنس برمترسایر تیمارها تفاوت معنی داري نداشت و در بالاترین سطح شوري با 0/5 ملی مولار اسپرمین تفاوت نداشت
قبلا گزارش کرده اند شوري منجر به کاهش عملکرد کوا نتومی - FV/FM - می شود به علت اختلال در پذیرنده الکترون فتوسیستم II و از طرف دیگر کاربرد خارجی اسپرمین مقدار FV/FM تحت تنش شوري را افزایش می دهد - Mehta et .al., 2010 - در این آزمایش با توجه به نتایج به دست آمده می توان چنین استنباط نمود که کاهش عملکرد کوانتومی با همان نسبت FV/FMعمدتاً به علت اختلال در ساخت کلروفیل بوده است و کاهش مقدار کلروفیل نیز این موضوع را تایید می کند، زیرا فلورسانس کلروفیل به طور مستقیم به فعالیت کلروفیل در مرکز واکنش فتوسیستم ها ارتباط داشته و می توان از آن به عنوان معیاري براي اندازه گیري کارایی فتوسیستم نام برد. پلی آمین ها از طریق تحریک سنتزATP انرژي سلول را تامین کرده و ظرفیت فتوسنتزي را با افزایش کارایی فتوشیمایی فتوسیستمII در شرایط شوري بهبود می دهند. پلی آمین ها باعث افزایش مرکز واکنش فعال در گیاه خیار شده است
نمودار:2 تاثیر کاربرد غلظت هاي مختلف اسپرمیدین و اسپرمین بر عملکرد کوانتومی گیاه همیشه بهار تحت تنش سطوح مختلف شوري. هر ستون بیانگر میانگین ± استاندارد خطا با چهار تکرار. حرف متفاوت بیانگر اختلاف معنی دار بین تیمارها است
نتیجه گیري کلی
نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزایش سطوح شوري مقدار کلروفیل و عملکرد کوانتومی گیاه همیشه بهار کاهش یافت و کاربرد پلی آمین ها در بهبود این صفات، تحت شرایط تنش موثر واقع گردید. این مواد می توانند کارایی فتوسنتز را با افزایش شاخص هاي فلورسانس کلروفیل همچون عملکرد کوانتومی افزایش دهند. به نظر می رسد این دو پلی آمین توانایی کاهش برخی اثرات ناشی از تنش هاي شوري را دارا می باشد. اگرچه تعیین غلظت بهیبنه و بررسی نقش آن در دیگر گیاهان نیاز به بررسی هاي بیشتر دارد.
