اثرات بيشبود آهن در فعاليت آنتي اكسيداني و الگوي الكتروفورزي پروتيين ها در گياه برنج رقم شفق

Effects of iron excess on the antioxidant activity and patterns of protein electrophoresis in Oryza sativa var. Shafagh

چكيده? آهن به عنوان يك عنصر ضروري در نمو كلروپلاست، فتوسنتز، ساختار خوشه هاي آهن- گوگرد، نقل و انتقال الكترون ها و به عنوان كنترل كننده سيستم هاي اكسيد و احيايي نقش دارد. بيشبود آهن مي تواند از طريق القا تنش اكسيداتيو ماكرومولكول هاي زيستي را با خطر مواجه نمايد. سميت آهن تنها ممكن است در مناطق خاصي مانند شاليزارهاي برنج به وجود آيد. هدف از اين پژوهش بررسي اثرات سميت آهن در تنش اكسيداتيو و ارزيابي راه هاي آسيب و مسيرهاي تحمل بيشبود آهن در گياه برنج رقم شفق بود. آزمايش در قالب طرح كاملاً تصادفي اجرا گرديد و آهن در غلظت هاي 10 (شاهد)، 150 و 250 ميلي گرم در ليتر به همراه محلول غذايي يوشيدا به گياه برنج داده شد. بيشبود آهن سبب كاهش معني دار رشد گياهان به ويژه ريشه شد. همچنين افزايش آهن در محيط ريشه، فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدانت و مقدار مالون دي آلدهيد به عنوان شاخص پراكسيداسيون ليپيد را افزايش داد. همچنين، مقدار فنل هاي محلول و پراكسيد هيدروژن نيز افزايش يافت. در تيمارهاي بيشبود آهن با وجود كاهش مقدار پروتيين هاي محلول تعدادي، از باندهاي پروتييني جدا شده در الكتروفورز افزايش محسوسي را نشان دادند. الگو الكتروفورزي آنزيم پراكسيداز در بخش هوايي بيانگر افزايش فعاليت اين آنزيم در تيمارهاي بيشبود آهن بود. اين نتايج آشكار ساخت كه بيشبود آهن با افزايش اكسيژن هاي فعال و پراكسيد هيدروژن سبب كاهش پروتيين و افزايش پراكسيداسيون ليپيدهاي غشايي شده و در نتيجه رشد گياه را كاهش داد. در مقابل افزايش فعاليت پراكسيدازها و غلظت فنل ها به سم زدايي اكسيژن هاي فعال و پراكسيد هيدروژن كمك كرده و تحمل تنش بيشبود آهن را ممكن ساخت. واژه هاي كليد : ي بيشبود آهن، فعاليت آنتي اكسيداني، فنل، برنج

Abstract9 Iron as an essential element has important roles in chloroplast development, photosynthesis, Fe-S clusters structure, electron transfer and control of redox systems. Excess iron could impair biomacromolecules due to induction of oxidative stress. Iron toxicity is not common and only possible in specific regions such as the Rice fields. The purpose of this investigations were the evaluation of the effects of iron toxicity, consequent oxidative stress and damage routes and tolerate pathways under excess iron in rice (Oryza sativa. L) Shafagh Cultivar. The experiments were carried out in completely randomized design and iron treatment was included 10 (control), 150 and 250 mg L-1 accompanied by Yoshida nutrient solution. Iron excess (250 mg L-1) caused significant reduction in plant growth specially roots. Also, antioxidant enzymes activity malondialdehyde (MDA) concentrations as a lipid peroxidation index were increased. In addition to, phenolica and hydrogen peroxide concentration increased under excess iron. In spite of decrease in total soluble protein content, some protein bands, identified in electrophoresis, enhanced under high levels of iron treatments. The electrophoresis pattern of peroxidase enzyme indicated higher activity of this enzyme under excess iron treatments. The results indicated that excess iron increased ROS production and lipid peroxidation and decreased protein content and plants growth. On the contrary, increase of peroxidase activity, phenols content reduced ROS and increased iron toxicity resistance. Keywords: Excess iron; Antioxidant activity; Phenol; Rice