تعداد نشریات | 23 |
تعداد شمارهها | 368 |
تعداد مقالات | 2,890 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,566,209 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,821,866 |
بررسی میزان فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان تحت شرایط تنش خشکی در برخی ژنوتیپهای پیشرفته گندم نان | ||
بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات | ||
مقاله 4، دوره 1، شماره 4، دی 1401، صفحه 496-509 اصل مقاله (418.71 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22126/cbb.2022.8408.1023 | ||
نویسندگان | ||
عاطفه اسماعیلی1؛ علیرضا زبرجدی* 1، 2؛ عبدالله نجفی1، 2؛ محسن سعیدی1، 2 | ||
1گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران. | ||
2مرکز تحقیقات غلات، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران. | ||
چکیده | ||
مقدمه: گندم یکی از غلات اصلی از لحاظ سطح زیر کشت و میزان تولید در جهان به شمار میرود. این محصول منبع اصلی کربوهیدرات و پروتئین در رژیم غذایی انسان بهشمار میرود و تقریباً نیمی از زمینهای زراعی ایران نیز تحت کشت گندم قرار دارد. از طرفی، تنش خشکی طیف وسیعی از پاسخهای گیاهی اعم از فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی تا مولکولی را تحریک میکند و موجب صدمات اکسیداتیو در گیاهان میشود و گیاهان از آنزیمهای ضد اکسنده برای مقابله با این تنشها بهره میبرند. از این رو، با توجه به نقش و اهمیت آنزیمهای ضد اکسنده، نحوه فعالیت این آنزیمها در شرایط دیم و آبی در برخی ژنوتیپهای گندم بررسی شد. مواد و روش ها: در این تحقیق به بررسی میزان فعالیت آنزیمهای پراکسیداز، کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز برای 20 ژنوتیپ پیشرفته گندم نان تحت شرایط تنش خشکی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار و در دو شرایط تنش کمبود آب (دیم) و بدون تنش پرداخته شد. تحقیق حاضر در مزرعه تحقیقاتی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی اجرا گردید. یافته ها: بر اساس نتایج حاصل از تجزیه واریانس ساده، ژنوتیپها از نظر فعالیت هر سه آنزیم پراکسیداز، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و عملکرد دانه اختلاف معنیداری نشان دادند. همچنین در تجزیه واریانس مرکب برای صفات بیوشیمیایی، اثر محیط، اثر ژنوتیپ و اثر متقابل محیط × ژنوتیپ نیز برای فعالیت آنزیم کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و عملکرد دانه معنیدار بود. در شرایط آبی بیشترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در ژنوتیپ 12، کاتالاز در ژنوتیپ 10 و سوپراکسید دیسموتاز در ژنوتیپ 15 مشاهده شد و کمترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در ژنوتیپ 11، کاتالاز در ژنوتیپ 11 و سوپراکسیددیسموتاز در ژنوتیپ 7 بود. همچنین در شرایط دیم بیشترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در ژنوتیپ 6، کاتالاز در ژنوتیپ 2 و سوپراکسیددیسموتاز در ژنوتیپ 15 مشاهده شد و کمترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در ژنوتیپ 4، کاتالاز در ژنوتیپ 8 و سوپراکسیددیسموتاز در ژنوتیپ 1 بود. از نظر صفت عملکرد دانه نیز بیشترین میزان در شرایط آبی مربوط به ژنوتیپهای 10، 7 و 8 و کمترین میزان عملکرد مربوط به ژنوتیپهای 12، 13 و 11 بود. در شرایط دیم بیشترین میزان عملکرد مربوط به ژنوتیپهای 4، 10 و 17 و کمترین میزان مربوط به ژنوتیپ 9 بود. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که میزان فعالیت آنزیمهای پراکسیداز، کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز در محیط دیم بیشتر از آبی است و ژنوتیپهای مختلف، پاسخهای متفاوتی به تنش خشکی نشان میدهند. در واقع میتوان گفت گیاهان برای مقابله با تنش خشکی و از بین بردن اکسیژنهای رادیکالهای آزاد و مقابله با تنش اکسیداتیو حادث شده، فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانت خود را افزایش میدهند و با صرف انرژی بر میزان عملکرد دانه تأثیر میگذارند. بر این اساس، با شناخت بیشتر عوامل ضد اکسنده و عوامل مؤثر بر آنها میتوان راهکارهای مفیدی را برای مواجه با تنش خشکی در گیاهان اتخاذ نمود. | ||
کلیدواژهها | ||
اکسیژن فعال؛ شرایط دیم؛ کاتالاز | ||
مراجع | ||
