تحقیقات انجام شده با موضوع : ارزیابی تغییرات رشد رویشی و زایشی و میزان موسیلاژ گیاه ختمی- فایل ۳ |
کلیه عواملی که موجب بروز ناهنجاریهایی در گیاه می شود را تنش میگویند. تنشهای گیاهی شامل تنشهای زیستی مانند آفات و بیماریها و تنشهای غیرزیستی مانند نور، دما، خشکی، شوری، آلایندهها و عناصر سنگین میباشد که در شرایط طبیعی ممکن است به گیاه تحمیل شود. بروز علائم تنش حاکی از آن است که در مسیرهای متابولیسمی گیاه اختلالاتی به وجود آمده است. اگر تنش شدید باشد، می تواند باعث عدم تشکیل دانه، پیری و مرگ گیاه شود (Hopkins, 2004).
۲-۲- شوری
شوری از مهمترین تنشهای غیرزیستی محیطی است که بر تولید محصولات کشاورزی تاثیر منفی دارد. تنش شوری افزایش میزان نمکها و عناصر معدنی محلول در خاک و آب است (پارسا و همکاران، ۱۳۸۸). شوری خاک زمانی رخ میدهد که غلظت نمکها بخصوص NaCl در قشر سطحی زمین تا حدی افزایش یابد که انباشته شدن نمکها در محیط اطراف ریشه گیاه، رشد آن را محدود سازد. NaCl در خاک ایجاد سمیت کرده و به گیاه آسیب میرساند (همایی، ۱۳۹۱). افزایش زمینهای شور و کمبود آبهای شیرین توجه پژوهشگران را به شوری جلب کرده است. هرچند، فراوانترین یونهایی که در محیط ریشه انباشته میشوند، سدیم و کلر میباشند، تجمع کاتیونهایی مانند منیزیم و کلسیم و آنیونهایی مانند بیکربنات و سولفات نیز باعث شوری خاک میشوند (پارسا و همکاران، ۱۳۸۸). دلایل متعددی برای شوری خاک وجود دارد، اما در بسیاری اوقات آبی که برای آبیاری اراضی استفاده می شود، حاوی املاح محلول است که بعد از تبخیر آب نمکها به سطح خاک آمده و تجمع پیدا می کنند و به مرور زمان موجب افزایش شوری اراضی میشوند (کلباسی، ۱۳۵۹). غلظت زیاد نمک در ناحیه ریشه موجب القای تنش در مناطق مدیترانهای در فصل تابستان می شود که دلیل آن دمای بالا، کاهش آب در دسترس گیاه و کیفیت آب میباشد (Massai et al, 2004).
۲-۳- سطح زمینهای شور در جهان و ایران
بیش از ۶% کل اراضی جهان و قریب به ۵۰% از اراضی آبی دنیا دارای مشکل شوری هستند (یزدانی بیوکی و رضوانی مقدم، ۱۳۹۱). سطح زمینهای شور در ایران در حدود ۲۵ میلیون هکتار میباشد که به دلیل مدیریت ضعیف آبیاری رو به افزایش است (تدین و امام، ۱۳۸۶). در دنیا کشور ایران بعد از چین و هند بیشترین درصد زمینهای شور را به خود اختصاص داده است. حدود ۹۰% ایران دارای اقلیم خشک و نیمه خشک میباشد. ۱۵% کل ایران، ۳۰% از دشتها و بیش از ۵۰% زمینهای زیر کشت آبی کشورمان دچار مشکل شوری هستند. افزایش شوری اراضی زراعی موجب کاهش بهرهوری کشاورز می شود (دادرس و همکاران، ۱۳۹۱).
آمارها نشان داده در استان گلستان که یکی از قطبهای کشاورزی ایران محسوب می شود، سطح زمینهای شور زیاد است و مقدار شوری از کوهپایهها به سمت دشت گرگان و سواحل دریاچه خزر افزایش پیدا می کند (جعفری و عصری، ۱۳۷۴).
