بررسي تغييرات ميزان پروتيين و تركيبات فنلي در برگ‌هاي ارقام حساس و مقاوم توتون آلوده به ويروس واي سيب زميني (PVY)

Evaluation of protein and total phenolics variation in susceptible and resistant varieties of tobacco leaves infected by PVY

سابقه و هدف: توتون (Nicotiana tabacum) گياهي است، گرمادوست، يكساله، شامل تعدادي گونه يا تعدادي هيبريد كه متعلق به تيره ي Solanaceae مي باشد. پاسخ بيو شيميايي نسبت به آلودگي‌هاي ويروسي در گياهان مختلف متفاوت است. يكي از جنبه هاي مهم دفاعي گياه ميزبان در برابر عوامل بيماري‌زا، دفاع بيوشيميايي و واكنش هاي پيچيده مربوط به آن است. ويروس واي سيب‌زميني (Potato virus Y, PVY) از خانواده Potyviridae از پراكنش جهاني برخوردار است و از بيمارگرهاي رايج مزارع توتون در ايران مي-باشد. ارقام مختلف توتون در برابر سويه هاي اين ويروس عكس العمل هاي متفاوتي را نشان مي دهند. اين تحقيق به‌منظور بررسي تغييرات ميزان پروتيين و تركيبات فنلي در برگ‌هاي ارقام حساس و مقاوم توتون آلوده به ويروس واي سيب‌زميني انجام شد. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق، تغييرات پارامترهاي بيوشيميايي پروتيين كل، فنل كل و فعاليت آنزيم‌هاي پراكسيداز و پلي فنل اكسيداز در برگ هاي دو رقم توتون مقاوم (VAM) و حساس (K326) پس از مايه زني مكانيكي با عصاره ويروس واي سيب‌زميني نژاد (PVYO) در زمان هاي 1، 2، 3، 4 و 5 روز پس از مايه زني در شرايط گلخانه اي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با 4 تكرار اجرا شد. جهت تاييد وجود آلودگي و تعيين ميزان جذب نوري (OD) ويروس مذكور در نمونه ها از آزمون داس- الايزا و آنتي بادي پلي كلونال اختصاصي PVY استفاده گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه ميزان پروتيين كل رقم VAM از رقم K326 مايه زني شده و شاهد آن در همه زمان‌هاي پس از مايه زني از آن بيشتر بود، به غير از روز سوم كه اختلاف شان معني دار نشد. بيشترين ميزان پروتيين كل در روزهاي اول و پنجم و در رقم VAM مايه زني شده مشاهده شد و كمترين مقدار در روزهاي دوم و چهارم پس از مايه زني و در رقم K326ثبت گرديد. بيشترين ميزان فنل كل در روز پنجم پس از مايه-زني ثبت شد و با ساير زمان ها اختلاف معني داري را در سطح يك درصد نشان داد. در ارقام مايه زني شده مقدار فنل كل نسبت به شاهد بيشتر بود و اختلاف بين آن‌ها در سطح احتمال يك درصد معني دار شد. در ارقام مايه زني شده ميزان فعاليت آنزيم پراكسيداز نسبت به شاهد به‌طور معني داري در رقم K326 از رقم VAM بيشتر بود. نتيجه‌‌گيري: ميزان فعاليت آنزيم پراكسيداز و پلي فنل اكسيداز برگ هاي توتون رقم VAM در همه زمان هاي پس از مايه زني در سطح احتمال آماري يك درصد از رقم K326 كمتر بود. فعاليت آنزيم ها بسته به نوع رقم، نوع تيمار مايه‌زني و زمان پس از مايه زني متغيير بود. ميزان جذب نوري در رقم K326 به مراتب از رقمVAM بيشتر بود. در اين مطالعه همبستگي بين متغييرهاي مذكور بسيار پايين بود و فقط بين فعاليت آنزيم هاي پراكسيداز و پلي‌فنل‌اكسيداز همبستگي مثبت (546/0R2=) ديده شد.

Background and objectives: The cultivated tobacco (Nicotiana tabacum) is a tropical and annual plant, consisting of a number of species or hybrids belonging to the Solanaceae family. Bio-chemical reaction to viral infection is different for various plants .One of the most important defensive mechanisms of the host plant against pathogen agents, is biochemical defense and their related complex reactions. Potato virus Y (PVY) from the Potyviridae family has a worldwide distribution and is one of the common viruses in tobacco fields. Different tobacco varieties show various reactions against these virus strains. This research was carry out in order to evaluation of protein and total phenolics variation in susceptible and resistant varieties of tobacco leaves infected by PVY. Materials and methods: In this study, total protein, total phenol changes and enzymatic activity of peroxidase and polyphenoloxidase of leaves from two tobacco cultivars, called VAM (resistant) and K326 (susceptible) infected by PVYO were investigated at 1, 2, 3, 4, and 5 days after mechanical inoculation. The experiment was conducted in a factorial pattern on the basis of completely randomized design with four replications in the greenhouse condition. To confirm the presence of virus, the optical absorption (OD) in the samples were tested by DAS-ELISA using a PVY polyclonal antibody. Results: Results showed that the total protein of VAM cultivars was more than inoculated K326 cultivars and the control samples. During the days after inoculation except the third day, their difference was not significant. The highest total protein was observed in the first and fifth days after inoculation and in the inoculated VAM cultivars and the lowest total protein was recorded in the second and fourth days after inoculation and in the K326 cultivars. The highest total phenol was observed in fifth days after inoculation which was significantly different compared to other intervals (P?0.01). Amount of total phenol in the inoculated cultivars was higher than control samples and showed a significant different (P? 0.01). Conclusion: Peroxidase activity in the inoculated cultivars was higher than control one and it was significantly higher in the K326 than VAM cultivars. Peroxidase and polyphenol oxidase activity of tobacco leaves in VAM cultivar during the days after inoculation was significantly (P?0.01) lower than K326 cultivar. The difference in enzymatic activity could be related to the type of cultivar, inoculation treatment and time after inoculation. The OD of K326 was higher than its value in VAM cultivar. Also, correlation between these parameters was very low. There was a positive correlation (R2=0.546) between the enzymatic activity of peroxidase and polyphenol oxidase.