نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

به‌منظور بررسی اثر پیش‌تیمار بذر بر روی فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان گیاهچه‌های حاصل از بذور فرسوده ماریتغال، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1392 اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل پیش‌تیمار با نیترات پتاسیم در غلظت های 0، 15، 30، 45 و 60 میلی‌گرم بر لیتر و فرسودگی بذر به مدت 0، 48، 96 و 144 ساعت بود. نتایج نشان داد در طی فرسودگی فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاهش پیدا کرد و پیش‌تیمار بذر موجب بهبود فعالیت آنزیمی گردید. در بین غلظت‌های مختلف نیترات پتاسیم، کاربرد 30 میلی‌گرم بر لیتر در اغلب صفات اندازه‌گیری شده بالاترین مقدار را نشان داد. نتایج معادلات رگرسیونی جهت پیش‌بینی شاخص‌های طولی و وزنی قدرت نشان داد در بین فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز و پراکسیداز بالاترین سهم در بیش بینی شاخص طولی قدرت و فعالیت پراکسیداز و گلوتاتیون رداکتاز نیز بیشترین سهم در پیش‌بینی شاخص وزنی قدرت را نشان دادند. نتایج تحلیل مسیر نشان داد فعالیت پراکسیداز دارای تاثیر مستقیم و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون رداکتاز دارای تاثیر غیره مستقیم بر شاخص طولی قدرت و سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون رداکتاز تاثیر مستقیم بر شاخص وزنی قدرت بودند. به طور کلی با توجه به نقش آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (به‌ویژه پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیدار و رداکتاز) در قدرت بذر می‌توان گفت نیترات پتاسیم با بهبود این آنزیم‌های تأثیرات فرسودگی را کاهش و سبب بالا رفت قدرت بذر می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect seed priming ion seedling vigour index in seed aged milk thistle (Silybum marianum)

چکیده [English]

In order to investigate the changes in activity of antioxidant enzymes seedlings milk thistle during aging and the role pretreatment of this enzyme, factorial experiment in a completely randomized design carried was in Ardabil University Mohaghegh in 2013. The treatments consisted of pretreatment with potassium nitrate at concentrations of 0, 15 , 30 , 45 and 60 mg L and agine to time 0 , 48 , 96 and 144 hours. Results showed were in during aging antioxidant activity enzymes decreased and pretreatment enhances the enzymatic activity. Among the different concentrations of potassium nitrate, the use of 30 mg L most traits showed the highest value. Results of regression equations to predict the length and weight of power indices showed, between the activity of antioxidant enzymes, glutathione peroxidase and peroxidase activity, the highest proportion in excess of the projected length vigour index and peroxidase and glutathione reductase activity also the greatest share of in predicting weight vigour index showed. The results of path analysis showed peroxidase activity has a direct effect and superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase has more direct impact on the length vigour index and superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase had a direct impact on the weight vigour index. In general, the roles of antioxidant enzymes (particularly peroxidase and glutathione peroxidase and reductase) of potassium nitrate in seed vigor can be said to improve the enzymes reduce the effects of aging and increase the seed vigour.

کلیدواژه‌ها [English]

  • superoxide dismutase
  • Catalase
  • seed vigour
  • potassium nitrate
  • regression

تأثیر پیش­تیمار بذر با نیترات پتاسیم بر شاخص­های قدرت گیاهچه در بذرهای فرسوده ماریتیغال (Silybum marianum)

علی عبادی، قاسم پرمون* و سدابه جهانبخش

اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات

تاریخ دریافت: 13/4/93                تاریخ پذیرش: 11/2/94

چکیده

به‌منظور بررسی اثر پیش­تیمار بذر بر روی فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان گیاهچه­های حاصل از بذرهای فرسوده ماریتیغال، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1392 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل پیش­تیمار با نیترات پتاسیم در غلظت­های 0، 15، 30، 45 و 60 میلی­گرم بر لیتر و فرسودگی بذر با قرار دادن آنها در رطوبت نسبی 95-90 درصد در دمای 40 درجه سانتی­گراد به مدت 0، 48، 96 و 144 ساعت بود. نتایج نشان داد، در طی فرسودگی فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان کاهش پیدا کرد (50% سوپراکسید دیسموتاز، 47% کاتالاز، 41% پراکسیداز، 39% آسکوربات پراکسیداز 38%، گلوتاتیون پراکسیداز و 55% گلوتاتیون ردوکتاز) و پیش­تیمار بذر موجب افزایش فعالیت آنزیمی شد. در بین غلظت­های مختلف نیترات پتاسیم، کاربرد 30 میلی­گرم بر لیتر، در اغلب صفات اندازه‌گیری شده بالاترین مقدار را نشان داد. نتایج معادلات رگرسیونی برای پیش‌بینی شاخص­های طولی و وزنی قدرت نشان داد، در بین فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز (313/0 R2=) و پراکسیداز (276/0 R2=) بالاترین سهم در پیش­بینی شاخص طولی قدرت و فعالیت پراکسیداز (306/0 R2=) و گلوتاتیون ردوکتاز (305/0 R2=) نیز بیشترین سهم در پیش‌بینی شاخص وزنی قدرت را نشان دادند. نتایج تحلیل مسیر نشان داد، فعالیت پراکسیداز دارای تأثیر مستقیم و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز دارای تأثیر غیرمستقیم بر شاخص طولی قدرت و سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون ردوکتاز تأثیر مستقیم بر شاخص وزنی قدرت بودند. به طور کلی با توجه به نقش آنزیم­های آنتی‌اکسیدان (به‌ویژه پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیدار و ردوکتاز) در قدرت بذر می‌توان نتیجه گرفت که نیترات پتاسیم با بهبود این آنزیم­ها و فرسودگی با کاهش فعالیت آنها سبب تغییر قدرت بذر می‌شود.

