رفتار متفاوت ريشه و برگ توده بومي خلر در پاسخ به تنش اكسيداتيو ناشي از شوري

Different Behavior of Root and Leaf in Grass Pea Landraces in Response to Oxidative Stress Caused by Salinity

با توجه به اهميت گياهان علوفه‌اي و ضرورت استفاده از ذخاير ژنتيكي موجود جهت غلبه بر تنش‌هاي محيطي از جمله شوري، بذور يكنواخت خلر (توده بومي مراغه) انتخاب و به شكل هيدروپونيك پرورش يافتند. پس از رسيدن گياهچه‌ها به مرحله چهار تا پنج برگي، گياهچه‌ها به مدت 10 روز در تنش شوري 200 ميلي‌مولار قرار گرفتند. سپس از برگ و ريشه گياهچه‌ها، نمونه برداري و آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان درگير در سازوكارهاي دفاعي ارزيابي شدند. نتايج ارزيابي فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان در برگ خلر نشان داد كه علي‌رغم افزايش معني‌دار آنزيم‌هاي كاتالاز، سوپراكسيد ديسموتاز كل و گاياكول پراكسيداز ولي ميزان آسيب به غشاها افزايش يافته‌است. احتمال مي‌رود علت افزايش آسيب به غشاها ناشي از عدم افزايش معني‌دار آنزيم آسكوربات پراكسيداز و آيزوزيم Cu/Zn-SOD ‌باشد. زيرا فعاليت كم اين آنزيم‌ها سبب اجراي ناكارآمد چرخه مهلر و در پي آن كاهش كارآيي چرخه گزانتوفيل و تغيير حالت تيلاكوييد مي‌گردد. در نتيجه توليد انواع اكسيژن فعال بر مكانيسم‌هاي دفاعي گياه غلبه نموده و سبب افزايش ميزان پراكسيداسيون ليپيدي در تنش شوري مي‌شود. ميزان آسيب به غشاهاي سلولي و اندامك‌ها در ريشه و تحت شرايط تنش شوري نسبت به شاهد كاهش چشمگيري يافت كه برخلاف انتظار مي‌باشد. احتمال مي‌رود كه تغيير در تركيب اسيدهاي چرب به كار رفته در ساختار غشاها عامل بروز چنين رفتاري در ريشه باشد.

In attention to the importance of forage plants and the necessity to use genetic resources and in order to overcome the environmental stresses such as salinity, uniform grass pea seeds (landrace of Maragheh) were selected and grown in hydroponic system. At 4-5 leaves stage, seedlings were subjected to 200 mM salt stress for a period of 10 days. Sampling was done from the leaves and roots of seedlings and it used to assess the antioxidant enzymes involving in defense mechanisms. Evaluation of antioxidant enzymes in grass pea leaves showed that despite a significant increase in catalase, total superoxide dismutase and guaiacol peroxidase, injury to the membranes has been increased. Likely, the increased damage to membranes would be caused by lack of significant increase in ascorbate peroxidase and isozyme of Cu/Zn-SOD. Because the low activity of this enzymes led to inefficient implementation of Mehler cycle following by reduce efficiency of xantophyll cycle and a change in Tylakoid status. Therefore, ROS production overcomes the plant defense mechanisms leading to increased lipid peroxidation under salinity. Interestingly in the root and under salt stress, the rate of damage to cell and organelle membranes was significantly reduced compared with the control. It seems unexpected behavior of root may be due to the changes in fatty acid compositions of the membranes structure.