M 15 1395

Photo-protection mechanisms in C3 (wheat), C4 (Maize) and CAM (Aloe vera) Plants

كارشناسي ارشد

علوم گياهي - فيزيولوژي گياهي

پيام نور تبريز

1392

ارديبهشت 1395

103 ص

حبيبي ، قادر

عابديني ، معصومه

شدت‌هاي نوري بالا به سيستم فتوسنتزي بويژه فتوسيستم II آسيب رسانده و باعث پديده مهار نوري شده كه فعاليت فتوسنتزي، رشد و محصول‌دهي گياهان را كاهش مي‌دهد. آسيب و مهار نوري فتوسيستم II توسط مكانيسم‌هاي حفاظت نوري از طريق اجتناب از جذب نور ترميم مي‌شود. از آنجايي كه گياهان C3 بطور عمده توانايي بيشتري براي سازگاري با طيف گسترده دمايي داشته و گياهان CAM در پاسخ به طيف دما در طول شب فتوسنتز انجام داده و گياهان C4 با محيط گرم اقتباس و وفق داده شده‌اند، فرضيه ما اين است كه اين تفاوت‌ها در توانايي ذاتي سازگاري‌ نوري فتوسنتز، انعكاس تفاوت‌ها در سيستم حفاظت نوري باشد. در نهايت در اين مطالعه، ما تفاوت‌هاي اساسي در واكنش‌هاي حفاظت نوري را در گياهان C3، C4 و CAM بررسي مي‌كنيم. خصوصيات فتوسنتزي، سيستم جاروب كننده ROS و متابوليسم فنلي را در گندم (Triticum aestivum L.) به عنوان يك گياه C3، ذرت (Zea mays L.) به عنوان يك گياه C4 و آلوئه ورا به عنوان يك گياه CAM، پس از تيمار با دماي پايين (4 درجه سانتي‌گراد) و شدت نور (µmol m-2 s-1450 و µmol m-2 s-1850) مورد بررسي قرار گرفت. تحت تيمار سرما، گياهان گندم مقاومت بيشتري به تنش دماي پايين مبتني بر بسياري از پارامترهاي مورد بررسي در مقايسه با گياهان تحت تيمار با دماي 25 درجه سانتي‌گراد و شدت نور كم (µmol m-2 s-1200) (تيمار شاهد) نشان دادند. كه در نتيجه‌ي فعال‌سازي سيستم آنتي‌اكسيدان در گياهان گندم تحت تنش سرما مي‌باشد. نتايج نشان داد كه با افزايش شدت نور به µmol m-2 s-1850 بيشينه عملكرد فتوسيستم II (Fv/Fm) و شاخص كارايي كل (PIABS) در گياهان گندم كاهش پيدا كرده و باعث پديده مهار نوري شد. در مقابل، شدت نور µmol m-2 s-1450 نمي‌تواند به طور قابل توجهي بيشينه عملكرد فتوسيستم IIرا كاهش دهد، كه علت آن افزايش فعاليت آنزيم كاتالاز و سنتز فلاونوئيدها مي‌باشد كه نتيجه آن نيز حفاظت در برابر آسيب نوري مي‌باشد. تنش سرما، آسيب به غشاء را از طريق افزايش غلظت (MDA) در هر دو گياه ذرت و آلوئه‌ورا نشان داد. علاوه بر اين، تجزيه و تحليل انتشار OJIP، نشان داد كه كاهش دما، آسيب آكسيداتيو را در عملكرد PSII (Fv/Fm) از طريق كاهش در توان به دام انداختن انرژي تهييج شده (TR0/CS) و جريان انتقال الكترون (ET0/CS) در سطح برگ اين دو گياه، افزايش داد. با اين حال، گياهان آلوئه‌ورا تحت تنش سرما افزايشي را در فعاليت PAL و ميزان فنل كل در برگ‌ها نشان دادند در حالي كه اين تغيير براي فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان قابل اغماض بود. تحت شدت نور µmol m-2 s-1850 در گياهان ذرت و آلوئه‌ورا مقاومت بالا به نور شديد را بر اساس بسياري از صفات مورد مطالعه، در مقايسه با گندم نشان دادند كه اين افزايش مقاومت در ذرت و آلوئه‌ورا، با كاهش مقدار MDA و H2O2 و كاهش (Fv/Fm) و افزايش كروفيل b و كاروتنوئيد همراه بود. علاوه بر اين، كلروپلاست‌هاي برگ‌هاي آلوئه‌ورا، در ديواره هاي سلولي به موازات جهت نور براي جلوگيري از جذب بيش از حد نور قرار گرفته (پاسخ اجتناب) تا جذب CO2 از فضاهاي بين سلولي هوا در زير نور قوي، به حداكثر برسد. كلمات كليدي: مهار نوري، حفاظت نوري، بيشينه عملكرد فتوسيستم II (PSII)، CAM، C4، حركت كلروپلاست، تنش سرما، سيستم جاروب كنندهROS ، شدت نور

70115