Abdoli, M., Saeidi, M., Jalali-Honarmand, S., Mansourifar, S., & Ghobadi, M. E. 2013. Evaluation of some physiological and biochemical traits and their relationships with yield and its components in some improved wheat cultivars under post-anthesis water deficit. Environmental Stresses in Crop Sciences, 6 (1), 47-63. [In Persian]. Adriano, S., Bartolomeo, D., Cristos, X., & Andras, M. 2005. Antioxidant defenses in olive trees during drought stress: changes in activity of some antioxidant enzymes. Functional Plant Biology, 32, 45-53. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32689110/ Akbarian, A., & Arzani, A. 2015. Effects of drought stress on antioxidant enzymes activity in triticale lines. Journal of Crop Breeding, 7 (16), 158-167. [In Persian]. http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-512-en.html Alghamdi, A.A. 2009. Evaluation of oxidative stress tolerance in two wheat (Triticum aestivum) cultivars in response to drought. International Journal of Agriculture Biology, 11, 7-12. http://www.fspublishers.org/ Amini Z., Moalemi N.A., & saadati, S. 2014. Effects of water deficit on proline content and activity of antioxidant enzymes among three olive (Olea europaea L.) cultivars. Journal of Plant Research, 27 (2), 156-167. https://plant.ijbio.ir/article_348.html Bahrololomi, S. M. J., Raeini Sarjaz, M., & Pirdashti, H. 2019. The effect of drought stress on the activity of antioxidant enzymes, malondialdehyde, soluble protein and leaf total nitrogen contents of soybean (Glycine max L.). Environmental Stresses in Crop Sciences, 12(1), 17-28. [In Persian]. http://dx.doi.org/10.22077/escs.2018.1243.1252 Beauchamp, C., & Fridovich, I. 1971. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44, 276–287. https://doi.org/10.1016/0003-2697(71)90370-8 Blokhin, O., Virolainen, E., & Fagerstedt, K. V. 2003. Antioxidant, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Annals of Botany, 91, 179-194. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12509339/ Bradford, S., & Letey, J. 1992. Simulation effects of water table and irrigation scheduling as factor in cotton production. Irrigation Science, 13, 101-107. https://doi.org/10.1007/BF00191051 Chance, B., & Maehly, A. C. 1995. Assay of catalase and peroxidases. Methods Enzymology, 2, 764-775. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13193536/ Gillham, D., & Dodge, A. 1987. Chloroplast superoxide and hydrogen peroxide scavenging systems from pea leaves: Seasonal variations. Plant Science, 50, 105–109. https://doi.org/10.1016/0168-9452(87)90145-2 Huseynova, M. I. 2012. Photosynthetic characteristics and enzymatic antioxidant capacity of leaves from wheat cultivars exposed to drought. Biochemical et Biophysical Acta, 1817, 1516–1523. https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2012.02.037 Jabbari, H., Akbari, A., Khosh kholgh Sima, N. A., Alahdadi, I., Shirani rad, A. H., Tabatabaee, S. A., & Hamed, A. Comparison of antioxidant enzymes and proline roles in drought tolerance of rapeseed (Brassica napus L.). Journal of Oil Plants Production, 1 (1), 15-31. [In Persian]. http://yujs.yu.ac.ir/jopp/article-1-26-en.html Jin, J., Ningwei, Sh., Jinhe, B., & Junping, G. 2006. Regulation of ascorbate peroxides at the transcript level is involved in tolerance to post harvest water deficit stress in the cut rose (Rose hybrida L.) cv. Samantha. Journal Agriculture Science Technology, 7, 90-103. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201300744614 Kavas, M., Baloglu, C. B., Akca, O., Kose, F. S., & Gokcay, D. 2013. Effect of drought stress on oxidative damage and antioxidant enzyme activity in melon seedlings. Turkish Journal of Biology, 37, 491-498. https://doi.org/10.3906/biy-1210-55 Khademian, R., Ghorbani Nohooji, M., & Asghari, B. 2019. Effect of jasmonic acid on physiological and phytochemical attributes and antioxidant enzymes activity in safflower (Carthamus tinctorius L.) under water deficient. Journal of Medicinal Plants, 18 (72), 122-134. [In Persian]. http://jmp.ir/article-1-2707-en.html Mafakheri, Kh., Valizadeh, V., & Mohammadi, S. A. 2022. Banding patterns activity of antioxidant enzymes and physiological indices in the maize (Zea mays L.) genotypes under water deficit stress. Journal of Crop Breeding, 14 (43), 64-75. [In Persian]. http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1296-en.html Mallick, N., & Mohn, F. H. 2000. Reactive oxygen species: response of algal cells. Journal of Plant Physiology, 157 (2), 183-193. