بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ایجاد سیگنال های تحریک دهنده مقاومت به تنش خشکی در نعناع فلفلی آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی با 3 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1394 اجرا گردید. تیماری های آزمایشی شامل تنش خشکی در 3 سطح 85 - ، 60 و 35 درصد ظرفیت زراعی - و محلول پاشی هیدروژن پراکسید در 4 سطح 0 - ، 2/5، 5 و 7/5 میلیمولار - و صفات مورد بررسی شامل فلورسانس رنگدانهها - نسبت فلورسانس لحظهای به فلورسانس پایه - Fv/F0 - ، نسبت فلورسانس لحظهای به بیشینه در تاریکی - Fv/Fm - ، فلورسانس متغیر به پایه در شرایط روشنایی Y/ - P - - - ، خاموش شدگی فتوشیمیایی - qP - ، غیر فتوشیمیایی - qNP - و عملکرد کوانتومی - - - PSII، قندهای محلول، آنتوسیانین، ترکیبات فنل کل و وزن خشک بوته بود.
نتایج نشان داد، اثرات اصلی تنش خشکی و محلول پاشی بر صفات مورد بررسی تأثیر معنی داری داشتند. تنش موجب کاهش شاخصهای فلورسانس - به جزء Fv/F0 و - qP و کاهش وزن خشک بوته 25 - درصد - شد. محلول پاشی هیدروژن پراکسید نیز موجب افزایش صفات نامبرده به جزء آنتوسیانینها و Fv/F0 و qP شد. به طور کلی میتوان گفت تنش موجب کاهش توان فتوسنتزی گیاه و کاهش میزان بیوماس تولید شده می شود، محلول پاشی غلظتهای ملایم هیدروژن پراکسید نیز میتواند به عنوان یک سیگنال در جهت بهبود سیستمهای فتوسنتزی گیاه و تولید متابولیتهای سازگاری عمل نماید.
مقدمه
نعناع فلفلی - Mentha piperita L - گیاهی از خانواده نعناعیان و یکی از مهمترین گیاهان دارویی متعلق به خانواده Lamiaceae است ترکیبات اصلی اسانس نعناع را منتول 29 - درصد - ، منتون 20 - تا 30 درصد - و متیل استات 1 - تا 3 درصد - تشکیل میدهد
آب یکی از مهمترین عوامل محیطی است که تأثیر حیاتی بر رشد و نمو و همچنین بر تجمع مواد مؤثره گیاهان دارویی دارد. مقادیر کم آب در جریان تولید گیاهان میتواند صدمات سنگینی بر رشد و نمو و همچنین بر مواد مؤثره دارویی گیاهان وارد نماید
تنش خشکی رشد و نمو گیاهان را در مراحل مختلف تحت تأثیر قرار میدهد . - Jongdee et al., 2002 - خشکی موجب توقف فتوسنتز گیاه، تغییر در محتوای کلروفیل و صدمه به ساختارهای فتوسنتزی میشود.
در شرایط تنش کمبود آب، روزنهها در گیاه بسته میشوند و متعاقب آن غلظت CO2 در بافت مزوفیل کاهش مییابد و به دنبال این وضعیت واکنشهای تاریکی فتوسنتز مختل شده و محصولات حاصل از واکنشهای روشنایی ATP - و - NADPH، مصرف نمیشود. در چنین شرایطی به دلیل عدم اکسید شدن مولکول NADPH، مصرف NADP+ جهت دریافت الکترون کاهش مییابد، بنابراین مولکول اکسیژن در مسیر زنجیره انتقال الکترون به عنوان پذیرنده جانشین الکترون عمل میکند و منجر به شکلگیری گونههای فعال اکسیژن میشود
Liheng و همکاران - 2009 - در مطالعه تأثیر تیمار آب اکسیژنه بر افزایش به تحمل به تنش خشکی گیاهچههای گندم نشان داد، پیشتیمار 60 میلیمولار این ماده موجب حصول بالاترین وزن خشک گیاهچه شد. تیمار بذور با این ماده موجب افزایش در فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانت، میزان پرولین و کاهش میزان هیدروژن پراکسید بافت شده است.
Ishibashi و همکاران - 2011 - نیز در برسی محلولپاشی هیدروژن پراکسید در کاهش تأثیرات تنش خشکی در سویا نشان دادند، کاربرد این ماده موجب کاهش پژمردگی برگها در مقایسه با استفاده از آب مقطر شد. علاوه بر این محتوای آب نسبی بافتها در طی برگهای تیمار شده تحت تنش بیشتر از برگهای تیمار شده با آب مقطر بودند.
همچنین مشاهده شد سرعت فتوسنتز خالص، هدایت روزنهای در برگها در اثر استفاده H2O2 افزایش پیدا کرد. در مطالعهای با بررسی اثر متقابل کمبود آبیاری و پراکسید هیدروژن بر برخی صفات رشدی، فتوسنتزی و میزان پرولین در گیاه گل تکمهای و تاجخروس زینتی نشان داد، استفاده خارجی از پراکسید هیدروژنه میتواند در بهبود تنش ناشی از افزایش فواصل آبیاری در صفاتی نظیر وزن خشک ریشه و اندام هوایی میزان نسبی آب و تعداد برگ مؤثر باشد
هدف از انجام این پژوهش بررسی اثرات اکسیداتیو تنش خشکی و همچنین تأثیر محلولپاشی پراکسید هیدروژن بهعنوان سیگنال برای مقاومت گیاه و تولید برخی متابولیتهای ثانویه نعناع فلفلی به خشکی میباشد.
