بخشی از مقاله
چکیده
سوء تغذیه یکی از مشکلات کنونی کشورهاي در حال توسعه مانند ایران میباشد که یکی از دلایل شیوع آن کاهش تنوع غذایی مردم است. گندم نقش ویژهاي در تغذیه مردم این قبیل کشورها برعهده دارد. بر همین اساس تاثیر کاربرد خارجی اسید فولیک بر عملکرد کیفی گندم مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش تیمارهاي مورد مطالعه شامل عدم استفاده از اسید فولیک - شاهد - و استفاده از اسید فولیک - پیش تیمار بذور با غلظت 25 میکرومولار اسید فولیک بههمراه اسپري برگی این ویتامین در مرحله ساقهدهی - 11 - و پیش تیمار بذور با غلظت 25 میکرومولار اسید فولیک بههمراه اسپري برگی این ویتامین در مرحله سنبلهدهی بود که در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج حاصل نشان داد که کاربرد اسید فولیک در مقایسه با عدم کاربرد آن سبب افزایش معنیدار عملکرد دانه شد. بهطوریکه تیمارهاي 11 و 12، میزان عملکرد دانه را بهترتیب 44 و 64/9 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داد. همچنین تیمارهاي 11 و 12 اسید nفولیک سبب افزایش میزان پروتئین، اسیدهاي آمینه ضروري، مجموع اسیدهاي آمینه لیزین و ترئونین را در مقایسه با شاهدشد. نتایج حاصل از این پژوهش ما را به این سمت سوق میدهد که کاربرد اسید فولیک سبب افزایش عملکرد گندم با تحت تاثیر قرار دادن کیفیت دانه میگردد.
کلمات کلیديگ اسیدهاي آمینه ضروري، پروتئین، سوء تغذیه.
مقدمه
امروزه پتریدینها بهویژه پترینها و مشتقات اسید فولیک به دلیل نقشهاي چندگانهاي که در سلولهاي گیاهی برعهده دارند مورد توجه محققین قرار گرفتهاند. این ترکیبات در واکنشهاي متعددي شرکت میکنند که میتوان به تثبیت دي اکسید کربن در فتوسنتز - بیوپترین - و تبدیلات بیوشیمیایی نیتروژن، کربن و سولفور - مولیبدوپترین - اشاره کرد. اسید فولیک یا ویتامین ب 9 از ترکیب هسته پتریدینی، اسید پارا آمینوبنزوئیک و اسید گلوتامیک تشکیل شدهاست. این ویتامین در گیاهان فقط در فرم احیاي خود یعنی تتراهیدروفولیک اسید و کوآنزیمهاي تتراهیدروفولیک اسید فعال میباشد.
اسید فولیک توسط آنزیم تتراهیدروفولات ردوکتاز احیا میگردد. فرم کوآنزیمی این ویتامین، در سلولهاي گیاهی در انتقال بنیانهاي تک کربنه مانند فرمیل، متیلن، اکسی متیل، متنیل و فرمیمینو ایفاي نقش میکند که میتوان به بیوسنتز اسیدهاي آمینه گلیسین و متیونین اشاره نمود. در بیوسنتز بازهاي پورینی فرمیل تتراهیدروفولات بههمراه اسیدهاي آمینه گلیسین، آسپارتات و گلوتامین بهعنوان سوبستراي اولیه مورد استفاده قرار میگیرند.
آدنیلات و گوانیلات از جمله بازهاي پورینی است که در ساختار اسیدهاي نوکلئیک شرکت میکند. همچنین، اسید فولیک با انتقال بنیان تک کربنه متیل بر روي دزوکسی تیمیدیلات آن را به دزوکسی یوریدیلات تبدیل مینماید. دزوکسی تیمیدیلات و دزوکسی یوریدیلات جزو بازهاي پورینی بوده و در ساختار Aشخ حضور مییابند. موارد فوق حاکی از نقش مستقیم اسید فولیک در بیوسنتز برخی از اسیدهاي آمینه و اسیدهاي نوکلئیک میباشد و بر همین اساس، محققین معتقدند که مشتقات اسید فولیک نقش بسیار مهمی در فرآیندهاي متابولیسمی سلولهاي زنده برعهده دارد. بهطوریکه، استاخف و همکاران توانستند با کاربرد خارجی اسید فولیک در مراحل فنولوژیکی مختلف جو و گندم عملکرد دانه، میزان اسیدهاي آمینه و پروتئین دانه این گیاهان را افزایش دهند.
