بررسي رابطه بين تجمع بتاكاروتن و مقاومت به تنش سرما با استفاده از كينتيك فلوئورسنس كلروفيل a در جلبك سبز تك سلولي Dunaliella

Relationship between ß-carotene accumulation and cold stress resistance in unicellular green alga Dunaliella using Chl-a fluorescence kinetic

بتاكاروتن در شرايط نامناسب رشدي ازجمله شدت بالاي نور، غلظت هاي بالاي نمك، دماهاي پايين يا بالا و كمبود نيترات در كلروپلاست گياهان عالي و جلبك هاي سبز ذخيره شده از دستگاه فتوسنتزي، به ويژه فتوسيستم (II (PSII محافظت مي كند. جلبك Dunaliella توانايي ذخيره كردن حجم بالايي از بتاكاروتن را خود در شرايط نامناسب دارند. در اين تحقيق، سوسپانسيون هاي جلبكي از گونه هاي D. bardawil و D. salina در غلظت هاي 1، 2 و 3 مولار NaCl در دماي 25 درجه سانتيگراد كشت داده شدند و پس از افزايش ميزان بتاكاروتن سلولي پس از 2 هفته، نمونه ها به دماي صفر درجه سانتيگراد منتقل و پس از 8 ساعت مجدداً به دماي 25 درجه سانتيگراد انتقال و ميزان كينتيك فلوئورسنس كلروفيل a نمونه ها اندازه گيري و شاخص هاي مربوط به آن ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه ميزان بتاكاروتن در D. bardawil به ويژه در غلظت 3 مولار نمكي بيشتر از D. salina است. همچنين پس از انتقال به دماي 25 درجه سانتيگراد شاخص هاي (FV/Fo) كارايي كمپلكس تجزيه آب در سمت دهنده فتوسيستم II)،φPo) انتقال الكترون به فئوفيتين وQA)، ψo) انتقال الكترون از QA به QB)، φEo) ميزان انتقال الكترون در زنجيره انتقال الكترون فتوسيستم II)، φRo ) ميزان احياي پذيرنده انتهايي زنجير انتقال الكترون در سمت پذيرنده الكترون فتوسيستم I) و φDo (ميزان اتلاف انرژي) در D. bardawil تغييرات كمتري نسبت به D. salina در محيط 3 مولار نمكي از خود نشان دادند. با توجه به نتايج به نظر مي رسد، در محيط هاي حاوي غلظت بالاي نمك، D. bardawil هنگامي كه از دماي صفر درجه سانتيگراد به 25 درجه سانتيگراد منتقل مي شود با كارايي بهتري به حالت طبيعي اوليه باز مي گردد. در چنين شرايطي D. bardawil در قياس با D. salina توانايي بيشتري در تجمع بتاكاروتن و در پي آن حفاظت از مراكز واكنش PSII دارد.

Beta-carotene is stored in the chloroplast of higher plants and green algae under unfavorable growth conditions such as high light intensity, high concentration of NaCl, low and high temperature and nitrate deficiency to protect the photosynthetic apparatus specially PSII. Unicellular green alga Dunaliella, specially Dunaliella bardawil and Dunaliella salina, has capability to accumulate massive beta-carotene in its chloroplasts under unsuitable conditions. In this study to investigate on beta-carotene role in resistance to cold stress, Dunaliella bardawil and Dunaliella salina were cultured on mediums containing 1M, 2M and 3M of NaCl at 25°C in six replicate. After two weeks, when beta-carotene content was increased and measured, samples were transferred to 0°C and after 8h they were returned to 25°C. Then parameters of Chl-a fluorescence was measured and its parameters were evaluated. According to the result, amount of beta-carotene in D. bardawil especially in 3M NaCl was higher than D. salina. In addition, analysis of fluorescence parameters such as Fv/Fo (activity of the watersplitting complex), φPo (electron transport to pheophytin and QA), ψo (electron transport from QA to QB), φEo (electron transport in electron transport chain), φRo (reduction rate of end acceptor of electron transport chain) and φDo (rate of energy dissipation) indicated less changes in D. bardawil than D. salina in 3M NaCl when return to 25°C. According to the result, it seems that in the medium containing high concentration of NaCl, D. bardawil has better recovery when transferred from 0°C to 25°C. In such condition, D. bardawil is able to accumulate more beta-carotene than D. salina and in turn is able to protect PSII reaction centers.