مواد و روشها
این پژوهش بهصورت فاکتوریل در قالب طرحکاملاً تصادفی با 3 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1394 اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل محدودیت آبی در 3 سطح 85 - ، 60 و 35 درصد ظرفیت زراعی - و محلولپاشی هیدروژن پراکسید در 4 سطح 0 - ، 2/5، 5 و 7/5 میلی مولار - بود. اعمال تنش بر اساس ظرفیت زراعی به روش وزنی در مرحله 5 برگی اعمال گردید.
محلولپاشی هیدروژن پراکسید نیز 3 روز قبل از اعمال تنش خشکی بهصورت دو مرحله در دو روز متوالی انجام گرفت. نمونهبرداری برای اندازهگیری صفات مورد نظر در 10 روز بعد از اعمال تنش خشکی انجام گرفت. در این پژوهش از گلدانهای 5 کیلوگرمی استفاده شد که در هر گلدان 5 عدد نشاء کشت گردید و آبیاری بهصورت منظم صورت گرفته تا نشاها به خوبی مستقر شود
فلورسانس رنگدانهها: برای اندازهگیری فلورسانس کلروفیل از انتهاییترین برگ کاملاً توسعه یافته استفاده شد. این کار با استفاده از دستگاه Chlorophyll Fluorometer مدل Optic Science- OS-30 USA صورت گرفت.
سنجش میزان آنتوسیانینها: برای اندازهگیری مقدار آنتوسیانینها از روش - 1979 - Wagner استفاده شد.
سنجش میزان ترکیبهای فنلی کل: این اندازهگیری بر اساس روش به صورت زیر انجام شد.
قندهای محلول: اندازهگیری قندهای محلول به روش ایریگوئن و همکاران - 1992 - انجام شد به این ترتیب که 0/5 گرم از بافت تر برگ را در 5 میلیلیتر اتانول %95 ساییده و به مدت 30 ثانیه ورتکس شد. سپس رو شناور - مایع رویی - جدا و به لولهی دیگری منتقل شد. سپس دو بار و در هر بار 5 میلیلیتر اتانول %70 به بخش جامد باقیمانده اضافه وکاملاً شستشو گردید و بخش رو شناور به لوله آزمایش منتقل شده و در نهایت 15 میلیلیتر از عصاره بهدست آمده به مدت 15 دقیقه با سرعت 3500 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. سپس 0/1 میلیلیتر از عصارهی و سه میلیلیتر آنترون به آن اضافه و به مدت 10 دقیقه در حمام آب جوش قرار داده شد. پس از خنک شدن نمونهها میزان جذب نمونهها در طول موج 625 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر خوانده شد.
ماده خشک بوته: برای اندازهگیری وزن خشک بوته بعد از اینکه بوتهها وارد مرحله زایشی شدهاند، سه بوته از هر گلدان برداشت ته بر شده و به مدت 48 ساعت در آون با دمای 75 درجه سانتیگراد خشک و سپس توزین شدند.
آنالیز آماری: تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزار SAS و مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 و 1 درصد صورت گرفت. برای نرمال کردن دادها از نرمافزار Mintab استفاده شد.
نتایج و بحث
فلورسانس رنگدانه ها:
نتایج نشان داد، فلورسانس رنگدانهها - نسبت فلورسانس لحظهای به فلورسانس پایه - Fv/F0 - ، نسبت فلورسانس لحظهای به بیشینه در تاریکی - Fv/Fm - ، فلورسانس متغیر به پایه در شرایط روشنایی v/ - m - - - ، خاموش شدگی فتوشیمیایی - qP - ، غیر فتوشیمیایی - qNP - و عملکرد کوانتومی - - - PSII تحت تأثیر اثرات اصلی تنش قرار گرفتند - جدول . - 1 تنش موجب افزایش Fv/Fm، F'v/F'm، NPQ و PSII و کاهش مقدار Fv/F0 و qP شد. بالاترین مقدار Fv/F0 با میانگین 3/20 از تنش 85 درصد ظرفیت زراعی و qP با میانگین 0/933 از تنش 60 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد.
این در حالی بود که بالاترین Fv/Fm از تنش 60 درصد و بالاترین F'v/F'm و NPQ و PSII از تنش 35 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. محلول پاشی هیدروژن پراکسید نیز بر شاخصهای فلورسانس رنگدانهها به جز NPQ دارای تأثیر معنیداری بود. مصرف هیدروژن پراکسید موجب افزایش اکثر شاخصها به جز مقدار Fv/F0 و qP شد. بالاترین Fv/Fm و NPQ با میانگین-های 0/832 و 0/488 از مصرف 7/5 میلی مولار این ماده و بالاترین F'v/F'm و PSII با میانگینهای 0/823 و 0/796 از 5 و 2/5 میلی مولار هیدروژن پراکسیداز حاصل شد
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس فلروسانس رنگدانه های فتوسنتزی تحت تنش خشکی و محلولپاشی هیدروژن پراکسید.