واژه­های کلیدی: سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، قدرت بذر، نیترات پتاسیم، رگرسیون، ماریتیغال.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09360260256 ، پست الکترونیکی: ghasem.parmoon@gmail.com

مقدمه

 

گیاهان دارویی مخازن اساسی بسیاری از ترکیبات و مواد دارویی می‌باشند که این ترکیبات علاوه بر عوامل ژنتیکی تحت تأثیر عوامل محیطی نیز قرار می‌گیرند. ماریتیغال (Silybum marianum) گیاه دارویی و مدیترانه‌ای است که از ترکیبات دانه آن می­توان به سلیمارین، فلانوید­ها، اسید چرب و ترکیبات پلی­فنولی اشاره کرد (27). از این گیاه برای درمان ناراحتی­های کبدی، چربی خون، دیابت و سرطان استفاده می­شود (29). استقرار محصولات به جوانه­زنی یکنواخت بذرها و توانایی بذرها در جوانه­زنی به شرایط محدود محیطی بستگی دارد. قدرت بذر به برخی از ویژگی­های مرتبط با میزان سبز کردن در مزرعه و تولید گیاهچه و ذخیره­سازی بذر اشاره می­کند (14). طبق تعریف اتحادیه­ بین‌المللی تجزیه بذر، به مجموعه­ ویژگی­های بذر که میزان، سطح فعالیت و کارکرد بذر یا توده­ بذری را در خلال جوانه­زنی و ظهور گیاهچه تعیین می­کند، قدرت بذر گفته می­شود (26). پیش­تیمار، یک تیمار قبل از کاشت است که در آن بذرها به‌صورت کنترل شده، آب جذب می‌کنند تا فرایندهای متابولیکی پیش از جوانه­زنی در بذرها تا قبل از خروج ریشه­چه انجام شود (5). در طی پیش­تیمار بذر فرایندهایی ازجمله نگهداری و انتقال مواد، فعال‌سازی و سنتز تعدادی از آنزیم‌ها و نوکلئیک اسیدها، ترمیم و باز­سازی، سنتز ATP و ترمیم غشای سیتوپلاسمی رخ می‌دهد (16). نیترات پتاسیم از ترکیبات اسمزی است که در پیش‌تیمار بذر استفاده می‌شود و باعث بهبود جوانه­زنی، رشد گیاهچه، شاخص بنیه گیاهچه و همچنین باعث افزایش فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز، دهیدروژناز و کاتالاز تحت تنش‌های محیطی می‌شود (9). عدالت پیشه و همکاران (1388) گزارش کردند که نیترات پتاسیم با غلظت کم، باعث بهبود جوانه­زنی، رشد گیاهچه و شاخص بنیه گیاهچه ذرت شد.

