مطالعه برخي پارامترهاي اكسيداتيو ناشي از تنش خشكي در گياه سياهدانه در شرايط

Study of some oxidative parameters induced by drought stress in Nigella sativa under hydroponic culture

تنش خشكي يكي از مهم‌ترين تنش هايي است كه از رشد گياهان ممانعت نموده و با ايجاد اختلال در تعادل بين توليد گونه هاي فعال اكسيژن و فعاليت هاي دفاعي آنتي اكسيدان گياه، ايجاد تنش اكسيداتيو مي كند. ارزيابي تحمل به خشكي گياهان دارويي به منظور كشت در مناطق خشك از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين پژوهش پارامترهاي اكسيداتيو ناشي از تنش خشكي ايجاد شده با غلظت هاي مختلف پلي اتيلن گليكول در گياه سياهدانه مورد بررسي قرار گرفت. به منظور كنترل شرايط آزمايشي از جمله جلوگيري از اثرات ساير فاكتورها نظير مسايل تغذيه اي خاك، از محيط كشت هيدروپونيك استفاده گرديد. در اين مطالعه تنش خشكي به ميزان معني داري محتوي پراكسيد هيدروژن ، پراكسيداسيون ليپيدهاي غشا و فعاليت آنزيم ليپواكسيژناز را افزايش داد كه اين نتايج نشان دهنده تنش اكسيداتيو القا شده توسط خشكي در گياه سياهدانه است. بررسي مكانيسم هاي دفاعي، از طريق اندازه گيري فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان نشان داد كه تنش خشكي فعاليت آنزيم هاي آسكوربات پراكسيداز، گاياكول پراكسيداز و كاتالاز را افزايش داد. اگرچه افزايش شدت خشكي تاثير معني داري بر افزايش فعاليت كاتالاز و گاياكول پراكسيداز تحت تنش خشكي نداشت. در اين بررسي به نظر مي رسد افزايش معني دار مقدار پرولين احتمالاً هم به خاصيت اسموليتي و هم به خاصيت آنتي اكسيداني آن مربوط باشد. افزايش پراكسيداسيون ليپيدهاي غشا و مقدار پراكسيد هيدروژن در شرايط تنش خشكي، نشان داد كه جاروب كردن و خاموش نمودن راديكال هاي آزاد اكسيژن خارج از توان گياه بوده است و القا مكانيسم هاي دفاعي گياه در مقابل صدمات اكسيداتيو موثر نبوده است. بنابراين كاربرد تركيبات حفاظتي برون زا مي تواند ظرفيت آنتي اكسيداني اين گياه را در برابر شرايط تنش افزايش دهد.

Drought stress is one of the main stresses that inhibits the growth of plants due to mainly disturbance of the balance between production of reactive oxygen species and antioxidant defense and thereby causing oxidative stress. Evaluation of medicinal plants tolerance to drought stress in order to plant them in dry region is very important. In this research, oxidative parameters of drought stress induced by different concentration of polyethylene glycol solutions in Nigella plant were investigated. To control experimental conditions including the inhibitory effects of the other factors such as soil nutrition the hydroponic medium was used. In this study, drought stress significantly increased the H2O2 content, lipid peroxidation and lipoxygenase activity which were showed the oxidative stress induced by drought in Nigella plants. Study of the defense mechanisms, through the measurement of the antioxidant enzymes activities indicated that drought stress increased the activity of ascorbate peroxidase, catalase and guaiacol peroxidase. However in this research, we observed that the increment in drought level had no significant effects on catalase and guaiacol peroxidase activity. It seemed that in this investigation the increment of proline might be related to both osmotic and antioxidant characteristic of this compound. Increase of lipid peroxidation and H2O2 content in drought stress showed that the scavenging and quenching of ROS were out of the plant ability and the induction of plant defense mechanism against oxidative damages was not effective. Therefore, the application of exogenous protect compound could increase the antioxidant capacity of plant against stress condition. Key word: Black cumin, Lipid peroxidation, Antioxidant enzymes, Proline, Hydrogen peroxide, Water deficit