كاهش تحمل به تنش اكسيداسيون نوري با افزايش سن برگ آفتابگردان

Decline of tolerance in leaf photooxidative-stress with age in sunflower

به منظور بررسي الگوي رفتاري تحمل به تنش اكسيداسيون نوري با افزايش سن برگ، بذرهاي آفتابگردان در مزرعه كشت شدند. در مرحله گرده‌افشاني، برگ‌هاي موجود در بوته‌هاي آفتابگردان به سه گروه جوان، ميان‌سال و مسن تقسيم شد تا تغييرات توان دفاعي سلول با افزايش سن برگ، به همراه مدل‌سازي شدت‌هاي مختلف نور و تاثير آن بر اكسيداسيون نوري مواد زيستي در سنين مختلف برگ بررسي شود. نتايج حاصل نشان داد كه با وجود كاهش نيافتن محتواي كلروفيل در برگ‌ها با افزايش سن، ميزان پروتيين كل و شاخص پايداري غشا كاهش يافته ‌است. علاوه بر آن، ميزان پراكسيداسيون ليپيدي و پراكسيد هيدروژن نيز با افزايش سن در برگ‌ها به طور معني‌داري افزايش يافت. اين در حالي بود كه ميزان فعاليت آنزيم‌هاي جمع‌آوري كننده پراكسيد هيدروژن و گلوتاتيون S-ترانسفراز در برگ‌هاي مسن نسبت به جوان‌تر‌ها افزايش يافته ‌است. اين نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش سن برگ توان دفاعي سلول كاهش يافته، ميزان توليد اكسيدان‌ها بيش از جمع‌آوري آنهاست. نتايج حاصل از مدل‌سازي شدت‌هاي مختلف نور نيز نشان داد كه به هنگام قرار گرفتن در شدت‌هاي بالاي نور، ميزان توليد پراكسيد هيدروژن در برگ‌هاي مسن بسيار افزايش مي‌يابد. اين در حالي ‌است كه فعاليت آنزيم‌هاي جمع‌آوري كننده آن و آنزيم گلوتاتيون S-ترانسفراز در مقايسه با شدت‌هاي نور كم كاهش يافته است. برآيند اين عوامل باعث شد تا در برگ‌هاي مسن شدت نور بالا به اكسيده شدن كلروفيل و كاهش آن منجر شود. بنابراين، نتايج حاصل نشان مي‌دهند كه در شدت‌هاي بالاي نور به علت كاهش توان دفاعي سلول، تنش اكسيداسيون شديدتري در برگ‌هاي مسن نسبت به برگ‌هاي جوان اتفاق مي‌افتد.

Sunflower seeds were planted under field conditions in order to investigate the behavioral pattern of photooxidation tolerance in plants in response to leaf aging. During pollination stage, the leaves were theoretically divided into three sections including young, middle aged and senescent leaves, so that the cell defense potential would change with leaf aging, and then modeling of different intensities of light and its effects on light oxidation of biological materials in the leaves of different ages was investigated. The results from the first series of experiments showed that despite of no change of chlorophyll content in leaves due to leaf aging, total protein content and membrane stability index were declined. Furthermore, lipid peroxidation and hydrogen peroxide were increased in respond to leaf aging. Meanwhile, the activity of hydrogen peroxide scavenging enzymes and glutathione S-transferase in senescent leaves were higher than that of young leaves. Overall, the results showed that with any increase in leaf age, defense potential of cells slowed down and the production of oxidants exceeded the scavenging potential of the cells. The results of modeling of different intensities of light revealed that in senescent leaves under high light intensities, hydrogen peroxide reached to its highest levels. However, under those light condition, hydrogen peroxide scavenging enzymes and glutathione S-transferse activities were recorded at amounts lower than that of low light intensities. The outcome of the above mentioned factors lead to oxidation of chlorophyll and subsequently its content reduction under highlight intensities in aged leaves. In total, under high light intensities, the damage of oxidation stress on aged leaves was more intensified compared to young leaves mainly due to diminished defense potential of stress faced cells.