نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• زهرا متکی ¹
• قادر حبیبی ²

¹ گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران

² استاد، گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، ایران

چکیده

سابقه و هدف: در طبیعت، گیاهان در معرض تنش های زیستی و غیر زیستی متعددی قرار می گیرند. با افزایش ارتفاع تغییرات دما، شدت تابش نور و رطوبت رشد گیاهان را محدود می کنند. مهمترین عاملی که در ارتفاعات باعث محدودیت رشد می شود، افزایش شدت تابش نور می باشد. در این شرایط، گیاهان برای جلوگیری از اثرات مضر شدت‌های بالاتر تابش نور، سازگاری‌های مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متنوعی ایجاد کرده‌اند که به عنوان مکانیسم‌های حفاظت نوری تعریف می‌شوند. در این مطالعه برای اولین بار، نقش تنش نور زیاد و UVB بر تنظیم مکانیسم‌های حفاظت نوری در دو اکوتیپ گیاه دارویی پونه‌سای البرزی (Nepeta crassifolia Boiss. & Buhse) بررسی شد. در حقیقت، تابش UVB به میزان معینی بر گیاهان دارویی، می تواند راهی مناسب برای بدست آوردن مقدار قابل توجهی از متابولیت‌های ثانویه و در نتیجه افزایش ارزش های دارویی و اقتصادی آنها، باشد.
مواد و روش ها: سه تا پنج بذر پونه‌سای البرزی از هر یک از اکوتیپ های ارتفاع پایین (2400 متری) و ارتفاع بالا (3500 متری) در گلدان‌های پلاستیکی به عمق 40 سانتی متر و قطر 30 سانتی متر و حاوی خاک ماسه ای پرلیت دار به مدت 12 هفته کشت شدند و هر 7 روز یک بار با آب مقطر آبیاری شدند. گیاهان به شرایط نرمال اتاق رشد شامل فتوپریود 14 ساعت روشنائی و 10 ساعت تاریکی و دمای روز 25 و شب 18 درجه سانتی گراد منتقل شدند. گیاهان انتخاب شده به مدت 10 روز با شدت نور μmol m-2 s-1 400 و μmol m-2 s-1 800 و همچنین با پرتوفرابنفش با دوز 15 و 30 کیلوژول بر متر مربع در روز تیمار شدند. سنجش پارامترهای فلوئورسانس کلروفیل بر روی سومین برگ جوان و قبل از برداشت و توزین گیاهان انجام شد و سنجش رنگیزهها و متابولیتها بر روی نمونههای تازه برداشت شده و یا نگهداری شده در ازت مایع انجام شد.
نتایج: هنگامی که اکوتیپ‌های مناطق مرتفع (ارتفاع 3500 متری) در معرض تنش ترکیبی (UVB+HL) قرار گرفتند، سازوکارهای حفاظت نوری بهتری در مقایسه با گیاهان ساکن ارتفاع پایین (ارتفاع 2400 متری) نشان دادند. گیاهان ساکن ارتفاع پایین، کاهش کلروفیل و فعالیت فتوشیمیایی را بروز دادند که منجر به وقوع مهار نوری فتوسیستم‌ها شد. وقوع مهار نوری در این گیاهان با کاهش بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (Fv/Fm) و فعالیت کمپلکس فتولیز کننده آب در فتوسیستمII (Fv/Fo) همراه بود. مقاومت بالای اکوتیپ‌های مناطق مرتفع در معرض تنش ترکیبی افزایش سازگاری با شرایط نور بالا از طریق تجمع متابولیت‌های آنتی اکسیدانی شامل ترکیبات فنلیک و کاروتنوئیدها انجام گرفت و در نتیجه عملکرد فتوشیمیایی برگ‌ها افزایش یافت.
نتیجه گیری: به طور کلی تحت تنش ترکیبی در اکوتیپ‌های مرتفع مقادیر فنل کل، فعالیت آنزیم PAL، اسید رزمارینیک و اسید کلروژنیک به طور قابل توجهی بیشتر از اکوتیپ‌های کم ارتفاع بود. افزایش مقادیر پارامترهای فوق باعث بهبود فعالیت فتوشیمیایی فتوسنتز و در نتیجه افزایش تحمل اکوتیپ‌های مرتفع به تنش ترکیبی در مقایسه با اکوتیپ‌های ساکن ارتفاع پایین شد. یافته‌های حاضر اطلاعات مهمی برای سازوکارهای دخیل در حفاظت نوری گیاه پونه‌سای البرزی در برابر تنش‌های نوری ارائه می کند که آسیب به گیاهان را به حداقل رسانده و منجر به انتخاب اکوتیپ‌های مقاوم به شرایط تنش با ترکیبات مؤثره بیشتر به منظور استفاده‌های علمی، کشاورزی و صنعتی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

• اسید کلروژنیک
• اکوتیپ ها
• فنیل آلانین آمونیا لیاز
• فعالیت فتوشیمیایی
• پونه‌سای البرزی
• پرتو فرابنفش B

موضوعات

• زراعت و باغبانی