فرسودگی از مهمترین عوامل ایجاد تنش­های اکسیداتیو است که در کاهش قدرت بذر نقش مهمی دارد. فرسودگی موجب تخریب ساختارهای DNA و RNA ریبوزمی، افزایش فعالیت آنزیمی، تنفس و نفوذ پذیری غشاهای سلولی می‌شود (23). مطالعات متعددی در جهت کاهش تأثیرات فرسودگی انجام شده است، Hsu و همکاران (2003) در بررسی، تأثیر فرسودگی و پرایمینگ بر پراکسیداسیون چربی‌ها در کدوی تلخ گزارش کردند که فرسودگی در جنین و لپه‌ها موجب افزایش پراکسیداز کل و کاهش پروتئین­های محلول، فعالیت آنزیم آنتی­اکسیدان شده و پیش­تیمار و خیساندن بذرها در آب گرم سبب بهبود فعالیت آنزیم­ها و افزایش میزان پروتئین محلول شد. طبق نظر این محققان، پرایمینگ و خیساندن باعث بهبود کیفیت بذر می­شود. علت این امر به حداقل رساندن و کاهش پراکسیداسیون ناشی از افزایش رادیکال­های آزاد و تنظیم فعالیت پراکسیداز می­باشد. Chen و Sung (2001) نیز معتقدند که تغییر در مجموع پراکسیداسیون در بذرهای پیش‌تیمار شده، ناشی از تغییر در فعالیت رادیکال‌های آزاد و مهار آنزیم پراکسیداسیون می‌باشد. Goel و همکاران (2003) در مطالعه تغییرات آنزیمی تنش­های اکسیداتیو در طی فرسودگی چند رقم پنبه نشان دادند که نگهداری بذرهای پنبه در دمای 40 درجه سانتی­گراد به مدت 4 روز، سبب کاهش جوانه­زنی دانه پنبه به میزان 45% می­شود. فرسودگی میزان نشت یون­ها، فعالیت پراکسیداز کل و مالون دی آلدهید را در هر دو رقم افزایش داد و سبب کاهش فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان شد. پیش­تیمار بذرها با آب مقطر و آسکوربات با غلظت 100 میکروگرم بر میلی­لیتر به مدت 12 ساعت سبب کاهش تأثیرات فرسودگی گردید، به‌طوری‌که فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان افزایش و میزان مالون دی الدهید و پراکسیداز کل کاهش یافت. Kibinza و همکاران (2011) نیز در مطالعه خود نشان دادند که در طی فرسودگی، جوانه­زنی دانه آفتابگردان کاهش پیدا کرده و پیش­تیمار بذرها با آمینو 1، 2 و 4 تیرازول (3-amino-l, 2,4-triazol) سبب بهبود جوانه­زنی می­شود. آنان نشان دادند که در طی فرسودگی میزان هیدروژن پراکسید افزایش پیدا می­کند که عمدتاً ناشی از افزایش مقدار آنها در پراکسی زوم می‌شود. نتایج این محققان نشان داد که در طی فرسودگی فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان به‌ویژه کاتالاز کاهش پیدا می­کند. با توجه به اینکه بذرهای ماریتیغال حاوی روغن زیادی بوده و قوه نامیه کمی دارد؛ ولی با وجود این بذر آن می­تواند تا 9 سال در خاک باقی بماند و قوه نامیه خود را حفظ کند (30)، این مطالعه به‌منظور بررسی تغییرات در فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان گیاهچه و تعیین سهم هریک از آنزیم­ها بر شاخص قدرت بذر ماریتیغال اجرا شد.

مواد و روشها

آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1392 اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل پیش­تیمار بذر با نیترات پتاسیم در غلظت­های 0، 15، 30، 45 و 60 میلی­گرم بر لیتر و فرسودگی بذر در 4 سطح فرسوده نشده (شاهد)، 48، 96 و 144 ساعت فرسودگی بود. در این پژوهش شاخص طولی و وزنی قدرت، فعالیت آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در مرحله گیاهچه ای در 14 روز بعد از جوانه­زنی اندازه‌گیری شد. در این آزمایش، برای اعمال فرسودگی، بذرها در درون یک ظرف دارای محیط اشباع از بخار آب (رطوبت نسبی 90 تا 95 درصد) و در درون آون در دمای 45 درجه سانتی­گراد به مدت 48، 96 و 144 ساعت قرار داده شدند (مدت زمان فرسودگی بر اساس پیش آزمایش تعیین شد). برای اعمال پیش­تیمار نیز بعد از تهیه محلول­ها با غلظت­های مشخص، بذرها در درون 2 لایه کاغذ صافی قرار داده شد تا محلول به آنها اضافه شود. این کار برای جلوگیری از هیدراته شدن بذرها در محلول­های فاقد اکسیژن انجام شد. بعد از گذشت 12 ساعت و پایان پیش­تیمار، بذرها با آب مقطر شستشو داده شده و در محیط آزمایشگاه برای بازگشت به رطوبت اولیه (خشک شدن تا رطوبت 14 تا 16%) نگهداری شدند. برای محاسبه­ شاخص­های قدرت بذر در ابتدا 25 عدد بذر را در داخل ظروف پتری در درون ژرمیناتور با دمای 25 درجه سانتی­گراد قرار داده و در ادامه به­طور روزانه روند جوانه‌زنی آنها بر اساس خروج ریشه­چه 2 میلی­متری محاسبه و بعد از پایان دوره جوانه‌زنی نهایی محاسبه و به صورت درصد اعلام شد. برای تعیین وزن خشک نمونه‌ها از آون با دمای 70 درجه سانتی­گراد به مدت 48 ساعت استفاده شد. شاخص­های وزنی و طولی قدرت گیاهچه، مطابق روش Abdul-Baki و Anderson (1973) اندازه­گیری و محاسبه شد.

