بخشی از مقاله
چکیده پژوهشها نشان میدهد که میدانهاي الکتریکی و مغناطیسی بوسیله تحت تاثیر قرار دادن فرایندهاي بیولوژیکی که شامل رادیکالهاي آزاد و تحریک فعالیت پروتئینها و آنزیمها میباشد، قدرت بذر را افزایش میدهد. مکانیسم عمل میدان هنوز بدرستی مشخص نشده است، اما چندین تئوري پیشنهاد شده است که شامل تغییرات بیوشیمیایی یا تغییر فعالیت آنزیمها می باشد. در این آزمایش نمونههاي بذر پیاز خوراکی در معرض میدانهاي الکتریکی 2-14 کیلو ولت بر سانتیمتر در مدت زمان هاي 15-150 ثانیه بر بذور پیاز خوراکی به منظور بررسی فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز بذور قرار گرفتند. در پایان بذرهاي شاهد و تیمار شده مقایسه و نتایج تجزیه و تحلیل شدند. نتایج بیانگر اثر معنی دار شدت میدان و مدت زمان در سطح %1 بود. بیشترین فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در شدت میدان 2 کیلو ولت بر ثانیه و مدت زمان 45 ثانیه مشاهده شد.
مقدمه امروزه از میدانهاي الکتریکی و مغناطیسی بعنوان یک روش غیرشیمیایی عملی در کشاورزي استفاده میشود - . - 5 تمام گیاهان روي زمین تحت یک میدان الکتریکی و مغناطیسی زندگی میکنند. زیرا زمین یک میدان مغناطیسی است و یک میدان الکتریکی بین ابرها و زمین وجود دارد 7 - و. - 10 رفتار بیولوژیکی بذرها، ریشهها، دانههاي گرده و غنچههاي برخی گلها در معرض میدانهاي الکترومعناطیسی تغییر میکند . - 11 - قرار دادن بذور در میدان الکتریکی جوانهزنی را در بذوري مانند سویا - 14 - ، گوجه فرنگی - 9 - و خیار - 15 - بهبود بخشیده است. آگاهی از مکانیسم فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی تیمار میدان الکتریکی هنوز ناچیز است. فرض شده است که تیمار میدان الکتریکی میتواند فرایندهاي بیوشیمیایی را که شامل رادیکالهاي آزاد و فعالیت آنزیمهاي آنتی اکسیدانت میشود را تحت تاثیر قرار دهد که به نیروي تازهاي در بذر منتج میشود، اگرچه تعداد شواهد بیشتري براي تایید این فرضیه نیاز میباشد . - 4 - رادیکالهاي آزاد که در نتیجه اتواکسیداسیون در بذر خشک تولید می شود میتواند با بیشتر بیومولکولها واکنش دهد و سبب خسارت سلولی نظیر عملکرد غیر عادي غشاء، غیر فعال سازي آنزیمها و غیره شود. هنگامیکه بذر آب جذب میکند افزایش سریع فعالیتهاي تنفسی تولید رادیکال هاي آزاد را بالا میبرد و این افزایش سبب تنش اکسیداتیو در اجزاي سلولی میشود 2 - و. - 6 بنابراین موفقیت جوانهزنی به فعالیت سیستمهاي آنتی اکسیدانت در حفظ اجزاي سلولی از خسارت ناشی از رادیکال هاي آزاد بستگی دارد. فعالیت آنزیمهاي آنتی اکسیدانت پس از قرار گرفتن در میدان الکتریکی در بذور خیار گزارش شده است . - 15 - فعالیت آنزیمهاي کاتالاز - CAT - و پراکسیداز - POD - تحت تیمار میدان الکتریکی در بذور پیاز افزایش مییابد . - 8 - هدف از این پژوهش بررسی اثر میدان الکتریکی بر فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز - PPO - در بذور پیاز خوراکی میباشد.