۲-۴- اثرات شوری در گیاهان
شوری از دو طریق اصلی اثرات زیانبار خود را بر گیاه تحمیل میکند. اول، غلظت بالای نمک در اطراف ریشه باعث کاهش پتانسیل آب خاک، کمبود آب در دسترس، کاهش جذب آب و در نتیجه کمبود آب در گیاه می شود که خود اثرات ثانویه زیادی در گیاه دارد. برای مثال کم آبی ناشی از شوری سبب از دست دادن فشار تورگر، کاهش رشد و بزرگ شدن سلولها و در نهایت مرگ آنها می شود. دوم، افزایش انباشتگی یونهای سمی سدیم و کلرید در گیاه باعث عدم تعادل یونی، کاهش جذب یونهای ضروری و سمیت یونی می شود.
در پی تنش شوری تنشهای ثانویه نظیر تنش اکسیداتیو تشدید میشود و انواع اکسیژن فعال تولید میگردد. الکترونهای تراوش شده از زنجیرهی انتقال الکترون با اکسیژن مولکولی واکنش می دهند و اکسیژن فعال مانند پراکسیدهیدروژن H2O2، سوپراکسید O2- و رادیکال هیدروکسیل (OH) تولید می شود. این محصولات برای گیاه بسیار سمی هستند و به متابولیسم پروتئینها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک صدمه میزنند و سبب تخریب لیپیدهای غشای سلول میشوند (Mittal and Dubey, 1991; Molassiotis, 2006)، این امر ممکن است فرآیندهای حیاتی مانند تنفس و کارکرد بهینه غشاهای زیستی رامختل کند (Adnan et al, 2011). در ذیل برخی از اثرات ثانویه شوری که با این پژوهش بیشتر مرتبط هستند شرح داده میشوند
۲-۵- تأثیر شوری در مراحل مختلف رشد گیاه
شوری یک اثر فوری دارد که در همان ابتدای تنش باعث اختلال در جذب آب می شود که به آن اثر اسمزی میگویند و یک اثر آهسته دارد که به تدریج نمک در برگها باعث ایجاد سمیت در گیاه، مرگ برگهای مسن، کاهش سطح برگ و کاهش فتوسنتز می شود (Munns, 2002; Munns 2005). ابتدا در تنش شوری سلولها آب از دست می دهند و کوچک میشوند، اما بعد از گذشت چند ساعت حجم اصلی خود را دوباره بهدست میآورند. گیاه برای مقاومت به شوری، نمک را در واکوئل سلولهایش ذخیره می کند تا از مرگ سلول جلوگیری کند (Munns, 2008, 2005). گیاهان جوان نسبت به شوری حساستر هستند، زیرا ریشه های آنها در سطح فوقانی خاک که حاوی غلظتهای بیشتر نمک است قرار دارند. در نتیجه رشد این گیاهان کم یا متوقف می شود و علائم نکروز روی آنها مشاهده می شود (ابراهیمی و ناصریان خیابانی، ۱۳۸۲). کاهش رشد رویشی گیاه به سبب کم شدن تورگر سلولها در شرایط شور متأثر از فرایندهای اسمزی است (اعتصامی و گالشی ، ۱۳۸۷).