شاخص وزنی قدرت = وزن خشک گیاهچه × قابلیت جوانه­زنی

شاخص طولی قدرت = طول گیاهچه × قابلیت جوانه زنی

فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان از گیاهچه­ها بعد از 14 روز رشد انجام شد. فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز به روشStewart  وBewley  (1980) اندازه‌گیری شد. در این روش 1/0 گرم بافت گیاهی در 5 میلی­لیتر بافر فسفات پتاسیم 05/0 مولار حاوی آب اکسیژنه 10 میلی مولار و 1/0 میلی مولارEDTA  مخلوط ­شد. عصاره حاصل با 15000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه و در 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ گردید. سپس 8/1 میلی­لیتر از بافر استخراج را با 100 میکرو لیتر از مخلوط NBT (6-10 ×75 مولار) و متیونین (012/0 مولار)، 100 میکرو لیتر از محلول ریبوفلاونین (6-10 مولار)، 500 میکرو لیتر از محلول Na2CO3 (05/0 مولار) مخلوط و بعد 500 میکرو لیتر عصاره آنزیمی به آن افزوده ­شده و در طول موج 560 نانومتر قرائت شد.

برای استخراج عصاره پروتئینی و برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم­های کاتالاز و پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز، 2/0 گرم از بافت گیاهی را در 1 میلی‌لیتر محلول تریس 05/0 مولار با 5/7 =pH له کرده و بعد به مدت 20 دقیقه با 13000 دور در دقیقه در دمای 4 درجه سانتریفیوژ شد و پس از آن محلول روشناور برای اندازه‌گیری فعالیت آنزم‌ها استفاده شد (33). اندازه­گیری میزان فعالیت کاتالاز در طول موج 240 نانومتر و پراکسیداز در طول موج 425 نانومتر با استفاده از روش Karo و Mishra (1976) انجام شد. برای اندازه‌گیری فعالیت سینتیکی آنزیم آسکوربات پراکسیداز، 2 میلی­لیتر بافر فسفات 05/0 مولار با 7 =pH  و 2/0 میلی­لیتر آب اکسیژنه 3% حجم در حجم و 2/0 میلی­لیتر آسکوربات 5 میکرو لیتر مخلوط کرده و 1/0 میلی‌لیتر عصاره آنزیمی به آنها افزوده و منحنی تغییرات جذب در طول موج 290 نانومتر یادداشت شد (24).

فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز به روش Chance و Maehly (1955) اندازه‌گیری شد. در این روش 25/0 گرم از پودر گیاهی با 5/2 میلی­لیتر بافر استخراج تریس 05/0 مولار مخلوط و بعد 15 دقیقه با سرعت 13000 دور در دقیقه در دمای 4 درجه سانتی­گراد سانتریفیوژ شدند. سپس 3 میلی‌لیتر بافر فسفات پتاسیم 5 میلی­مولار با 8/7 =pH و 10 میکرولیتر هیدروژن پراکسیداز 41/3 مولار و 3 میکرولیتر محلول گایاکول 200 میلی­مولار را باهم مخلوط کرده و 100 میکرو لیتر عصاره آنزیمی به آنها افزوده و جذب محلول در طول موج 470 نانومتر قرائت شد. برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز 25/0 گرم نمونه گیاهی را در 5 میلی‌لیتر بافر فسفات 50 میلی مولار حاوی 1 نرمال سدیم کلرید 1% PVP و آسکوربات 1 میلی­مولار با 7 =pH له کرده و بعد به مدت 15 دقیقه در 15000 دور در دمای 4 درجه سانتی­گراد سانتریفیوژ شد. در ادامه 1/0 میلی­مولار از عصاره آنزیمی را در 3 میلی­لیتر مخلوط واکنش که شامل تریس 50 میلی­مولار
6/7 =pH  ، MgCl2 5 میلی­مولار، GSSG 5/0 میلی­مولار و  NADPH، 2/0 میلی­مولار مخلوط کرده و قرائت در طول موج 340 نانومتر انجام شد (11). میزان پروتئین نمونه­ها نیز به روش Bradford (1976) در طول 595 نانومتر اندازه­گیری شد. تجزیه و تحلیل داده­ها با استفاده از نرم افزار SPSS و مقایسه میانگین­ها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 1 و 5 درصد انجام گردید. برای تجزیه رگرسیونی از نرم افزارSPSS  و تحلیل مسیر از SPSS و نرم افزار Amos  استفاده شد.