مواد و روشها این پژوهش در سال 1387 با هدف بررسی اثر میدان الکتریکی بر فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در آزمایشگاه فیزیولوژي گیاهان زراعی پردیس کشاورزي و منابع طبیعی کرج- دانشگاه تهران انجام شد. بذور پیاز خوراکی از موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر تهیه گردید. سپس بذور در آزمایشگاه برق فشار قوي پردیس فنی دانشگاه تهران تحت شدت میدان 2-14 کیلو ولت بر سانتی متر و مدت زمان 30-150 ثانیه قرار گرفتند. براي استخراج پروتئین، از هر نمونه 0/5 گرم بذر در یک میلی لیتر بافر سدیم فسفات 50 میلی مول - pH=7 - در هاون در دماي 4 درجه سانتیگراد عصارهگیري شد. عصاره حاصله، در لوله هاي اپندورف 1/5 میلیلیتر در سانتریفوژ در دماي 4 درجه سانتیگراد با سرعت 13000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه سانتریفوژ شدند. سپس محلول رویی جمعآوري و بلافاصله در لولههاي اپندورف در دماي -20 درجه سانتیگراد نگهداري شدند . - 3 - این نمونهها به منظور ارزیابی مقدار پروتئین و فعالیت آنزیمی مورد استفاده قرار گرفتند. بمنظور سنجش فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز 3 میلیلیتر مخلوط واکنش شامل 2/5 میلیلیتر بافر پتاسیم فسفات 0/2 مولار با pH برابر 6/8 ، 30 میکروگرم پروتئین محلول و -4 متیل کاتکول بعنوان سوبسترا مورد استفاده قرار گرفت. سپس مقدار جذب در طول موج 410 نانومتر به مدت 60 ثانیه خوانده شد. سپس تغییرات آنزیمی بر حسب تغییرات جذب در دقیقه به ازاي هر میلیگرم پروتئین بیان شد. کووت شاهد نیز شامل 2/5 میلیلیتر بافر فسفات و 30 میکروگرم پروتئین محلول بود . - 13 - آنالیز داده ها بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار براي تمام تیمارها انجام شد. دادهها با استفاده از برنامه کامپیوتري SAS تجزیه شد و شکلها با استفاده از نرم افزار Excel ترسیم شد. نتایج و بحث همانگونه که قبلا ذکر شد این بررسی بر روي بذور پیاز خوراکی با هدف بررسی فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز تحت تیمار میدان الکتریکی صورت گرفت. نتایج جدول آنالیز واریانس نشان داد که شدت میدان و مدت زمان در سطح 1 درصد داراي اثر معنیدار بر فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز بود. بررسی اثر متقابل نیز نشان داد که شدت میدان و مدت زمان در سطح 1
درصد داراي اثر معنیدار بر فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز بود - جدول . - 1 بررسی اثر متقابل شدت میدان و مدت زمان نشان داد که تیمار شدت میدان 2 کیلو ولت بر سانتیمتر و مدت زمان 45 ثانیه داراي بیشترین افزایش نسبت به شاهد بود - شکل . - 1 افزایش فعالیت آنزیمهاي کاتالاز - CAT - ، پلی فنل اکسیداز - PPO - ، پراکسیداز - POD - و سوپر اکسید دیسموتاز - SOD - تحت تیمار میدان مغناطیسی گزارش شده است . - 1 - آنزیم پلیفنل اکسیداز یک آنزیم دو عملکردي است که هم در کوپلاژ فنلها و هم اکسیده کردن فنل ها به کینونها نقش دارد. افزایش فعالیت آنزیم پلیفنل اکسیداز میتواند مربوط به تجمع ترکیبات فنلی باشد . افزایش فعالیت آنزیم پلیفنل اکسیداز در سلولهاي توتون در اثر برخی استرسهاي تغذیه اي گزارش شده است. علاوه بر این کاهش فعالیت پلیفنل اکسیداز نیز میتواند ناشی از حضور یک مهار کننده یا غیر فعال کننده و یا یک فاکتور تجزیه کننده آنزیمی باشد . - 12 -
