بخشی از مقاله
تاثیر اشعه ماوراء بنفش بر روي عملکرد گیاهان زراعی
تخریب لایه اوزون استراتوسفر باعث افزایش تابش اشعه ماوراءبنفش در لایه تروپوسفر می شود. اشعه ماوراء بنفش حدود 8 تا 9 درصد طیف خورشید را شامل می شود. پروتئین ها نسبت به UV به خصوص UVB جذب بالایی دارند و این بدلیل جذب این اشعه توسط آمینو اسیدهاي حلقوي مثل فنیل آلانین، تریپتوفان، تیروزین، هیستیدین، سیستئین و سیستین می باشد بنابراین پروتئینها یکی از محلهاي هدف مستقیم UV می باشند. علاوه بر ترکیبات پروتئینی اسکلت سلولی گیاهان نیز ممکن است هدف اشعه UV قرار بگیرند. رادیکالهاي آزاد تولید شده تحت تیمار UV براي پروتئینها خطرناك بوده و باعث تخریب آنها می شود. کاهش پروتئینها در گیاهان زراعی اهمیت فراوانی دارد زیرا ارزش تغذیه اي این گیاهان را تحت تاثیر قرار می دهد.
واژه هاي کلیدي: تاثیر، ماوراء بنفش، گیاهان زراعی
مقدمه:
تخریب لایه اوزون استراتوسفر باعث افزایش تابش اشعه ماوراءبنفش در لایه تروپوسفر می شود (Hoffman et al., .2000) گیاهان نیز مانند سایر موجودات زنده تحت تأثیر این اشعه قرار می گیرند، و هر گونه گیاهی پاسخی متفاوت به این اشعه می دهد. اثرات مضر این اشعه برگیاهان شامل کاهش فرایند فتوسنتز، تجزیه پروتئینها و اسیدهاي نوکلئیک تنش اکسیداتیو و کاهش مقدار رنگیزه هاي فتوسنتزي می باشد .(Allen et al., 1998) گیاهان در مقابل تابش این اشعه مکانیزمهاي دفاعی از خود بروز می دهند که شامل تجمع رنگیزه هاي جذب کننده طیف نوري در ناحیه ماوراءبنفش مانند آنتوسیانین ها، فلاوونوئیدها و سایر ترکیبات جذب کنندهUV می باشد .(Allen et al., 1998) تشکیل ترکیبات فنیل پروپانوئیدي مانند مشتقات هیدروکسی سینامیک اسید و فلاوونوئیدها باعث جذب اشعه ماوراءبنفش می شود .(Hoque and Remus, 1999
تاثیر اشعه ماوراء بنفش بر روي آنزیم روبیسکو:
روبیسکو (Rubisco) یکی از آنزیمهاي اساسی در تثبیت Co2 در گیاهان C3 است، و تقریبا 50 درصد پروتئینهاي محلول گیاهان را تشکیل می دهد . با افزایش میزان UVB میزان فعالیت آن کاهش می یابد. کاهش روبیسکو یک پدیده عمومی در تخریب پروتئینها محسوب می شود زیرا داراي اسید آمینه تریپتوفان است و جذب UV توسط این اسید آمینه منجر به اکسیداسیون آن می گردد.
رابطه بین فلاوونوئیدها و اشعه ماوراء بنفش:
گزارش شده است که فلاوونوئیدها داراي نقش آنتی اکسیدانی بوده و باعث سمیت زدائی گونه هاي اکسیژن فعال می شود.Inze and) (Montagu, 2002 لوئیس و بوچانان (Lois and Buchanans, 1994) گزارش نمودند که فلاوونوئیدها در پاسخ به تابش اشعه ماوراءبنفش سریعاً افزایش یافته و به مقدار زیاد در لایه اپیدرمی تجمع می یابند .آنها با استفاده از موتانهایی که قدرت ساختن این ترکیبات را ندارند اهمیت فلاوونوئیدها را در مقاومت گیاهان نسبت به تابش این اشعه نشان دادند. تجمع فلاوونوئیدها در کشت سلول و بافت گیاه جعفري و سویا در ارتباط با فعال شدن آنزیم چالکون سنتتاز تحت تأثیر UV-B گزارش شده است .(Wellman, 1971) بنابراین اگر فلاوونوئیدها بعنوان رنگیزه هاي حفاظتی با جذب اشعه ماوراءبنفش از سلولهاي فتوسنتزي حمایت کنند انتظار می رود که با افزایش مقدار فلاوونوئیدها، پیگمانهاي فتوسنتزي در مقدار طبیعی خود باقی بمانند. ولی علی رغم این موضوع در اکثر تحقیقات گزارش شده است که در گیاهان تیمارشده با اشعه ماوراءبنفش با وجود افزایش مقدار فلاوونوئیدها مقدار رنگیزه هاي فتوسنتزي نیز کاهش یافته است.Gould et al.,) (2000
رابطه بین آنتوسیانین ها و اشعه ماوراء بنفش:
در بیشتر گیاهان گزارش شده است که آنتوسیانینها تحت تأثیر تابش پرتوهاي ماوراءبنفش در برگهاي بالغ و مسن افزایش می یابد. تحقیقات نشان داده است که آنتوسیانینها در اپیدرم برگهاي بالغ اثرات مضرUV-C و UV-B را می کاهد .(Woodall and Stewart 1998) گزارشاتی وجود دارد که که آنتوسیانینها در آخرین نقطه مسیر بیوسنتزي فلاوونوئیدها ساخته می شوند. همچنین حداقل سه گیرنده نوري در تنظیم بیوسنتز آنتوسیانینها دخالت دارد که شامل فیتوکروم،گیرنده نور آبی و UV-B می باشند. در مورد نقش آنتوسیانینها در برگ چند فرضیه وجود دارد که عبارتند از: -1 تغییر مقدار و کیفیت نور به دام افتاده -2 مقابله با اثرات مخرب - 3 UV-B جاروکردن رادیکالهاي اکسیژن در شرایط تنشهاي محیطی. بنابراین تشکیل آنتوسیانینها بعنوان یک مکانیسم دفاعی در گیاه بر علیه تابش اشعه ماوراءبنفش می باشد(.(Woodall and Stewart 1998 در تحقیقی مقدار آنتوسیانینها در پاسخ به تابش UV-B و UV-C افزایش نشان داد که این افزایش تنها در تیمار UV-C در مقایسه با کنترل معنی دار بود (انتشاري و همکاران، .(1384
مواد و روش ها:
مقاله حاضر یک مقاله مروري می باشد که پس از جستجو در مقالات ISI، Scopus و از پایگاه اطلاع رسانی جهاد دانشگاهی SID و MAGIRAN نیز استفاده هاي فراوان شده است. جستجوي کتابخانه اي براي جمع آوري گزارشات از کتب خلاصه مقالات کنگره ها نیز انجام شد. سعی شده است تمامی مقالات و خلاصه مقالات معتبر داخلی و خارجی مرتبط مرور شود.