نتایج

درصد جوانه­زنی: نتایج نشان داد، درصد جوانه­زنی تحت تأثیر اثرات اصلی فرسودگی قرار گرفت ولی اثرات اصلی نیترات پتاسیم و اثرات متقابل نیترات پتاسیم در فرسودگی بر درصد جوانه­زنی تأثیرگذار نبود (جدول 1).

 

 

جدول 1- نتایج تجزیه واریانس صفات فیزیولوژیک اندازه‌گیری شده

منابع تغییر

درجه آزادی

میانگین مربعات

درصد جوانه‌زنی

طول گیاهچه

وزن خشک گیاهچه

شاخص طولی قدرت

شاخص وزنی قدرت

پیش­تیمار

4

239/0ns

159/0ns

131/0**

18/4 ns

0088/0*

فرسودگی

3

933/0**

615/0**

349/0**

00/67**

055/0**

اثرات متقابل

12

562/0ns

153/0ns

040/0ns

12/11ns

0068/0 ns

خطا

40

458/0

139/0

022/0

50/4

0023/0

ضریب تغییرات

-

88/8

53/14

37/8

09/16

19/14

Ns،*،**: به‌ترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد

 

فرسودگی موجب کاهش درصد جوانه­زنی شد. بالاترین درصد جوانه­زنی (68%) از بذرهای شاهد (فرسوده نشده) و کمترین درصد جوانه­زنی (49%) نیز از بذرهای فرسوده شده به مدت 144 ساعت به دست آمد (جدول 2).

 

جدول 2- نتایج مقایسه میانگین اثرات اصلی صفات فیزیولوژیک طی تیمارهای مختلف

شاخص وزنی قدرت

شاخص طولی قدرت

وزن خشک گیاهچه

طول گیاهچه

درصد جوانه‌زنی

تیمار

-

-

میلی‌گرم

سانتی‌متر

درصد

سطح

تیمار

01/0± 130/0ab

6/18± 59/172a

30/0±17/3bc

44/0±16/6a

25/4±33/56a

0

نیترات پتاسیم  (میلی‌گرم بر لیتر)

02/0± 139/0a

8/26± 47/196a

20/0±42/3ab

83/0±21/7a

84/3±33/59a

15

01/0± 141/0a

1/36± 94/209a

26/0±74/3a

85/0±71/7a

19/4±00/62a

30

01/0± 107/0bc

8/23± 28/172a

16/0±95/2c

58/0±26/6a

57/3±67/57a

45

01/0± 092/0c

8/15± 19/163a

20/0±78/2c

56/0±56/6a

70/3±67/58a

60

01/0± 174/0a

4/28± 16/253a

22/0±78/3a

67/0±97/7a

66/3±00/68a

0

فرسودگی (ساعت)

01/0± 139/0b

1/16± 46/211a

20/0±53/3a

51/0±20/7ab

97/1±27/64a

48

01/0± 086/0c

9/12± 98/131b

16/0±59/2b

65/0±56/5bc

51/2±07/53b

96

01/0± 087/0c

8/9± 99/134b

16/0±94/2b

38/0±39/6c

07/3±87/49b

144

در این جدول حروف مختلف نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار می‌باشد.


رشد گیاهچه: اثرات اصلی پیش­تیمار در سطح 5 درصد بر وزن خشک گیاهچه معنی­دار بود ولی بر طول گیاهچه تأثیر معنی­داری نداشت (جدول 1). مقایسه میانگین­ها نشان داد، پیش­تیمار موجب بهبود وزن خشک گیاهچه­ها گردید. بالاترین وزن خشک گیاهچه با میانگین 74/3 میلی­گرم از غلظت 30 میلی­گرم بر لیتر و کمترین وزن خشک گیاهچه (78/2 میلی­گرم بر لیتر) نیز از مصرف 60 میلی­گرم بر لیتر به دست آمد (جدول 2). فرسودگی نیز در سطح 1 درصد بر طول و وزن خشک گیاهچه­های ماریتیغال تأثیرگذار بود (جدول 1). فرسودگی موجب کاهش طول و وزن خشک گیاهچه­ها شد. در شدیدترین سطح فرسودگی طول گیاهچه­ها 20% و وزن خشک گیاهچه­ها 22% کاهش نشان داد (جدول 2).

