طاهره السادات آقاجانزاده

تنش‌های زیست محیطی مانند تجمع فلزات سنگین در خاک، در نتیجه فعالیت‌های انسانی مانند زباله‌های صنعتی، کودهای شیمیایی و دفع فاضلاب به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. سطوح بالای فلزات سنگین در خاک منجر به مسمومیت و در نتیجه کاهش عملکرد و رشد گیاهان می‌شود. روی از جمله عناصر کم مصرف و ضروری در گیاهان است. این عنصر در بسیاری از فرآیند‌های فیزیولوژیکی، متابولیسمی و آنزیمی نقش دارد. با این حال، مقادیر سمی روی منجر به کاهش عملکردهای حیاتی در گیاهان می‌شود. کاهش رشد طولی و تقسیم سلولی، تولید رادیکال‌های آزاد و ایجاد استرس اکسیداتیو، مهار مسیر‌های متابولیسمی مانند فتوسنتز، سنتز پروتئین و نشاسته از مهم ترین عوارض ناشی از سمیت عنصر روی می-باشد. تیامین به عنوان یکی از ویتامین‌های خانوادهB در مراحل مختلف رشد و نمو، بسیاری از فرآیند‌های فیزیولوژیکی، همچنین در مقاومت گیاه نسبت به تنش‌های زنده و غیر زنده موثر است. مطالعه حاضر جهت ارزیابی نقش تیامین خارجی در مکانیزم مقاومتی گیاه کلزا نسبت به سمیت عنصر روی انجام شد. به این منظور جوانه‌های ده روزه‌ی گیاه کلزا (Brassica napus var.hyola 4815) که تحت شرایط کنترل شده از نظر دما، رطوبت و نور و همچنین در شرایط کاملا استریل رشد یافته بودند، به محلول هیدروپونیک منتقل شدند و تحت تیمارهای مختلف تیامین (125 میلی‌گرم بر لیتر)، سمیت عنصر روی (20 میکرومولار کلرید روی)، تیامین به همراه سمیت عنصر روی به مدت 20 روز کشت داده شدند. بعد از جمع‌آوری گیاه پارامتر‌های رشد، میزان رنگدانه‌های فتوسنتزی، ترکیبات فنولیک (فنل، فلاونوئید و فلاونول)، پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید، درصد به دام اندازی رادیکال DPPH، فعالیت آنزیم‌های اکسیداتیو (پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز کل، منگنز/ آهن سوپراکسید دیسموتاز، مس/ روی سوپراکسید دیسموتاز) مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تحت تنش عنصر روی میزان وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه و همچنین میزان کلروفیل a،b وکاروتنوئیدها کاهش یافتند در حالی که تاثیری بر نسبت اندام هوایی به ریشه نداشته است که نشان می دهد ریشه و اندام هوایی به طور یکسان تحت تاثیر سمیت روی قرار گرفته اند. میزان فنل و فلاونوئید در اندام هوایی تفاوت معنی‌داری را تحت تنش عنصر روی نشان نداد ولی میزان فلاونول اندام هوایی کاهش یافت. میزان مالون دی آلدئید در اندام هوایی و ریشه گیاهان تحت تنش عنصر روی افزایش یافت. از طرفی تحت تنش عنصر روی درصد به دام اندازی رادیکال DPPH در اندام هوایی و ریشه کاهش یافت. میزان پراکسید هیدروژن در گیاهان تحت سمیت عنصر روی افزایش یافت. تحت تنش عنصر روی فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز کل، منگنز/ آهن سوپراکسید دیسموتاز و مس/ روی سوپر اکسید دیسموتاز در اندام هوایی و ریشه به طور معنی-داری افزایش یافت. تیمار گیاهان تحت تنش عنصر روی با تیامین خارجی منجر به افزایش وزن تر و خشک اندام هوایی شد. به همین ترتیب وزن تر ریشه افزایش یافت ولی تفاوت معنی‌داری در وزن خشک مشاهده نشد. نسبت اندام هوایی به ریشه نیز تفاوت معنی‌داری نشان نداد. کاربرد خارجی تیامین میزان رنگدانه‌های فتوسنتزی را تحت سمیت عنصر روی افزایش داد. همچنین میزان فنل و فلاونول در اندام هوایی تحت تیمار با تیامین خارجی در شرایط تنش عنصر روی افزایش یافت ولی تفاوت معنی‌داری در میزان فلاونوئید کل مشاهده نشد. میزان مالون دی آلدئید در گیاهان تحت تنش عنصر روی که با تیامین تیمار شده بودند، کاهش یافت. کاربرد تیامین خارجی میزان توانایی به دام اندازی رادیکال DPPH را در اندام هوایی و ریشه گیاهان تحت تنش عنصر روی، افزایش داد. میزان پراکسید هیدروژن اندام هوایی و ریشه با استفاده از تیامین خارجی در گیاهان تحت تنش فلز روی کاهش یافت. بنابراین به نظر می‌رسد که تیامین از طریق افزایش میزان رنگدانه های فتوسنتزی، ترکیبات فنولیک و کاهش استرس اکسیداتیو منجر به بهبود رشد گیاه کلزا تحت تنش سمیت روی شد. فعالیت آنزیم پراکسیداز، سوپر اکسید دیسموتاز کل، منگنز / آهن سوپراکسید دیسموتاز و مس/ روی سوپراکسید دیسموتاز تحت تاثیر تیمار تیامین در شرایط تنش روی کاهش یافت. در واقع تیامین از طریق کاهش میزان پراکسید هیدروژن در نتیجه تغییر فعالیت این آنزیم‌ها از آسیب‌های اکسیداتیو جلوگیری کرد. به نظر می‌رسد کاربرد خارجی تیامین بر مکانیزم مقاومتی گیاه کلزا بویژه مکانیزم دفاع آنزیمی ثاثیر مثبت داشت و باعث کاهش آسیب اکسیداتیو و بهبود رشد گیاه کلزا تحت تنش عنصر روی شد.