گیاهانی که به شدت تحت تنش شوری قرار میگیرند سپس از هفتهها و ماهها تفاوت واضحی از لحاظ رشدی با گیاهان بدون تنش نشان می دهند. شوری به طور کلی مانع جذب آب توسط گیاهان نمی شود، زیرا گیاهان قادر به تنظیم اسمزی در محیط ریشه هستند. اما دلیل اصلی کاهش رشد تحت تأثیر شوری، استفادهی گیاه از ترکیبات آلی مانند پرولین و کربوهیدراتها میباشد که تولید این گیاهان نیاز به حرف انرژی دارد. بنابراین رشد گیاهان تحت تنش شوری کاهش مییابد. گیاهان تحت شوری ممکن است علائم سوختگی برگ شوند که ناشی از سمیت یونهای سدیم وکلر است. برگهای این گیاهان به دلیل عدم رشد ممکن است زرد شده و ریزش کنند. دربسیاری از موارد رنگ برگها سبز تیره و رشد متوقف می شود (Marschner, 1995). یکی از معمولترین اثرات کاهش رشد، کاهش سطح برگهای گیاه در اثر افزایش شوری میباشد، بنابراین حتی زمانی که میزان فتوسنتز در واحد سطح برگ تغییر نکند میزان رشد به سبب کاهش سطح فتوسنتز کننده در کل گیاه کاهش پیدا خواهد کرد (Ashraf et al,1989). در مجموع سمیت یونها و کاهش پتانسیل آب خاک بر تجمع اصلاح و ایجاد تنش خشکی فیزیولوژیک در محیط ریشه عوامل خسـارت شـوری بر گیـاهـان هستند (Munns, 2002).
عنصر نیتروژن که از عناصر مهم در رشد گیاه است، تحت شوری دچار اختلال در جذب می شود که دلیل آن ممانعت از جذب آن توسط یون کلرید است (Grattan and Grieve, 1999). ریشه گیاه به دلیل جذب عناصر به طور مستقیم با محیط ریشه در تماس است. از دلایل کاهش رشد و عملکرد در شرایط شور میتوان به افزایش مصرف انرژی برای خروج یونهای سدیم که در محیط افزایش یافتهاند و مقابله با شرایط نامناسب تنش اشاره کرد. این شرایط باعث مصرف زیاد انرژی شده، در نتیجه رشد و عملکرد گیاه کاهش مییابد. دلیل دیگر کاهش رشد گیاه سمیت یونهای مضر، ایجاد اختلال در فعالیتهای زیستی و متابولیسمی، از بین رفتن تعادل یونی و اسمزی و کاهش فتوسنتز است (دادرس و همکاران، ۱۳۹۱). تنش شوری از طریق کمبود آب در دسترس گیاه، سمیت یونها و محدودیت در جذب عناصر غذایی باعث کاهش رشد سلولی، کاهش سطح برگ، کاهش رشد اجزای گیاه و در نهایت کاهش زیست توده میگردد (Ali et al, 2004).
Kaya و همکاران (۲۰۰۲) گزارش کردند که شوری باعث کاهش میزان رشد در بخش هوایی و ریشه، کاهش سطح برگ و ایجاد برگهای کوچک شد.
پاسخ گیاه به شوری در مراحل مختلف رشد متفاوت است، گیاه در ابتدای دوره رشدی به شوری حساستر است و با افزایش سن، این حساسیت کمتر می شود. ولی در مجموع تنش شوری باعث کاهش گلدهی، عملکرد دانه و وزن محصول می شود. مرحله پرشدن دانه در گیاه نیز از مراحل بسیار حساس به شوری است (Cuartero, 2006).
تحقیقات روی گندم و وجو نشان داده نشان داده که تنش شوری طول دورهی رشد زایشی را کاهش داده، پیری را تسریع و میزان محصول را کاهش میدهد (Gorham, 1985; Munns, 2003). شوری به دلیل جلوگیری از رشد و توسعه گیاه باعث کاهش تعداد و سطح برگها، میوه ها و دانهها می شود که این تغییرات سبب کاهش عملکرد گیاه می شود (پوستینی و سی و سه مرده، ۱۳۸۰). باقری وحیدری شریف آباد (۱۳۸۸) طی تحقیقاتی گزارش کردند که افزایش شوری باعث کاهش تعداد دانه، وزن هزار دانه، رسیدگی و پرشدن دانه و کاهش عملکرد محصول در گیاه جو شد.