شاخص­های قدرت: نتایج نشان داد، اثر اصلی پیش­تیمار در سطح 5 درصد بر شاخص وزنی قدرت دارای اختلاف معنی­دار بود، در حالی­که بر شاخص طولی قدرت اثر معنی­دار نداشت (جدول 1). بر اساس مقایسه میانگین مربوط به شاخص وزنی، قدرت پیش­تیمار موجب افزایش شاخص وزنی قدرت شد. بیشترین شاخص وزنی قدرت در غلظت 30 میلی­گرم بر لیتر نیترات پتاسیم مشاهده شد، این در حالی است که غلظت­های 45 و 60 میلی­گرم بر لیتر بر میزان شاخص وزنی تأثیر منفی داشت (جدول 2). فرسودگی شاخص طولی و وزنی قدرت را تحت تأثیر قرار داد (جدول 1). مقایسه میانگین­ها نشان داد که فرسودگی سبب کاهش شاخص­های قدرت شد. فرسودگی به مدت 48 ساعت موجب کاهش 17% شاخص طولی و 21% شاخص وزنی قدرت شده و با افزایش مدت زمان فرسودگی به 144 ساعت شاخص طولی قدرت 46% و شاخص وزنی قدرت 50% کاهش یافت (جدول 2).

فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان: فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در سطح 1 درصد تحت تأثیر اثرات اصلی پیش‌تیمار و فرسودگی قرار گرفت (جدول 3).

 

جدول 3- نتایج تجزیه واریانس صفات بیوشیمیایی اندازه‌گیری شده

منابع تغییر

درجه آزادی

میانگین مربعات

سوپراکسید دیسموتاز

کاتالاز

پراکسیداز

آسکوربات پراکسیداز

گلوتاتیون پراکسیداز

گلوتاتیون ردوکتاز

پیش­تیمار

4

00414/0**

163/0**

232/0**

081/0*

0009/0*

0014/0*

فرسودگی

3

00419/0**

349/0**

745/0**

243/0**

0015/0*

0018/0*

اثرات متقابل

12

00010/0 ns

040/0 ns

018/0 ns

038/0 ns

00014/0 ns

00007/0 ns

خطا

40

00022/0

0079/0

015/0

028/0

00052/0

00076/0

ضریب تغییرات

-

98/13

45/7

38/6

88/15

3/23

5/30

Ns،*،**: به‌ترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد

 

مقایسه میانگین اثرات اصلی نشان داد که فعالیت این آنزیم در طی فرسودگی کاهش یافته و پیش‌تیمار بهبود فعالیت این آنزیم را سبب شد. بیشترین فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (019/0 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه) در طی پیش­تیمار بذر با نیترات پتاسیم از غلظت 30 میلی‌گرم بر لیتر و کمترین فعالیت آن (008/0 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه) از غلظت 60 میلی‌گرم بر لیتر به دست آمد (جدول 4). فرسودگی سبب کاهش فعالیت سوپراکسید دیسموتاز شد، به‌طوری که در فرسودگی ملایم (48 ساعت) فعالیت آنزیم از 016/0 به 014/0 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه کاهش پیدا کرد و با رسیدن فرسودگی به بالاترین مقدار خود، فعالیت آنزیم به 008/0 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه کاهش یافت (جدول 4). پیش­تیمارها بر فعالیت کاتالاز و پراکسیداز اثر معنی‌دار داشتند (جدول 3). فعالیت این دو آنزیم در طی پیش­تیمار افزایش پیدا کرد. بیشترین فعالیت کاتالاز (89/1 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه) از غلظت 15 میلی­گرم بر لیتر نیترات پتاسیم مشاهده شد و بیشترین فعالیت پراکسیداز (54/4 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه) از غلظت 30 میلی­گرم بر لیتر این ماده به دست آمد. فرسودگی فعالیت کاتالاز و پراکسیداز را کاهش داد (1%=α). بیشترین فعالیت کاتالاز و پراکسیداز در بذرهای فرسوده نشده مشاهده شد و با رسیدن مدت زمان فرسودگی به 144 ساعت فعالیت کاتالاز 46% و پراکسیداز 41% کاهش یافت (جدول 4).

فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز تحت تأثیر پیش‌تیمار کاهش یافت (1%=α، جدول 3). به‌طوری که بیشترین و کمترین فعالیت این آنزیم (به ترتیب 51/1 و 98/0 تغییرات جذب در میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه) در بذرهای پیش‌تیمار شده با آب مقطر و غلظت 30 میلی‌گرم بر لیتر مشاهده شد (جدول 4). فرسودگی نیز موجب تغییر معنی‌دار در فعالیت آسکوربات پراکسیداز شد (1%=α و جدول 3). مقایسه میانگین­ها نشان داد با افزایش مدت زمان فرسودگی فعالیت آسکوربات پراکسیداز کاهش یافت، به‌طوری‌که در بذرهای فرسوده نشده (شاهد) فعالیت آنزیم 41/1 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه بود و با تشدید فرسودگی به 144 ساعت فعالیت آنزیم به 85/0 تغییرات جذب در میلی­گرم پروتئین بر دقیقه کاهش یافت (جدول 4).

