بخشی از مقاله
چکیده:
با توجه به اهمیت تغییرات الگوي بیان زن هاي فتوسنتزي در شرایط پرتوتابی UV_B و بررسی همزمان افت نسبی میزان کلروفیل این مطالعه تنظیم گردید. بذور گیاه جو زراعی واریته هورراي در شرلیط اطاقک رشد در دماي 4 درجه سنتی گراد بهاره سازي گردید و پس از ان به گلخانه تحقیقاتی منتقل شد. به منظور افزایش وقت مطالعه در قالب طرح اماري کاملاً تصادفی با چهار تیمار پرتوتابی UV_B در پنج تکرار انجام پذیرفت. نمونه برداري تصادفی از برگ در مرحله حداکثر رویشی انجام شد.
با استخراج RNAو انتقال آن به ژل آگاروز صورت گرفت، پس از ان با بلات کردن ژل،RNA به غشاء حساس نایلونی انجام شدبا استفاده از کلون هاي راید اکتیوRBCS و Lhbc - ژن هاي فتوسنتزي - و کاربرد تکنیک نوترون بلات الگوي بیان روند ژن هاي مزبور تحت شرایط تیمار هاي ازمایشی برسی گردید. نتایج نشان داد میزان کلروفیل با افزایش شدت تنش سیر نزولی داشت. میزان بیان ژن هاي - RBCSروبیسکو - و Lhcb تقریبا مشابه بود اگرچه تغییرات بیشتري براي بیان RBCS دیده شد.
با این حال در مورد بویژه کلون میزان بیان در دامنه هر چهار روز یکبار تا هر دو روز افزایشی بوده و در حداکثر پرتوتابی این موضوع بویژه در کلون RBCS کاهش چشمگیري را نشان داد. تیمار UV_B شامل هر روز، هر دو روزو هر چهار روز بهمراه شاهد - عدم پرتوتابی - انجام شد. مدت پرتوتابی ثابت و به صورت دو ساعت در دونوبت به فاصله دو ساعت در کابیت مخصوص صورت پذیرفت.
مقدمه:
جو از غلات مهم ایران و جهان است. این گیاه نسبت به گندم دامنه سازگاري وسیع تري دارد و در همه نواحی معتدل و بسیاري از نواحی سردسیر نیز به عمل می آید. در دیمزارهایی که رطوبت خاك و بارندگی براي رشد گندم ناکافی و نامطوئن باشد، جو می تواند جایگزین مناسبی باشد
در حال حاضر اهمیت جو در دنیا تولید آن حدود نصف تولید گندم می باشد. در ایران جو از لحاظ سطح زیر کشت و میزان تولید جو در بین غلات پس از گندم در رتبه دوم قرار دارد. حساسیت گیاهان به اشعه UV بسته به گونه گیاهی، مراحل رشد و نمو، شرایط رشد و میزان پرتو UV متفاوت است
با مطالعات انجام شده بر روي گیاه کلزا افزایش میزان فلاوونوئیدها و نقش آنتی اکسیدانی آنها تحت تاثیر اشعه UV-B ثابت شده است . - 6 - در سلول هاي گیاهی اندامک هایی مانند کلروپلاست، میتوکندري و پراکسی زوم ها تولید کننده هاي اصلی رادیکال هاي آزاد اکسیژن در طی فرایند هاي فتوسنتز و تنفس می باشند رادیکالهاي آزاد تولید شده تحت تیمار UV-B براي پروتئین ها خطرناك بوده و باعث تخریب آنها می شود
ثبات میزان کلروفیل به عنوان شاخص مقاومت به تنش هاي محیطی معرفی شده است . - 9 - این مسئله به مفهوم تاثیر نسبی کم تنش بر گیاه و به عبارتی پتانسیل بالاي گیاه در حفظ راندمان فتوسنتز می باشد . - 5 - با توجه به اهمیت تغییرات بیان ژنهاي فتوسنتزي در شرایط تنش پرتو تابی UV-B و بررسی همزمان افت نسبی میزان کلروفیل این مطالعه تنظیم و طرح ریزي شده است. شایان ذکر است که این مهم به دلیل تغییرات غیر قابل پیش بینی و پیچیده وضعیت آب و هوایی لایه اوزون و پرتوهاي کیهانی - از جمله - UV-B اهمیتی دو چندان خواهد داشت.