مواد و روشها
آزمایش مزرعهاي در خاك لومی در سال زراعی 92-93 بر روي رقم گاسکوژن گندم در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزي دانشگاه مراغه اجر گردید.بذور ضد عفونی شده رقم گاسکوژن گندم با تراکم 500 بذر در متر مربع و با فاصله 20 سانتیمتر بین ردیفها در تاریخ 15 مهرماه 1393 کشت گردید. در این پژوهش تیمارهاي مورد مطالعه شامل عدم استفاده از اسید فولیک - شاهد - و استفاده از اسید فولیک - پیش تیمار بذور با غلظت 25 میکرومولار اسید فولیک بههمراه اسپري برگی این ویتامین در مرحله ساقهدهی - 11 - و پیش تیمار بذور با غلظت 25 میکرومولار اسید فولیک بههمراه اسپري برگی این ویتامین در مرحله سنبلهدهی بود.
آزمایش در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. بهعلاوه براي جذب بهتر اسید فولیک از سطح برگ ضمن اضافه نمودن چند قطره توئین بهعنوان مویان به محلول مورد استفاده، عملیات محلولپاشی در ساعات پایانی روز با استفاده از سمپاش پشتی تلمبهاي به میزان 100 میلیلیتر از محلول یاد شده به ازاي هر متر مربع انجام گردید. براي اندازهگیري میزان اسیدهاي آمینه از روش استاندارد شماره 994/12 هAقA استفاده شد .
بهطوریکه از 20 اسید آمینه شرکت کننده در ساختار پروتئینها، 15 اسید آمینه شامل 8 اسید آمینه ضروي - والین، ایزولوسین، لیزین، لوسین، ترهاونین، متیونین، فنیلآلانین و هیستدین - و 7 اسید آمینه غیرضروري - آلانین، سرین، اسید آسپارتیک، اسید گلوتامیک، تیروزین، آرژینین و گلیسین - موجود در دانه با استفاده از دستگاه آمینو اسید آنالیزر کالیبره شده،تعیین شد. از آنجا که تعیین میزان اسید آمینه ضروري تریپتوفان نیاز به تزریق یک نوع ککهلاژ دیگر داشت و این امر مستلزم صرف هزینه مجدد بود،
بهدلیل محدودیت مالی از اندازهگیري میزان این اسید آمینه صرف نظر شدح به منظور تعیین میزان پروتئین دانه ابتدا نیتروژن کل با روش کجلدال اندازهگیري و سپس درصد پروتئین نمونهها با اعمال ضریب 6/25 - فاکتور پروتئین - محاسبه شد .در نهایت تجزیه دادههاي حاصل با نرم افزار لذ کصهصکغکن، و براي رسم نمودارها با نرم افزار انجام شد. مقایسه میانگین دادهها با آزمون در سطح احتمال 5 درصد صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج حاصل نشان داد که کاربرد اسید فولیک در مقایسه با عدم کاربرد آن سبب افزایش معنیدار عملکرد دانه شد. بهطوریکه تیمارهاي 11 و 12، میزان عملکرد دانه را بهترتیب 44 و 64/9 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داد. همچنین میزان پروتئین دانه بهترتیب در اثر تیمارهاي 11 و 12 افزایش نشان داد - جدول . - 1 میزان پروتئین در اثر تیمارهاي 11 و 12 بهترتیب 10/74 و 10/11 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داشت - جدول . - 1 همچنین با کاربرد اسید فولیک میزان اسیدهاي آمینه ضروري - والین، ترئونین، فنیل آلانین، متیونین، لوسین، ایزولوسین، لیزین و هیستیدین - افزایش یافت.
مجموع اسیدهاي آمینه ضروري در شاهد 4464 میلیگرم بر 100 گرم بود که در تیمارهاي 11 و 12 ، بهترتیب به 5435 و 4877 میلیگرم بر 100 گرم رسید. افزایش میزان اسیدهاي آمینه ضروري در اثر تیمارهاي 11 و 12 ، در مقایسه با شاهد بهترتیب 21/8 و 9/3 درصد بود. کاربرد خارجی اسید فولیک مجموع اسیدهاي آمینه ترئونین و لیزین را در مقایسه با شاهد افزایش داد و میزان آن را از 1276 میلیگرم بر 100 گرم در شاهد به 1658 و 1474 میلیگرم بر 100 گرم بهترتیب در تیمارهاي 11 و 12 رساند.