فعالیت آنزیم­های گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز تحت تأثیر پیش­تیمار و فرسودگی قرار گرفت (5%=α). پیش‌تیمار موجب افزایش فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز شد. غلظت 30 میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز را از 009/0 به 013/0 و فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز را از 006/0 به 010/0 افزایش داد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش مدت زمان فرسودگی، فعالیت آنزیم­های گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز را کاهش داد. تشدید فرسودگی به 144 ساعت موجب کاهش فعالیت به میزان 38% در فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز و 55% در فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز شد (جدول 4).

 

 

جدول 4- نتایج مقایسه میانگین اثرات اصلی صفات بیوشیمیایی اندازه‌گیری شده طی تیمارهای مختلف

گلوتاتیون ردوکتاز

گلوتاتیون پراکسیداز

آسکوربات پراکسیداز

پراکسیداز

کاتالاز

سوپراکسید دیسموتاز

تیمار

واحد بین‌المللی (U) بر میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه

تغییرات جذب در میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه

سطح

تیمار

0014/0±006/0ab

0014/0±009/0b

22/0±51/1a

23/0 ±18/3c

09/0± 14/1d

0015/0± 014/0b

0

نیترات پتاسیم  (میلی‌گرم بر لیتر)

0011/0±007/0ab

0014/0±011/0ab

12/0±19/1b

36/0±26/4a

18/0± 89/1a

0010/0± 010/0c

15

0013/0±010/0a

0018/0±013/0a

09/0±98/0b

31/0±54/4a

15/0± 61/1b

0020/0± 019/a

30

0011/0±006/0b

0006/0±010/0ab

08/0±21/1ab

22/0±79/3b

1/0± 27/1cd

0011/0± 009/0c

45

0009/0±005/0b

0004/0±008/0b

08/0±08/1b

22/0±52/3bc

1/0± 44/1bc

0009/0± 008/0c

60

 

 

 

 

 

 

 

 

0015/0±009/0a

0015/0±013/0a

12/0±41/1a

27/0±03/5a

17/0± 94/1a

0017/0±016/0a

0

فرسودگی (ساعت)

0010/0±008/0ab

0011/0±011/0ab

15/0±42/1a

15/0±01/4b

07/0± 58/1b

0015/0±014/0b

48

0006/0±006/0b

0010/0±008/0b

06/0±09/1b

10/0±42/3c

06/0± 32/1c

0012/0±011/0c

96

0007/0±004/0b

001/0±008/0b

07/0±85/0b

16/0±96/2d

06/0± 04/1d

0008/0±008/0d

144

در این جدول حروف مختلف نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار می‌باشد.

 


همبستگی: نتایج همبستگی شاخص­های قدرت با فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان نشان داد بین شاخص طولی و وزنی قدرت همبستگی مثبت (856/0 r2= ) وجود دارد که این نشان دهنده تغییرات هم‌جهت این آنزیم­ها در طی تیمارهای اعمال شده می­باشد. فعالیت آنزیم با شاخص طولی و وزنی قدرت همبستگی معنی­دار داشت. همبستگی فعالیت این آنزیم­ها با شاخص طولی و وزنی قدرت، مثبت بود. در بین آنزیم­ها فعالیت پراکسیداز (553/0 r2=) و گلوتاتیون ردوکتاز (501/0 r2=) بالاترین همبستگی را با شاخص وزنی قدرت و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (424/0 r2=) و پراکسیداز (526/0 r2=) بالاترین همبستگی را با شاخص طولی قدرت داشتند. فعالیت آنزیم کاتالاز (782/0 r2=) و گلوتاتیون پراکسیداز (500/0 r2=) بالاترین همبستگی را با فعالیت پراکسیداز داشتند، همچنین گلوتاتیون پراکسیداز (603/0 r2=) بالاترین همبستگی را با فعالیت سوپراکسید دیسموتاز از خود نشان داد (جدول 5). همچنین بین درصد جوانه­زنی، طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه و شاخص­های قدرت و بین فعالیت آنزیم­ها و درصد جوانه­زنی، طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه نیز همبستگی مثبت معنی­داری وجود داشت. در بین آنزیم­های آنتی اکسیدان، فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز بالاترین همبستگی (383/0r2=) با درصد جوانه­زنی و فعالیت کاتالاز بالاترین همبستگی با طول گیاهچه (333/0r2=) و گلوتاتیون ردوکتاز بالاترین همبستگی (414/0r2=) را با وزن خشک گیاهچه داشت (جدول 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


معادله رگرسیونی: نتایج معادلات رگرسیونی برای پیش­بینی شاخص­های طولی و وزنی قدرت نشان داد که در بین فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان، فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز (313/0  R2 =) و پراکسیداز (276/0  R2 =) بیشترین سهم در پیش‌بینی شاخص طولی قدرت و فعالیت پراکسیداز (306/0  R2 =) و گلوتاتیون ردوکتاز (305/0  R2 =) نیز بیشترین سهم را در پیش­بینی شاخص وزنی قدرت نشان دادند. همچنین نتایج نشان داد، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز با تغییرات شاخص طولی قدرت از نوع خطی بود. این در حالی است که بین فعالیت کاتالاز با شاخص طولی یک رابطه درجه سوم و بین گلوتاتیون پراکسیداز و شاخص طولی رابطه درجه 2 برقرار بود (جدول 6).

