بخشی از مقاله
چکیده
آهن يكي از اجزای ضروری سیستم اکسیداسیون گیاهان است. عالوه بر اين، از آنجا که آهن اصلي ترين عنصر فرومغناطیس نیز مي باشد، لذا نقش عمده ای در دريافت میدان مغناطیسي توسط گیاهان و پاسخشان به آن دارد. مطالعه حاضر به منظور بررسي چنین فرضیه ای انجام گرفته است. بذر های سويا - Glycine max L. Merrill - پس از خیساندن در آب به مدت 4 روز ، هر روز 5 ساعت تحت تیمار میدان مغناطیسي ايستا SMF - ، با شدت 21 میلي تسال - قرار گرفتند. سپس مقدار فريتین - پروتئین در برگیرنده بیشترين مقدار آهن - ، آهن، کلسیم و نسبت پروتئینهای آهن دار به کل پروتئینها و همچنین ظرفیت جاروبگری راديكال های آزاد - RSC - دانه رستها اندازه گیری شد. در مقايسه باگروه شاهد، تیمار با SMF بطور چشمگیری مقدار فريتین را افزايش داد ولي نسبت پروتئینهای آهن دار به کل پروتئینها، RSC و محتوای کلسیم دانه رستها را کاهش داد. مقدار آهن در اين دانه رستها در مقايسه با گروه شاهد در تیمار با میدان مغناطیسي تغییری نشان نداد. اين نتايج نشان مي دهد که تیمار با SMF، دانه رستها را در برابر خطر افزايش مقدار کلسیم داخلي حفاظت مي کند و يک رهیافت جديد برای کاربرد میدانهای مغناطیسي به منظور غني سازی زيستي محصوالت زراعي مي باشد.
مقدمه
تمام فرايندهای حیاتي عمدتا به تبادل انرژی بین سلول و محیط وابستهاند. در خصوص مواد شیمیايي بهبود دهنده رشد الزم است تا اين مواد مستقیما داخل سلول شوند تا تاثیرگذار باشند، ولي تیمارهای فیزيكي با انرژی القا شده به سلول، شرايطي را برای نقل و انتقاالت مولكولي ايجاد ميکنند و در نتیجه مواد ضروری برای سلول را فراهم ميآورند. بنابراين جايگزيني کودها و مكملهای شیمیايي با تیمارهای فیزيكي، میزان سموم را در مواد خام گیاهي کاهش داده و باعث افزايش سالمت غذا و محیط ميگردد . - Aladjadjiyan, 2007 - بعضي دانشمندان معتقدند که قرن حاضر عصر کاربرد روشهای بیوفیزيک و تاثیر عوامل فیزيكي روی موجودات زنده خواهد بود - . - Faqenabi et al., 2009 يكي از اين تیمارهای فیزيكي میدان مغناطیسي ايستا - Static magnetic field; SMF - است، که معموالً توسط بسیاری از دستگاههای الكتريكي ايجاد ميشود. تاثیر میدانهای مغناطیسي ايستا بر گیاهان بیش از سه دهه است که مورد بررسي قرار ميگیرد، هرچند که در اين زمینه تعداد مطالعات در انسان و جانوران بسیار بیشتر از گیاهان است . - Pazur and Rassadina, 2009 - البته مكانیسم اين تاثیرها هنوز بطور کامل مشخص نشده است، ولي ميتوان چنین گفت که تاثیرهای مهاری يا تحريكي میدان مغناطیسي بر رشد بافتها به عوامل گوناگوني نظیر گونه و اندام گیاهي، فرکانس و نوع میدان، نمودار موج میدان، مدت زمان تیمار و ساير عوامل تنشزا بستگي دارد - . - Liboff et al., 1989 میدان مغناطیسي با برخي اتمها بويژه آهن در سلول برهمکنش ميکند .
- Dhawi et al., 2009 - آهن يكي از مواد مغذی ضروری و فراوانترين عنصر فرومگنتیک در سلولهای گیاهي است. افزايش آهن در سلول ميتواند برای سلولها سمي باشد، زيرا آهن به عنوان يک فلز حدواسط طي واکنش هابر-وايس با اکسیژن ترکیب شده و سبب تولید گونههای فعال اکسیژن - Reactive Oxygen Species; ROS - ميگردد . - Kirschvink et al., 1995 - لذا گیاهان سعي ميکنند به طرق مختلف آهن اضافي را از سلول حذف نمايند. يكي از اين ساز و کارها ذخیره آهن در نانوذرات پروتئیني بنام فريتین ميباشد که در بذر، نمودار اصلي ذخیره آهن و به منظور تامین و آزاد کردن آهن برای پروتئینهای آهن دار برای مرحله بعد از جوانه زني است. 21mT میدان مغناطیسي ايستا، حداقل میدان مغناطیسي الزم در تجهیزات مغناطیس تراپي ميباشد - Sakhnini and Dairi, 2004 - ، لذا در مطالعه حاضر تاثیر اين میدان بر میزان آهن و پروتئینهای آهندار، بهويژه فريتین و فعالشدن سیستمآنتياکسیداني در گیاه زراعي سويا در مرحله جوانه زني مورد بررسي قرار گرفت. همچنین يک روش ممكن برای غنيسازی زيستي گیاهان زراعي با فريتین، کاربرد محرکهای فیزيكي مانند میدان مغناطیسي ايستا است که تابحال آزمايش نشده است.
