ارتباط بین آنزیم های آنتی اکسیدان و صفات زراعی در ژنوتیپ های گندم پاییزه تحت تنش خشکی

در این پژوهش اثر تنش خشکی بر میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (sod)، پراکسیداز (pox)، کاتالاز (cat)، گلوتاتیون ردوکتاز (gr) و آسکوربات پراکسیداز (apx)، در بافت¬های برگی 19 ژنوتیپ گندم پاییزه متعلق به سه گروه حساس، بینابین و متحمل به خشکی تحت سه شرایط کمبود آب (عادی، تنش متوسط و تنش شدید) در سه مرحله گیاهچه-ای، پنجه زنی و گلدهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش¬ها به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار پیاده شدند. فعالیت آنزیم¬های آنتی اکسیدان sod، catو pox با الکتروفورز در ژل¬های ¬آکریلامید افقی 5/7% و gr، apx با استفاده از روش سنجش اسپکتروفتومتری اندازه¬گیری شد. ابتدا به منظور تأیید گروه¬بندی تحمل به خشکی ژنوتیپ¬های گندم با استفاده از برخی صفات زراعی و فیزیولوژیکی، آزمایش ارزیابی اولیه به عمل آمد. نتایج نشان داد که در شرایط تنش شدید گروه¬بندی اولیه بخصوص در مورد اکثریت ژنوتیپ¬های حساس و متحمل صادق است. در مرحله گیاهچه¬ای تنش کمبود آب از طریق ایجاد تنش اسمزی توسط پلی¬اتیلن¬¬گلیکول با سطوح صفر، 4- و 8- بار فراهم شد. بر روی ژل¬ها به¬ترتیب دو، هفت و یک ایزوفرم برای sod،pox و catمشاهده شدند. تنش خشکی شدید موجب افزایش فعالیت آنزیم¬هایpox7 ، cat، gr وapx به ترتیب به میزان 53، 61، 129 و 149 درصد گردید، در حالی¬ که، فعالیتsod2 در تنش متوسط به میزان 55% نسبت به شرایط عادی افزایش نشان داد. اثر متقابل تنش × گروه به جز sod1، pox2 و pox6 برای کلیه آنزیم¬های دیگر معنی¬دار بود. ترکیب گروه متحمل و تنش شدید بیشترین فعالیت آنزیمی را در کلیه موارد به خود اختصاص داد و اختلاف آن با ترکیب گروه متحمل و حالت عادی معنی¬دار بود. در دو گروه دیگر (بخصوص در گروه حساس) اختلاف اثر تنش متوسط و تنش شدید برای آنزیم¬های cat، pox1، pox5، pox7 و gr معنی¬دار نبود، در حالی¬ که این اثر برای pox3، pox4، sod2 و apx معنی¬دار به دست آمد. تنش خشکی در مرحله پنجه زنی در سه شرایط آبی عادی (fc90%)، تنش متوسط (fc60%) و تنش شدید (fc30%) به صورت گلدانی در مزرعه اعمال شد. در این مرحله چهار ایزوزیم پایدار برای pox، یک ایزوزیم برای cat و دو ایزوزیم برای sod شناسایی و بررسی شد. تنش خشکی شدید موجب افزایش معنی¬دار فعالیت آنزیم¬های pox2، sod2، cat،gr وapx به ترتیب به میزان 86، 15، 31، 31 و 65 درصد گردید. از بین آنزیم¬های مورد اشاره، ایزوزیم¬های sod کمترین تغییر فعالیت را نشان دادند و بنابراین آنزیم sod احتمالاً در مرحله پنجه¬زنی نقش کمتری در محافظت گیاه ایفاء می¬کند. اثر متقابل تنش × گروه برای pox2، pox3، gr و apx معنی¬دار بود. در این مرحله ترکیب گروه متحمل و تنش شدید در کلیه موارد و ترکیب گروه بینابین و تنش شدید در تمامی موارد به جزapx بیشترین فعالیت آنزیمی را به خود اختصاص دادند. در حالی¬که گروه گندم¬های حساس در برابر شرایط تنش خشکی واکنش معنی داری در مرحله پنجه¬زنی از خود نشان ندادند. در مرحله گلدهی برای cat تنها یک ایزوزیم، برای sod دو ایزوزیم و برای poxهشت ایزوزیم شناسایی و بررسی شد. تنش خشکی اثر معنی¬داری بر افزایش فعالیت آنزیم¬های cat، pox1،gr وapx به¬ترتیب 29، 78، 81 و 74 درصد داشت، در حالی که فعالیت ایزوزیم¬های sod (sod1 و sod2) بدون تغییر ماند. مقایسه میانگین فعالیت gr در مرحله گلدهی نشان داد که برخلاف مراحل گیاهچه¬ای و پنجه¬زنی، فعالیت آنزیم gr در این مرحله در گروه¬ متحمل نسبت به گروه حساس 22 درصد کمتر برآورد گردید. اثر متقابل تنش × گروه برای pox1، pox2، pox3، pox5، gr و apx معنی¬دار بدست آمد. در مورد ایزوزیم¬های pox، ترکیب گروه متحمل و تنش شدید بیشترین فعالیت آنزیمی را به خود اختصاص داد، ولی گندم¬های گروه حساس در برابر تنش خشکی پاسخ معنی¬داری نشان ندادند. در حالی¬که در دو آنزیم gr و apx ترکیب گروه حساس و تنش شدید همانند گروه متحمل و تنش شدید بیشترین فعالیت آنزیمی را داشتند، ولی گندم¬های گروه بینابین واکنش یکسانی در شرایط محیطی نشان دادند. بررسی ارتباط فعالیت ایزوزیم¬های مورد مطالعه با عملکرد و سایر صفات زراعی در شرایط تنش خشکی شدید در مرحله گلدهی نشان داد که ایزوزیم¬ pox1 تأثیر مثبت بر طول سنبله اصلی، طول ریشک و عملکرد دانه داشته¬ است. همچنین ایزوزیمsod1 تحت تنش متوسط خشکی و در مرحله گلدهی با داشتن بیشترین اثر مسقیم ارتباط معنی¬داری با طول ریشک و عملکرد به¬جا گذاشته است. در صورت تأیید این ارتباط¬ها در پژوهش¬های تکمیلی، می¬توان از آن¬ها به عنوان نشانگر¬های موثر مرتبط با عملکرد در گندم استفاده کرد.