تاثير تنش سرما بر شدت فتوسنتز، پراكسيداسيون ليپيد، محتواي كلروفيل و پرولين در گياه آرابيدوپسيس تاليانا

Effect of Cold Stress on Variable Chlorophyll Fluorescence (Fv/Fm), Lipid Peroxidation, Chlorophyll and Proline Content in Arabidopsis thaliana L.

به‌منظور فهم برخي مكانيسم هاي فيزيولوژيك حساسيت به سرما در گياهان، اثرات تنش سرما و تيمار سرما روي مقدار كلروفيل، پرولين، مالون دي آلدهيد و كارآيي فتوشيميايي فتوسيستم II گياه آرابيدوپسيس تاليانا بررسي شد. گياهان وحشي و جهش يافته ها (chs1-1، chs1-2، chs2-1و chs2-2) پس از 4 هفته رشد در دماي 23 درجه سانتي گراد (شاهد) به‌مدت 1 هفته در معرض تيما رهاي دماي پايين (شاهد (23 درجه سانتي گراد)، تيمار سرما (13 درجه سانتي گراد) و تنش سرما (4 درجه سانتي گراد)) قرار گرفتند. نتايج كاهش معني داري در كارآيي فتوشيميايي فتوسيستم II و مقدار كلروفيل همه جهش يافته ها را تحت تيمار سرما در مقايسه با شاهد و تنش سرما نشان داد. جهش يافته هاي chs1-1 و chs1-2 كم‌ترين مقدار كلروفيل و كارآيي فتوشيميايي فتوسيستم?? را در ميان جهش يافته هاي بررسي شده داشتند. مقدار پرولين در همه جهش يافته ها و هم‌چنين در گياه وحشي با تنش سرما و تيمار سرما در مقايسه با كنترل افزايش يافت. مقدار مالون دي آلدهيد ساقه و برگ جهش يافته ها تحت تيمار سرما نسبت به 2 تيمار ديگر به‌طور چشم‌گيري تغيير كرد. افزايش پراكسيداسيون ليپيد در 2 جهش يافته chs1-1 و chs1-2 نسبت به 2 جهش يافته ديگر بارز بود. نتايج نشان داد كه جهش يافته هاي chs1-1 و chs1-2 بيش‌ترين حساسيت را در مقايسه با ديگر گياهان جهش يافته نسبت به تيمار سرما دارند بنا بر اين احتمالا برخي آسيب ها در سيستم هاي فتوسنتزي و/يا در متابوليسم پرولين ناشي از جهش در اين گياهان منجر به حساسيت نسبت به تيمار سرما شده است.

In order to understand some physiological mechanism of chilling and cold sensitivity in plants we investigate the effects of chilling and cold stress on chlorophyll and proline content, lipid peroxidation and variable chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) of Arabidopsis plant (A. thaliana L.). The four weeks-old plants (WT, and four chilling sensitive mutants [chs2-2], [chs2-1], [chs1-2] and [chs1-1]) were subjected to two different low temperature treatments (control (230 C), chilling (130 C) and cold (40 C)), for one week. Fv/Fm and chlorophyll content changed significantly in all mutants except in WT by chilling stress (130 C), compared with control and 40 C treatments. Two out of four mutants, chs1-1 and chs1-2, had lowest chlorophyll content and Fv/Fm value among the tested genotypes. The proline content increased in all mutant genotypes, as well as in WT by chilling stress and 40 C, compared with control. MDA content of shoots changed dramatically in all mutant genotypes except in WT by chilling stress, compared with control and 40 C treatments. Our findings showed that two mutants, chs1-1 and chs1-2, have had highest chilling sensitivity among the tested genotypes and had the highest proline and MDA contents. It is possible that some damages in photosynthetic systems and/or in proline metabolism via mutation cause these plants more sensitive to chilling and cold stress