علاوهبر میزان پروتئین دانه، کیفیت پروتئین آن نیز حائز اهمیت بوده و تابع تعادل بین اسیدهاي آمینه و میزان آنها بهویژه اسیدهاي آمینه ضروري میباشد. بر این اساس یکی از سوالاتی که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت این بود که آیا کاربرد خارجی فولیک اسید بر میزان اسیدهاي آمینه تاثیري دارد؟ اسید فولیک بهعنوان ناقل بنیان تک کربنه در بیوسنتز اسیدهاي آمینه گلیسین و متیونین بهطور مستقیم ایفاي نقش میکند . بدین ترتیب که با برداشتن گروه هیدروکسی متیل از روي سرین، آن را به گلیسین تبدیل مینماید . به علاوه، با انتقال گروه متیل بر روي هموسیستئین، متیونین را تولید میکند.
با توجه به کاربرد خارجی اسید فولیک و اثر مستقیم آن بر بیوسنتز اسیدهاي آمینه گلیسین و متیونین، این فرضیه تداعی گردید که آیا افزایش آن میتواند میزان آنها را در دانه گندم افزایش دهد؟ بر این اساس میزان گلیسین و متیونین موجود در دانه گندم مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج حاصل نشان داد که در رقم کوهدشت میزان اسیدهاي آمینه مذکور در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک در مقایسه با شاهد افزایش داشت - جدول . - 1 افزایش گلیسین و متیونین در جو و نخود با کاربرد خارجی اسید فولیک گزارش شده است.
در بین اسیدهاي آمینه، اسید گلوتامیک بیشترین میزان را به خود اختصاص داد - جدول . - 1 این اسید آمینه در سلولهاي گیاهی داراي نقشهاي فیزیولوژیک متعددي میباشد که شرکت بهعنوان سوبستراي اولیه بیوسنتز اسیدهاي آمینه پرولین و آرژینین و همچنین، کلروفیل و سیتوکروم از جمله آنها میباشد. با توجه به افزایش میزان اسید گلوتامیک در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک این سوال مطرح گردید که آیا افزایش این اسید آمینه سبب افزایش متابولیتهاي مذکور شدهاست یا خیر؟ در این راستا میزان آرژینین در دانه اندازهگیري شد و نتایج نشان داد که افزایش اسید گلوتامیک افزایش میزان آرژینین در دانه گندم را در پی داشت.
افزایش میزان آرژینین در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک توسط استاخف و همکاران در جو و نخود نیز گزارش شدهاست. همچنین، تامین گروه آمین براي بیوسنتز اسیدهاي آمینه والین، لیزین، ایزولوسین، لوسین، آرژینین، تیروزین و فنیلآلانین دیگر نقش فیزیولوژیک اسید گلوتامیک بهشمار میآید بر این اساس میزان اسیدهاي آمینه ذکر شده در دانه گندم اندازهگیري و نتایج نشان داد که کاربرد خارجی اسید فولیک منجر به افزایش میزان آنها در مقایسه با شاهد شده است.
بدین ترتیب با توجه به نتایج بدست آمده در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک میزان اسیدهاي آمینه ضروري مورد مطالعه - والین، ایزولوسین، لوسین، ترئونین، متیونین، لیزین و فنیلآلانین - افزایش داشتهاند در این پژوهش مجموع اسیدهاي آمینه لیزین و ترئونین در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک افزایش نشان داد - جدول - 1 که ناشی از افزایش میزان اسیدهاي آمینه یاد شده در اثر کابرد خارجی اسید فولیک میباشد.
افزایش میزان اسیدهاي آمینه، مجموع فولیک میباشد که برآیند آنها سبب بهبود کیفیت بذور میگردد استاخف و همکاران اسیدهاي آمینه ضروري و مجموع ترئونین و لیزین میتواند بیانگر تاثیر اسید فولیک بر بیوسنتز اسیدهاي آمینه وابسته به اسید اگرچه در این مطالعه تمامی پارامترهاي مورد سنجش در دانه کامل ارزیابی گردیدهاست و بخشی از پروتئین دانه در فرآیند آردسازي حذف میگردد، اما بهعنوان نتیجه کلی میتوان بیان نمود که کاربرد اسید فولیک با افزایش میزان اسیدهاي آمینه موجود در دانه بهویژه اسیدهاي آمینه ضروري، میزان پروتئین روشی مناسب براي بهبود کیفیت گندم و کاهش اثرات منفی سوء تغذیه در کوتاه مدت میباشد.