۲-۶- تأثیر شوری بر ارتباطات آب در گیاه
۲-۶-۱- تأثیر شوری بر تعداد روزنه
بسته شدن روزنهها در تنش شوری به سبب جلوگیری از اتلاف آب و کاهش پتانسیل آب بافتها است. شوری سبب کاهش هدایت روزنهای در گیاهان می شود (Tattini et al, 1999). تنش شوری باعث بسته شدن جزئی روزنهها می شود و روزنهها در برابر انتقال CO2 از خود مقاومت نشان می دهند (تباراحمدی و بابائیان جلودار، ۱۳۸۱). امینی و عابدینی (۱۳۹۱) گزارش کردند که با افزایش غلظت نمک از تعداد، طول و عرض روزنهها به طور معنیداری کاسته شده است.
۲-۶-۲- تأثیر شوری بر محتوی نسبی آب برگ (RWC)
محتوی نسبی آب برگ برآورد مناسبی از وضیعت آب گیاه است. جذب آب به سلولها تحت تأثیر پتانسیل آب برگ و تنظیم اسمزی انجام میگیرد (Gonzalez and Gonzalez- Vilar, 2003). شوری با کاهش جذب آب منجر به کاهش محتوی نسبی آب برگ می شود (El- Bassiony et al, 2005).
۲-۷- تأثیر شوری بر عوامل فیزیولوژیک
۲-۷-۱- تأثیر شوری بر رنگیزهها و فتوسنتز
فتوسنتز یکی از فرایندهای فیزیولوژیکی مهم است که تحت تاثیر عوامل تنشزا قرار میگیرد (حیدری شریف آباد، ۱۳۸۰). از آثار شوری میتوان به کاهش فعالیت فتوسنتزی به دلیل کاهش میزان کلروفیل و کاهش جذب CO2 اشاره کرد (Francisco et al, 2002). سطح کلروفیل شاخص خوبی از عملکرد فتوسنتز است. تحقیقات نشان داده که سطح کلروفیل گیاهان، تحت تنشهای شوری بالا به شدت کاهش مییابد و کلروفیل تخریب می شود (Rao, 1986; xu, 2000). فتوسنتز مهمترین فرایندی است که تحت تأثیر شوری قرار میگیرد (Adnan shahid et al, 2011). فرایند رشد گیاه وابسته به نور است، کلرید سدیم به گیرندههای نور آسیب میرساند و مانع رشد می شود (تبار احمدی و بابائیان جلودار، ۱۳۸۱).
میزان فتوسنتز تحت تنش شوری به دلیل بسته شدن روزنهها و محدودیت گسترش سطح برگها نیز کاهش مییابد (Gorham, 1985). کاهش فتوسنتز در تنش شوری می تواند به دلیل کاهش هدایت روزانه، کاهش جذب کربن و کاهش توانایی فتوشیمیایی باشد (Sairam, 2002). یکی از دلایل کاهش فتوسنتز، کم آبی فیزیولوژیک بوده که در اثر منفی شدن پتانسیل اسمزی محیط ریشه گیاه و اختلال در جذب آب به وجود می آید. کاهش آب بافتهای گیاهی از عوامل محدود کننده فتوسنتز میباشد (Bybordia et al, 2010). از طرف دیگر در شرایط تنش توازن بین جذب و مصرف انرژی توسط اندام فتوسنتزی موجب تولید اکسیژن فعال (Ros) می شود که باعث بروز صدمات اکسیداتیو می شود (Blokina et al, 2003).
یکی از اثرات مهم شوری زردی و پیری زودرس برگها است و عامل مهم در این بین کاهش میزان کلروفیل در شرایط شور میباشد. کاهش غلظت کلروفیل یکی از عوامل تأثیرگذار در میزان ظرفیت فتوسنتزی گیاه به حساب می آید و با افزایش میزان شوری موجب ضعیف شدن کارایی برگها در انجام فتوسنتز وشدت یافتن صدمات استرس گردیده است. بنابراین کاهش پارامترهای رویشی گیاه در تنش شوری را مـیتـوان بـه کـاهش مـیزان مـواد فتوسنتزی بـرای تأمیـن رشـد سـبزینهای نسبـت داد (Qasim et al, 2003). در شرایط شور غلظت کلروفیل کاهش پیدا می کند که دلیل آن می تواند کاهش سنتز کلروفیل و تخریب آن باشد. تخریب مولکولهای کلروفیل به وسیله جدا شدن زنجیره فیتولی از حلقه پورفیرین در اثر رادیکالهلی آزاد اکسیژن یا آنزیم کلروفیلاز انجام می شود. شوری باعث زیاد شدن رادیکالهای آزاد اکسیژن در کلروپلاست، تخریب کلروفیل و غشای کلروپلاست می شود که منجر به کاهش فتوسنتز و رشد گیاه می شود (حیدری شریف آباد، ۱۳۸۰).