مواد و روش ها
بذرهای گیاه سويا - Glycine max L. Merrill - رقم کالرک از لرستان خريداری شده و پس از ضدعفوني کردن سطحي به مدت 6 ساعت در آب مقطر خیسانده شده، نهايتا در ظروفي الی کاغذ صافي مرطوب بطور لوله شده و ايستاده در تاريكي جهت جوانه زني قرار داده شد. اين بذرها در طول جوانه زني به مدت 4 روز متوالي، هر روز 5 ساعت تحت تیمار میدان مغناطیسي ايستا با شدت 21 میلي تسال قرار گرفتند. شدت میدان و طول دوره پرتودهي براساس نتايج مطالعات قبلي و منابع موجود انتخاب گرديد . - Payez et al., 2013 - بذرهای شاهد در همان شرايط و به اندازه کافي دور از دستگاههای مولد میدان مغناطیسي وفقط تحت میدان مغناطیسي زمین قرار گرفتند. توصیف دستگاههای مولد SMF در مطالعات قبلي آمده است. پس از 4 روز مقدار فريتین، آهن، کلسیم و نسبت پروتئینهای آهن دار به کل پروتئینها و همچنین ظرفیت جاروبگری راديكالهای آزاد - RSC - دانه رستها اندازه گیری شد - پايز و همكاران، . - 1292 دادهها با روش ANOVA در برنامه آماری SPSS16.0 تحلیل شد وبرحسب میانگین± انحراف استاندارد - - SD بیان گرديد. معنيدار بودن تفاوت بین تیمارها با استفاده از آزمون LSD در سطح S 0.05 ارزيابي شد.
نتایج
تیمار بذرهای سويا در مرحله جوانه زني با میدانمغناطیسي ايستا باعث کاهش معنيدار نسبت پروتئینهای آهندار به کل پروتئینها و مقدار کلسیم کل گیاه در مقايسه با گیاهان شاهد گرديد - جدول . - 1 مقدار آهن کل در گیاهان تیمار شده نسبت به گیاهان شاهد تغییر معني داری نداشت - جدول - 1، اما مقدار فريتین در جوانه های سويای تیمار يافته نسبت به جوانه های شاهد افزايش چشمگیری يافت - جدول . - 1 تیمار میدان مغناطیسي باعث کاهش ظرفیت جاروبگری راديكالهای آزاد در گیاهان تیمار يافته نسبت به گیاهان شاهد گرديد - شكل . - 1
بحث
با وجود مطالعات متعدد بر روی تاثیر میدانهای مغناطیسي ايستا بر فاکتورهای فیزيولوژيكي گیاهان، مكانیسم دقیق اين اثرات هنوز مشرخص نشده است. يک توصیف ممكن برای اثرات متعدد میدان مغناطیسي روی موجودات زنده، تنش اکسیداتیو ناشي از افزايش تولید گونههای فعال اکسرریژن اسررت که با میانجیگری آهن انجام مي گیرد. بررسرريها نشرران دادهاند که میدانهای مغناطیسي دارای اثرات دوگانهای هستند، بطوری که از يكسو اثرات مثبتي برای آنها ذکر شده است و از سوی ديگر، در برخي آزمايشها تاثیرات منفي برای آنها ذکر گرديدهاسرت - . - Belyavskaya, 2004 در حال حاضر سه نوع مكانیسم اصلي برای درک میدان مغناطیسرري در موجودات زنده پیشررنهاد شرردهاسررت: مكانیسررم جفتراديكال،فریمگنتیسررم و يونسرریكلوترون رزونانس.تاثیر میدان مغناطیسري بر واکنشهای آنزيمي بهکمک مكانیسرمهای جفتراديكالي تفسریر شدهاست. مكانیسم دوم، يعني فریمگنتیسررم بیشررتر در حد تئوری بوده و بر سررلولهای زنده آزمايش نشرردهاسررت. در اين مكانیسررم، سرریگنال میدان مغناطیسي به يک وکتور مغناطیسي - مگنتیت - Fe3O4 که معموال بهطور طبیعي در سلول وجود دارد، منتقل شده و اگر اندازه و شركل ذره مناسرب باشرد باعث رزونانس آن در فرکانس خاص ميشرود. براسراس مكانیسرم يون سریكلوترون رزونانس شكل مناسربي از يک میدان مغناطیسري ممكن اسرت بتواند با تشديد نوسان خودبخودی برخي يونها يا مولكولهای زيستي - مانند
