الگوی نواری برخی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان تحت تنش کم آبی و پرولین در گیاهچه آفتابگردان

Abstract

سابقه و هدف: بروز تنش خشکی سبب ایجاد اختلالات متابولیسمی در سلول‌های گیاهی می‌گردد که می‌توان به افزایش تولید گونه‌های فعال اکسیژن به‌عنوان 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 می‌تواند رادیکال‌های آزاد را از بین برده و یا خنثی کنند. بنابراین در شرایط تنش خشکی، فعالیت‌های بالای آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان برای تحمل تنش توسط گیاهان مهم است. آگاهی از تغییرات آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان تحت تنش خشکی می‌تواند کمکی برای شناسایی صفات مورفوفیزیولوژیکی موثر و مرتبط با این آنزیم‌ها در برنامه‌های اصلاحی و تولید ارقام متحمل باشد. مواد و روش‌ها: برای بررسی اثر تنش خشکی و تیمار خارجی پرولین بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و پراکسیداز (POX) ، تیمار خشکی توسط پلی اتیلن گلیکول در سه سطح (صفر، 4- و 8- بار) و تیمار پرولین در سه سطح (صفر، 5 و10 میلی‌مولار)، به‌صورت محلول غذایی در مرحله گیاهچه‌ای به محیط گلدان‌ها اضافه شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در 10 ژنوتیپ آفتابگردان انجام گرفت. یافته‌ها: بر اساس میزان تغییر در میزان پرولین و وزن خشک شاخه از بین 10 لاین اینبرد دو لاین 329 BGK و 221RGK به‌ترتیب به‌عنوان متحمل‌ترین و حساس‌ترین لاین‌های اینبرد شناسایی شدند. الگوی نواری آنزیم‌ها با الکتروفورز در ژل‌های افقی آکریل‌آمید 5/7 درصد بررسی شد. ارزیابی کمی فعالیت دنسیتومتریک ایزوزیم‌های مشاهده شده و تجزیه‌های آماری داده‌ها نشان داد که بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه از نظر فعالیت چهار ایزوزیم‌ SOD1، SOD2، CAT1 و POX1 از کل هفت ایزوزیم مشاهده شده، تفاوت معنی‌‌دار وجود دارد. ایزوزیم SOD1 با افزایش میزان تنش و تیمار پرولین تغییر معنی‌دار نشان نداد. اثر متقابل ژنوتیپ × پرولین برای SOD2 و POX1 در سطح 5 درصد معنی‌دار شد. تنش خشکی برای CAT1 و اثر متقابل تنش × ژنوتیپ روی فعالیت ایزوزیم SOD2 اثر معنی‌دار گذاشت. در حالی‌که فعالیت ایزوزیم POX1 در سطوح تنش × پرولین معنی-دار بود، اثر سه جانبه تنش × پرولین × ژنوتیپ POX1 در سطح یک درصد معنی‌دار شد. فعالیت ایزوزیم SOD2 تحت تاثیر ژنوتیپ قرارگرفت به‌طوری که در سطوح مختلف تنش و پرولین، برخی ژنوتیپ‌ها افزایش و برخی دیگر کاهش فعالیت نشان دادند. تیمار خارجی 5 میلی‌مولار پرولین باعث کاهش فعالیت ایزوزیم POX1و CAT1 در حضور تنش شد. تجزیه داده‌ها بر اساس دو گروه حساس و متحمل آفتابگردان در برابر تنش خشکی نشان داد که تنها فعالیت POX1 بین دو گروه فوق اختلاف معنی‌دار وجود دارد. نتیجه‌گیری: اسید آمینه پرولین توانایی تعدیل اثرات تنش را دارد و یک سیستم آنتی‌اکسیدان کارآمد به‌همراه القای افزایش تجمع پرولین در گیاه می‌تواند نقش مهمی در تحمل به خشکی ایفا کند. می‌توان از این ایزوزیم‌های POX در تشخیص ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی در مرحله گیاهچه‌ای استفاده کرد.

Keywords

• الکتروفورز
• ایزوزایم
• پراکسیداز
• دنسیتومتریک
• سوپراکسید دیسموتاز