Romeroaranda و همکاران (۲۰۰۱) گزارش کردند که تجمع یونهای Na+ و Cl- در برگهای گیاه به دلیل بستن روزنهها و کاهش کلروفیل سبب کاهش فتوسنتز در گیاه گوجه فرنگی گردید. از دلایل دیگر کاهش کلروفیلها، رقابت و پیشی گرفتن آنزیم گلوتامینکیناز از آنزیم گلوتاماتلیگاز (اولین آنزیم مسیر بیوسنتز کلروفیل) در تنش شوری است که سبب می شود پیشساز گلوتامات بیشتر صـرف ایجـاد پرولیـن شـود و بنابرایـن بیوسنتز کلروفیل بـا محـدودیـت مـواجـه میشـود (Bybordib et al, 2010).
شهبازی و محقق دوست (۱۳۷۵) بیان کردند در شرایط شور غلظت کلروفیل کاهش پیدا می کند. در گیاه روناس شوری ابتدا باعث افزایش کلروفیل شد و با زیاد شدن سطوح شوری در غلظت کلروفیل کاهش معنیداری مشاهده شد (عباسی و همکاران، ۱۳۸۸). اشرف طی مطالعاتی به این نتیجه رسید که اثر شوری بر میزان کلروفیل با توقف آنزیم خاصی که مسئول سنتز رنگیزههای سبز در گیاه است در ارتباط است (Ashraf, 1989).
کلروپلاستها علاوه بر کلروفیل، حاوی رنگیزههایی شامل کاروتن و زانتوفیل نیز هستند. کارتنوئیدها رنگیزههای نارنجی و زرد بوده که محلول در چربی هستند و در غشای تیلاکوئید کلروپلاست یافت میشوند. وظیفه کارتنوئیدها حفاظت نوری از مولکولهای کلروفیل و جمعآوری انرژی میباشد (Ahmadi et al, 2007). این رنگیزهها در گروه آنتیاکسیدانهای غیرآنزیمی جای میگیرند (Telesinski et al, 2008). آذری و همکاران طی تحقیقات خود (۱۳۸۸) اعلام کردند که تنش شوری اثر معنیداری بر رنگدانههای کارتنوئید نداشته است. کافی و همکاران نیز (۱۳۸۹) گزارش کردند شوری اثر معنیداری بر میزان کارتنوئید در گیاه نخود نداشته است.
۲-۷-۲- تأثیر شوری بر موم
در گیاهان برای مقابله با تنش، مکانیسمهای مقاومت شامل ایجاد شرایطی در داخل سلول است که اثر عامل تنشزا را کاهش دهد. توسعه کوتیکول یکی از راههای اساسی مقاومت در برابر از دست دادن آب است. موم رابط اصلی بین گیاه و محیط زیست است و نقش کلیدی در حفظ انسجام گیاه در محیط ایفا می کند. موم یک لایهی آبگریز متشکل از زنجیرههای طولانی مولکولهای چربی است (Shepherd and Wynne Griffiths, 2006). در گیـاهـان در معـرض تنـش شـوری رسـوب مـوم افـزایـش پیـدا کـرده که ایـن افزایـش در درجـهی اول در پاسـخ به کمبـود آب رخ میدهـد (Mills et al, 2001).