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(00)80189-3 Mittler, R., Vanderauwera, S., Gollery, M., & Breusegem, F.V. 2004. Reactive oxygen gene network of plants. Trends in Plant Science, 9, 490-498. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2004.08.009 Moayedinezhad, A., Mohammadparast, B., Hosseini Salekdeh, Gh., Mohseni fard, E. & Ali Nejatian, M. 2020. Effects of drought stress on total phenolic, phenolic acids, polyamines and some organic acids in two important Iranian grapevine cultivars. Journal of Plant Process and Function, 8 (34), 19-26. http://jispp.iut.ac.ir/article-1-1199-en.html Ramachandra. R., chaitanya, K. V., Jutur, P. P., & Sumithra, K. 2004. Differential antioxidative response to weather stress among five mulberry cultivars. Environmental and Experimental Botany, 50 (1), 33-42. https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-72c9fb04-0e32-377b-ac19-8b44e852d065 Renu, K. C., & Devarshi, S. 2007. Acclimation to drought stress generates oxidative stress tolerance in drought-resistant than susceptible wheat cultivar under field conditions. Environmental and Experimental Botany, 60 (2), 276–283. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2006.11.004 Saeidi, M., Ardalani, Sh., Jalali-Honarmand, S., Ghobadi, M. E., & Abdoli, M. 2018. Antioxidant enzyme responses and crop yield of wheat under drought stress and re-watering at vegetative growth period. Iranian Journal of Plant Physiology, 8 (1), 2257-2267. https://ijpp.saveh.iau.ir/article_539069_7061cf4f24cb266393f6fc69e0c9241b.pdf Sayfzadeh, S., & Rashidi, M. 2010. Effect of drought stress on antioxidant enzyme activities and root yield of sugar beet (Beta vulgaris). American-Eurasian Journal Agriculture and Environment Science, 9 (3), 223-230. https://www.idosi.org/aejaes/jaes9(3)/1.pdf Seleiman, M. F., Al-Suhaibani, N., Ali, N., Akmal, M., Alotaibi, M., Refay, Y., Dindaroglu, T., Haleem Abdul-Wajid, H., & Leonardo Battaglia, M. 2021. Drought stress impacts on plants and different approaches to alleviate its adverse effects. Plants (Basel), 10 (2), 1-25. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7911879/ Shao, H. B., Liang, Z.S., & Shao, M. A. 2005. Changes of some anti-oxidative enzymes under soil water deficits among 10 wheat genotypes at maturation stage. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 45, 7–13. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2005.02.007 Sharma, P., & Dubey, R. S. 2005. Drought induces oxidative stress and enhances the activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Growth Regulation, 46, 209- 221. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10725-005-0002-2.pdf Sinha, A. K. 1972. Colorimetric assay of catalase. Analytical Biochemistry, 47 (2), 389-394. https://doi.org/10.1016/0003-2697(72)90132-7 Taleahmad, S., & Hadad, R. 2010. Effect of silicon on antioxidant enzymes activities and osmotic adjustment contents in two bread wheat genotypes under drought stress conditions. Seed & Plant Production, 26 (2), 207-225. [In Persian]. http://www.ikiu.ac.ir/public-files/profiles/items/1303035322.pdf Yang, J., & Zhang, J. 2006. Grain filling of cereals under soil drying. New Phytologist, 169, 223–236. https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1469-8137.2005.01597.x Yang, F., Zhang, J., Liu, Q., Liu, H., Zhou, Y., Yang, W., Ma, W. 2022. Improvement and re-evolution of tetraploid wheat for global environmental challenge and diversity consumption demand. International Journal of Molecular Sciences, 23, 1-23. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8878472/
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 452 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 418 |