مواد و روش:
بذور گیاه جو Hordeum Vulgare در شرایط بستر سبک - کوارتز- ماسه - پرلیت و کوکوپیت به نسبت 20:20:30:30 درصد - کشت و در مرحله چهار برگی جهت بهارهسازي به مدت 6 هفته در دماي 4 درجه سانتیگراد قرار گرفت. پس از آن در شرایط گلخانه تحقیقاتی با میزان روشنایی 16 ساعت و دماي 22 درجه سانتیگراد در روز و 16 درجه در شب قرار گرفت. در هر گلدان بزرگ ابتدا سه بوته و پس از استقرار کامل به یک بوته تنک شد. مطالعه به صورت تکراردار و در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تیمار UV-B و 5 تکرار انجام شد. تیمارهاي پرتوتابی UV-B به صورت هر یک روز، هر دو روز و هر چهار روز یک بار به مدت چهار ساعت - در دو نوبت دو ساعته با فاصله زمانی سه ساعت - به همراه شاهد - بدون پرتوتابی - اعمال شد.
نمونه برداري به طور تصادفی و تکراردار در مرحله حداکثر رشد رویشی از برگ انجام شد. پس از استخراج RNA وتخلیص آن با بلات کردن ژل انتقال RNA به غشا حساس نایلونی صورت گرفت. پس از آن با انجام پروب رادیواکتیو کلون هاي RBCS1 و Lhbc2 الگوي بیان این ژنها با ظهور کاست فیلم رادیوگرافی ارزیابی گردید. میزان کلروفیل براساس روش استخراجی پورا و همکاران - 7 - ارزیابی شد.
مقدار 0/5 گرم نمونه برگی - به صورت یخ زده در دماي - 80 درجه - کاملا خرد شد و با حدود 10 میلی لیتر استون 80 درصد سرد به حجم رسانیده شد. پس از سانتریفیوژ با دور 5000 - g - در مدت زمان 15 دقیقه میزان جذب - A - مایع رویی در طول موج هاي 646/6 و 663/6 نانومتر توسط دستگاه اسپکتوفوتومتر WAP مدل S2000UV/vis ثبت گردید. میزان کلروفیل - chl a - a و کلروفیل - chl b - b و کلروفیل کل - chl T - براساس فرمول هاي زیر محاسبه گردید.
نتایج و بحث
شکل-1 میزان کلروفیل a و b در شرایط تیمار پرتوتابی UV-B - تیمار پرتوتابی به صورت یک روز ، دو روز و چهار روز یکبار به مدت ثابت 2 ساعت اعمال شد -
به طور کلی روند کاهش میزان کلروفیل a با افزایش میزان دوره پرتوتابی داراي شیب ثابتی بود. در حالیکه در مورد کلروفیل b میزان کاهش در تیمارهاي شدیدتر UV-B - هر یک روز - ثبات نسبی بیشتري داشت. اگرچه دلیل این امر روشن نیست ولی می تواند موضوع جالبی براي تحقیقات دقیق تر بعدي به شمار رود. روند کاهشی در هر دو ژن فتوسنتزي شباهت زیادي داشت.
با اینحال شدت کاهش در کلون RBCS بیشتر بود. این موضوع مبین حساسیت بالاي این ژن به افزایش رادیکالهاي آزاد اکسیژن می باشد. این مسئله توسط برخی محققین دیگر نیز مورد تاکید قرار گرفته است - مکرنس و همکاران، . - 1999 از آنجا که کلون Lhbc با پرتوتابی ]چهار روز در میان همچنان بیان نسبی قابل توجهی دارد، ارزیابی تغییرات بیان این ژن در دوره هاي دورتر - براي مثال 6 روز یکبار - پرتو تابی جاي بررسی دارد.
