اثر مقادير مختلف نيكل بر برخي پارامترهاي فيزيولوژيكي و سنتز تركيب‌هاي ثانويه در گياه بنگ‌دانه (Hyoscyamus niger L.)

Effect of different nickel amounts on some physiological parameters and secondary metabolite synthesis in Hyoscyamus niger L.

یكی از روشهای افزایش تركیب‌های ثانویه در گیاهان استفاده از محرك‌های غیرزیستی است. در این بررسی اثر فلز سنگین نیكل به‌عنوان یك محرك غیرزیستی بر برخی پارامترهای فیزیولوژیكی گیاه بنگ‌دانه (Hyoscyamus niger L.) مورد مطالعه قرار گرفت تا امكان استفاده از غلظت‌های غیرتنشی آن در مطالعات بعدی برای افزایش تركیب‌های ثانویه مورد آزمایش قرار گیرد. این پژوهش در آزمایشگاه تحقیقاتی گروه زیست‌شناسی دانشگاه شهید باهنر كرمان در قالب یك طرح كاملاً تصادفی با سه تیمار و 3 تكرار انجام شد. در این بررسی بذرهای گیاه بنگ‌دانه در ژرمیناتور و با اعمال تیمار ژیبرلین جوانه زدند و بعد به گلدان‌های حاوی پیت‌ماس و شن منتقل شدند. پس از 40 روز رشد، گیاهان تحت تأثیر غلظت‌های 50 و 100 میكرومولار نیكل در شرایط آبكشت قرار گرفتند (مقادیر نیكل به محلول غذایی اضافه گردید). در این بررسی رنگیزه‌های فتوسنتزی تحت تأثیر نیكل كاهش معنی‌داری را نشان دادند. اما مقدار پراكسید هیدروژن، پراكسیداسیون لیپید و فعالیت آنزیم‌های كاتالاز، گایاكول پراكسیداز و آسكوربات پراكسیداز افزایش یافت. بررسی‌های انجام شده بر روی ماكرومولكول‌های اصلی گیاه مانند پروتئین‌ها، لیپیدهای غشایی و كلروفیل نشان داد كه اثر غلظت‌های 50 و 100 میكرومولار نیكل در ایجاد تنش بر این مولكول‌ها تقریباً مشابه است، اما فعالیت آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز و سنتز تركیب‌های پلی‌فنلی از پاسخ‌های بعدی گیاه هستند كه در غلظت 100 میكرومولار نیكل مشاهده می‌شوند. بنابراین به نظر می‌رسد كه غلظت‌های بالاتر نیكل (100 میكرومولار) برای افزایش تركیب‌های ثانویه در این گیاه مؤثرتر بوده است.

One of the methods employed to enhance plant secondary metabolite production is the use of abiotic elicitors in plants. In this research, the effect of heavy metal nickel as abiotic elicitors was studied on some physiological parameters in Hyoscyamus niger L. to investigate the use of unstressful concentration of this metal in order to increase secondary metabolite synthesis in later researches. This research was carried out in the Department of Biology of Shahid Bahonar University of Kerman in a complete randomized design with three treatments and three replicates. The seeds of Hyoscyamus germinated in germinator under gibberellin treatment and then were transfered to the pots of sand and peat. After 40 days of growth, the plants were treated with 50 and 100 µM nickel in hydroponics condition (nickel amounts were added to nutrient solution). According to the obtained results, photosynthetic pigments reduced under Ni treatment while hydrogen peroxide, lipid peroxidation and antioxidant enzymes activity increased. Investigation of Ni stress on main macromolecules such as protein, membrane lipids and chlorophyll showed that the effects of 50 and 100 µM Ni was same, while the PAL activity and polyphenols synthesis were the second responses of plants to stress obserevd in 100 µM concentrations. Therefore, it seems that the higher concentration of Ni (100 µM) was more effective for the increment of secondary metabolite in this plant.