الگوی نواری برخی آنزیم های آنتی اکسیدان تحت تنش کم آبی و پرولین در گیاهچه آفتابگردان

سابقه و هدف: بروز تنش خشکی سبب ایجاد اختلالات متابولیسمی در سلول های گیاهی می گردد که می توان به افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن به عنوان یکی از عوامل اصلی اختلالات متابولیسمی سلول اشاره کرد. گیاهان برای مقابله با تنش اکسیداتیو ایجاد شده، دارای سیستم دفاعی با کارایی بالایی هستند که می تواند رادیکال های آزاد را از بین برده و یا خنثی کنند. بنابراین در شرایط تنش خشکی، فعالیت های بالای آنزیم های آنتی اکسیدان برای تحمل تنش توسط گیاهان مهم است. آگاهی از تغییرات آنزیم های آنتی اکسیدان تحت تنش خشکی می تواند کمکی برای شناسایی صفات مورفوفیزیولوژیکی موثر و مرتبط با این آنزیم ها در برنامه های اصلاحی و تولید ارقام متحمل باشد. مواد و روش ها: برای بررسی اثر تنش خشکی و تیمار خارجی پرولین بر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و پراکسیداز (POX) ، تیمار خشکی توسط پلی اتیلن گلیکول در سه سطح (صفر، ۴- و ۸- بار) و تیمار پرولین در سه سطح (صفر، ۵ و۱۰ میلی مولار)، به صورت محلول غذایی در مرحله گیاهچه ای به محیط گلدان ها اضافه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در ۱۰ ژنوتیپ آفتابگردان انجام گرفت. یافته ها: بر اساس میزان تغییر در میزان پرولین و وزن خشک شاخه از بین ۱۰ لاین اینبرد دو لاین ۳۲۹ BGK و ۲۲۱RGK به ترتیب به عنوان متحمل ترین و حساس ترین لاین های اینبرد شناسایی شدند. الگوی نواری آنزیم ها با الکتروفورز در ژل های افقی آکریل آمید ۵/۷ درصد بررسی شد. ارزیابی کمی فعالیت دنسیتومتریک ایزوزیم های مشاهده شده و تجزیه های آماری داده ها نشان داد که بین ژنوتیپ های مورد مطالعه از نظر فعالیت چهار ایزوزیم SOD۱، SOD۲، CAT۱ و POX۱ از کل هفت ایزوزیم مشاهده شده، تفاوت معنی دار وجود دارد. ایزوزیم SOD۱ با افزایش میزان تنش و تیمار پرولین تغییر معنی دار نشان نداد. اثر متقابل ژنوتیپ × پرولین برای SOD۲ و POX۱ در سطح ۵ درصد معنی دار شد. تنش خشکی برای CAT۱ و اثر متقابل تنش × ژنوتیپ روی فعالیت ایزوزیم SOD۲ اثر معنی دار گذاشت. در حالی که فعالیت ایزوزیم POX۱ در سطوح تنش × پرولین معنی-دار بود، اثر سه جانبه تنش × پرولین × ژنوتیپ POX۱ در سطح یک درصد معنی دار شد. فعالیت ایزوزیم SOD۲ تحت تاثیر ژنوتیپ قرارگرفت به طوری که در سطوح مختلف تنش و پرولین، برخی ژنوتیپ ها افزایش و برخی دیگر کاهش فعالیت نشان دادند. تیمار خارجی ۵ میلی مولار پرولین باعث کاهش فعالیت ایزوزیم POX۱و CAT۱ در حضور تنش شد. تجزیه داده ها بر اساس دو گروه حساس و متحمل آفتابگردان در برابر تنش خشکی نشان داد که تنها فعالیت POX۱ بین دو گروه فوق اختلاف معنی دار وجود دارد. نتیجه گیری: اسید آمینه پرولین توانایی تعدیل اثرات تنش را دارد و یک سیستم آنتی اکسیدان کارآمد به همراه القای افزایش تجمع پرولین در گیاه می تواند نقش مهمی در تحمل به خشکی ایفا کند. می توان از این ایزوزیم های POX در تشخیص ژنوتیپ های متحمل به خشکی در مرحله گیاهچه ای استفاده کرد.

Keywords:

الکتروفورز , ایزوزایم , پراکسیداز , دنسیتومتریک , سوپراکسید دیسموتاز