۲-۸- تأثیر شوری بر انباشتگی یونهای سدیم و پتاسیم
تنش شوری اختلالات وسیعی در سلولهای گیاه ایجاد می کند. شوری منجر به تجمع کاتیون سمی Na+ و یون Cl- می شود. مقاومت به شوری به مختصات فیزیولوژیک گیاه بستگی دارد (Bruria and Arie, 1998). یونهای اصلی موجود در خاکهای شور شامل Na+ و Cl- بر جذب مواد غذایی از طریق اختلال در نفوذ پذیری غشا و اثرات رقابتی تاثیر می گذارد. مطالعات زیادی کاهش غلظت یون K+ در شرایط شور در گیاه نشان داده است (Francisco et al, 2002). دلیل کاهش این یون فرایندهای رقابتی با یون Na+ در بخش ریشه است (Garcia-Lidon et al, 1998).
سدیم یک کاتیون محلول است. غلظت بالای آن پایداری یونهای داخل سلول را برهم میزند و سبب اختلال در عملکرد غشا، واکنشهای متابولیکی، توقف رشد و مرگ سلول می شود (Wang et al, 2004). پتاسیم جز عناصر غذایی پرمصرف میباشد که نقش اصلی آن تنظیم اسمزی در گیاهان است. این عنصر در فعالیت آنزیمها، کوآنزیمها و خنثی کردن یونهای باردار شده غیرقابل انتشار نقش دارد (Bohnert et al, 1999).
نتایج بدست آمده روی لیمو، توسط ابوطالبی و هکارانش (۱۳۸۶) حاکی از آن بود که افزایش غلظت نمک باعث افزایش پتاسیم و سدیم در اکثر ارقام شد. مختاری و همکاران (۱۳۸۹) بیان کردند که افزایش سطوح شوری موجب افزایش سدیم و کاهش پتاسیم در برگهای گیاه گوجه فرنگی شد. پژوهشهای صورت گرفته توسط Noitsakis و همکاران (۱۹۹۷) نشان داد که تنش شوری موجب افزایش غلظت یونهای سدیم و کلر در سطح برگهای گیاه شد.
۲-۹- تأثیر شوری بر فرایندهای بیوشیمیایی
۲-۹-۱- تأثیر شوری بر قندهای محلول
مطالعات بیوشیمیایی نشان داده که تحت تیمار شوری در گیاهان، مواد محلول با وزن مولکولی کم به نام مواد محلول سازگار در گیاهان تجمع مییابند که به عنوان محافظ اسمزی عمل می کنند. یکی از مهمترین عوامل محافظت از گیاه در شرایط تنش غیرزیستی تنظیمکننده های اسمزی است (Parvaiz and Satyawati, 2008). قندهای محلول در تنظیم اسمزی سلولها نقش مهمی دارند. تغییر غلظت قندها در ایجاد تحمل به تنش مهم است، این ترکیبات به صورت مستقیم با واکنشهایی مثل تنفس، فتوسنتز و انتقال مواد فتوسنتزی ارتباط دارند (Ahmadi and Niazi Ardekani, 2006).
قندهای محلول شاخصی برای تنظیم اسمزی در شرایط تنش میباشند. شوری باعث تجمع قندهای محلول در گیاه می شود. افزایش غلظت قندهای محلول تحت تنش شوری احتمالاً در سازگاری و ایجاد تحمل به شوری نقش دارند (Geholt et al, 2005). پژوهشگران افزایش غلظت قندها را یکی از بهترین محافظان گیاهان در محیط شور معرفی کرده اند. افزایش قندها یک سپر دفاعی برای مقاومت به تنش است (باقری وحیدری شریف آباد ۱۳۸۸).
قندها باعث تنظیم اسمزی، پایداری و حفظ پروتئینهای سلولها و غشاها میشوند. این اعمال از طریق شکل گیری پیوندهای هیدروژنی میان گروه های کربوکسیل قندها و زنجیرههای قطبی پروتئینها صورت میگیرد (Koster and Leopold, 1988). افزایش شوری مقدار تبادلات دیاکسیدکربن را کاهش میدهد. تحت شرایط شور، فتوسنتز نسبت به مصرف آسمیلاتها در دوره رشد کمتر تحت تـأثیر قـرار میگیرد و بنابراین قندها (اغلب به استثناء نشاسته ) و بقیه محصولات متابولیکی درون سلولهای گیاه تجمع مییابند، اهمیت نسبی این مواد در تنظیم اسمزی به گونه گیاهی، بافت و میزان شوری بستگی دارد (بایبوردی و همکاران، ۱۳۸۹).
