فعاليت آنزيمي وبيان ژن هاي پراكسيداز و فنيل آلانين آمونيالياز در ريشه گياه كتان در تنش آلومينيم

فعاليت آنزيمي وبيان ژن هاي پراكسيداز و فنيل آلانين آمونيالياز در ريشه گياه كتان در تنش آلومينيم

سميت آلومينيم يكي از مهم‌ترين عوامل محدود كننده رشد و نمو گياهان در خاك هاي اسيدي (pH كم‌تر از 5/5) است كه خطر آن به‌علت عمليات زراعي و باران هاي اسيدي رو به افزايش است. مكانيسم سميت آلومينيم هنوز به‌روشني مشخص نشده است. ممانعت رشد ريشه، اولين پاسخ گياه به سميت آلومينيم است و اين ممانعت رشد از طريق توقف يا كاهش طويل شدن سلول هاي ريشه، احتمالاً با افزايش تركيبات فنلي ديواره، اعمال مي گردد. در اين پژوهش تاثير آلومينيم بر فعاليت و بيان آنزيم هاي دخيل در بيوسنتز تركيبات فنلي مانند فنيل آلانين آمونيالياز و پراكسيداز بررسي شد. بدين منظور گياهان كتان رشد يافته در محيط هوگلند براي دو هفته در معرض تيمار آلومينيم با غلظت‌هاي 0، 50 و 100 ميكرو مولار )به‌صورت (AlCl3.6 H2Oقرار گرفتند. نتايج نشان داد كه تيمار آلومينيم سبب كاهش رشد ريشه و افزايش ميزان فنل هاي متصل به ديواره در مقايسه با گياهان شاهد مي‌گردد. افزايش فعاليت آنزيم پراكسيداز به ويژه در بخش يوني و كووالاني به خوبي كاهش رشد ريشه را توجيه مي‌كند. افزايش فعاليت و بيان ژن فنيل آلانين آمونيالياز و نيز افزايش ميزان ليگنين تنها در بيش‌ترين غلظت آلومينيم مشاهده گرديد. بررسي بيان دو ايزوزيم پراكسيداز نشان داد كه فلكسپر 3 در مقايسه با فلكسپر 1 در سميت آلومينيم در ريشه نقش دارد.

Aluminum toxicity is one of the most important limiting factors for plant growth and development in acidic soil (pH < 5.5). Soil acidity and consequently availability of Al in the soil can be accelerated by some farming practices and acid rain. The mechanisms of Aluminum toxicity have not been elucidated yet. The first response of the plant to aluminium toxicity is the inhibition of root elongation, that is apparently resulted from increasing of cell wall cross links. Therefore, the effect of aluminium on activity and gene expression of enzymes involved in phenolic compounds biosynthesis such as phenylalanine ammonialyase and peroxidase was investigated in this research.To this end, the flax seeds grown in Hoagland’s solution were treated with 0, 50 and 100 ?M aluminium (as AlCl3. 6H2O). The results showed that aluminium decreased root growth but increased wall bound phenolics content, compared with those of the control plants. Increase of the activity of peroxidase especially in ionically and covalently fractions in Al-treated roots was consisted with reducing root growth. Increased activity, PAL expression and lignin contents were observed in higher concentrations of aluminum. The investigation of the expression of peroxidase isozymes, Flxper1 and Flxper3 suggested that Flxper3 is the isozyme which is more involved in aluminium toxicity in flax roots.