قندها میتوانند به روشهای مختلف در تحمل به تنشها در گیاهان ایفای نقش کنند، افزایش قندها در تنش شوری توسط پژوهشگران گزارش شده است (Dubey and Singh, 1999). افزایش غلظت قندها در تنش شوری توسط مختاری و همکاران (۱۳۸۹) ، Moscolo و همکاران (۲۰۰۳)، Dubey و Singh در (۱۹۹۹)، Paridaو Dus (2002) و Tattini و همکاران (۲۰۰۲) گزارش شد. گزارش خاوری نژاد و مستوفی (۱۹۹۸) نیز حاکی از افزایش قابل ملاحظه انباشت قندهای محلول در گوجه فرنگی در شرایط شور بود.
نقش اصلی این تنظیم کنندهها تنظیم و حفظ اسمزی، ذخیرهسازی کربن و روبشگری رادیکالها است (Bohnert and Jensen, 1996). انباشته شدن قندها ممکن است به دلیل حساسیت کمتر فتوسنتز در مقایسه با رشد در شرایط تنش باشد. در نتیجه قندها تولید میشوند و در گیاه تجمع مییابند، ولی نمیتوانند صرف رشد گیاه شوند (باقری وحیدری شریف آباد، ۱۳۸۸). غلامی و راحمی (۱۳۸۸) طی تحقیقاتی روی گیاه هلو گزارش کردند غلظت قندهای محلول تا غلظت ۴۵ میلی مولار نمک نسبت به شاهد کاهش یافت و پس از آن روند افزایشی پیدا کرد، به هر حال به جز در تیمار ۴۵ میلیمولار تفاوتها نسبت به شاهد معنیدار نبود.
۲-۹-۲- تأثیر شوری بر نشاسته
بـرخی مطالعـات نشان داده که شـوری بـاعث تجزیه نشاسـته در گـیـاه میشـود. فعالیــت آنـزیـمهایی نظیر استـارچ فسفریلـاز، ساکـارز فسفات سینتاز افزایـش و فعالیـت اینورتـاز کـاهش مییـابد (Dubey abd Rani, 1999). تنش سبب افزایش تنفس و تجزیه نشاسته به کربوهیدراتهای کوچکتر می شود (باقری وحیدری شریف آباد، ۱۳۸۸). کریمی و همکاران (۱۳۸۵) طی تحقیقاتی بر روی آتریپلکس این گونه بیان کردند که میزان نشاسته در بافت برگ در شوری کم افزایش داشته، ولی با زیاد شدن غلظت نمک میزان نشاسته نیز کاهش یافته است. این کاهش نشان دهنده تجزیه شدن نشاسته و تبدیل آن به قندهای محلول برای حفظ پتانسیل اسمزی است.
۲-۹-۳- تأثیر شوری بر پرولین
گیاهان از طریق مکانیسمهای مختلف بیوشیمیایی قادر به تحمل شوری هستند. این سازوکارها به حفظ و نگهداری آب و حفظ تعادل یونها کمک می کند. یکی از مکانیسمهای سازگاری با شوری تولید مواد فعال اسمزی مانند پرولین و ذخیره آن در سیتوپلاسم سلول میباشد (مختاری و همکاران، ۱۳۸۹). گیاهان از روشهای مختلفی برای مقابله با شوری استفاده می کنند که در میان این پاسخهـا انباشـت محافظهای اسمزی از جمله پرولین و قندهای محلول بیشترین نقش را در تنظیم اسمزی ایفا می کنند (Hasegawa et al, 2000).
مختاری و همکاران (۱۳۸۹) طی تحقیقی که بر روی گوجه فرنگی انجام دادند گزارش کردند مقدار پرولین آزاد برگها در سطوح مختلف تنش شوری افزایش معنیدار و چشمگیری در سطح ۰۵/۰ داشت. احتمالاً گیاه گوجه فرنگی با بهره گرفتن از محافظتکننده های اسمزی اصلی از جمله پرولین و قندهای محلول میزان مقاومت به تنش شوری را افزایش داده و این ترکیبات تنظیمکننده در تعادل با یکدیگر سازوکار بسیار مهمی را در سازگاری گیاهان با شوری اعمال می کنند.
تجمع پرولین در تنش شوری توسط پژوهشگران زیادی گزارش شده است، Meloni و همکاران (۲۰۰۱) با بررسی گیاه کتان و Bussisو Heineke (1998) با مطالعه گیاه سیب زمینی، پرولین را تنظیمکننده اسمزی در شرایط تنش عنوان کردند. انباشتگی پرولین تحت تنش شوری در یونجه و چغندر نیز گزارش شده است (Trinchant, 2004; Kumar, 2004).
هنگام وقوع تنش، گیاه با افزایش زیستساخت اسیدهای آمینه مانند پرولین باعث حفظ فشار اسمزی و رشد سلول می شود. پرولین در زمان وقوع تنش شوری برای تنظیم اسمزی فعال در سلولها تجمع مییابد. در شرایط تنش شوری افزایش میزان پرولیت باعث ایجاد مقاومت در گیاه می شود. همچنین پرولین نقش حفاظتی برای پروتئینها و آنزیمها در شرایط تنش دارد. تغییرات غلظت پرولین به عنوان شاخص تنش شوری آبی تلقی می شود (Vendruscolo, 2007).
پرولین یک ترکیب اسمزی سازگار است که در ایجاد مقاومت به شوری نقش دارد. مطالعات زیادی نشان داده که نقش پرولین به ادامه بقا مربوط می شود نه نگهداری رشد (Aspinal and Paleg, 2000). تجمع پرولین در مواجهه با تنش ممکن است به دلیل فعالسازی آنزیم های بیوسنتزی پرولین، کاهش اکسیداتیو و تبدیل آن به گلوتامات و کاهش بهره گیری از پرولین در سنتز پروتئین باشد (Maggio et al, 2002). پرولین به عنوان یک مولکول پیام تنظیمی عمل می کند و سبب فعال شدن پاسخهای مختلفی می شود که جزء فرایندهای سازگاری بهحساب می آید. پرولین می تواند در تثبیت فسفولیپیدهای غشاء، تنظیم پتانسیل ردوکس سلول، تنظیم اسیدیته، محافظت از پروتیینها و آنزیمها در برابر دناتوره شدن موثر واقع شود و به عنوان یک منبع نیتروژن و کربن در سلولها عمل کند (Chen and Murata, 2000).
پرولین به عنوان وسیعترین اسمولیت ذخیره شده در برابر تنش عمل می کند و اهمیت تجمع آن در حفظ وضعیت آب گیاه بسیار مهم است (Amini and Ehsanpour, 2005). در پژوهشهایی علی و همکاران (۱۹۹۹) به این نتیجه دست یافتند که پرولین مانند یک مولکول علامتدهنده و تنظیمکننده که قادر است زمانی که گیاه در مواجهه با تنش شوری قرار دارد به مقاومت در برابر شوری عملکرد مضاعفی بدهد. طی تحقیقات صورت گرفته توسطBartels وSunkar (2005)گزارش کردند که تنش شوری باعث افزایش غلظت پرولین در سطح برگهای گیاه شد. غلامی و راحمی (۱۳۸۸) در گیاه هلو مشاهده کردند که با افزایش تیمار شوری میزان پرولین در برگها افزایش یافت، ولی این افزایش فقط در سطوح بالای نمک نسبت به شاهد معنیدار بود.
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-02] [ 12:36:00 ق.ظ ]
|