 

جدول 6- مدل­های رگرسیونی پیش‌بینی شاخص قدرت در طی فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان گیاهچه

 

مدل

ضرایب رگرسیونی معادله

همبستگی

صفات وابسته

صفات مستقل

 

Model

b3

b2

b1

b0

R square

X

Y

 

Y =b0+b1X

…. ns

…. ns

6128

0/109

180/0

SOD

شاخص طولی قدرت

Y =b0+b1X+b2X2+b3 X3

9/111-

7/619

2/983-

7/626

251/0

CAT

Y =b0+b1X

…. ns

…. ns

11/43

60/16

276/0

POX

Y =b0+b1X

…. ns

…. ns

64/53

9/118

091/0

APX

Y =b0+b1X+b2X2+b3 X3

…. ns

67596

9953-

3/201

313/0

GPX

Y =b0+b1X

…. ns

…. ns

8409

5/125

170/0

GR

 

Y =b0+b1X

….ns

….ns

668/4

0652/0

249/0

SOD

شاخص وزنی قدرت

Y =b0+b1X+b2X2+b3 X3

0816/0-

4642/0

761/0-

480/0

302/0

CAT

Y =b0+b1X

….ns

….ns

0291/0

0080/0

306/0

POX

Y =b0+b1X X3

….ns

….ns

0545/0

0565/0

223/0

APX

Y =b0+b1X+b2X2

….ns

8/315

460/3-

1151/0

229/0

GPX

Y =b0+b1X+b2X2

….ns

7/698

567/4-

1079/0

305/0

GR

                 

SOD= سوپراکسید دیسموتاز، CAT= کاتالاز، POX= پراکسیداز، APX= آسکوربات پراکسیداز، GPX= گلوتاتیون پراکسیداز، GR= گلوتاتیون ردوکتاز.


شاخص وزنی قدرت با تغییرات فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز از نوع خطی و با کاتالاز از نوع درجه سوم بود.

تحلیل مسیر: نتایج تحلیل مسیر نشان داد در بین فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان، فعالیت پراکسیداز تأثیر مستقیم معنی‌داری بر شاخص طولی قدرت داشت؛ به‌طوری که تغییر یک واحد در فعالیت این آنزیم سبب تغییر 520/0 واحد در شاخص طولی قدرت به طور مستقیم می‌شد. این در حالی است که فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز دارای تأثیر غیرمستقیم بودند. در بین آنزیم‌ها، کاتالاز دارای بیشترین تأثیر غیرمستقیم بود، به‌طوری که تغییر یک واحد در فعالیت این آنزیم سبب تغییر 316/0 واحدی در میزان شاخص طولی قدرت ‌شد. همچنین نتایج نشان داد، فعالیت سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون ردوکتاز دارای تأثیر مستقیم و پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز دارای تأثیر غیرمستقیم بر شاخص وزنی قدرت بودند که می‌تواند تأثیر این آنزیم از طریق فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز باشد. در بین اثرات مستقیم، بیشترین تأثیر را فعالیت سوپراکسید دیسموتاز نشان داد، به‌طوری که تغییر یک واحد در فعالیت این آنزیم سبب تغییر 395/0 واحد در شاخص وزنی قدرت شد. در بین تأثیرات غیرمستقیم نیز پراکسیداز بیشترین تأثیر را نشان داد (جدول 7).

 

جدول 7- نتایج تحلیل مسیر فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان بر شاخص طولی و وزنی قدرت

 

شاخص طولی قدرت

 

شاخص وزنی قدرت

 

اثر مستقیم

غیرمستقیم

کل اثر

 

اثر مستقیم

غیرمستقیم

کل اثر

سوپراکسید دیسموتاز

-

151/0

151/0

 

395/0

00/0

395/0

پراکسیداز

520/0

00/0

520/0

 

00/0

418/0

418/0

کاتالاز

-

316/0

316/0

 

-

-

-

آسکوربات پراکسیداز

-

-

-

 

294/0

00/0

294/0

گلوتاتیون پراکسیداز

-

216/0

216/0

 

00/0

010/0

010/0

گلوتاتیون ردوکتاز

00/0

196/0

196/0

 

352/0

090/0

442/0


بحث

بر اساس نتایج این پژوهش فرسودگی موجب کاهش درصد جوانه­زنی، طول و وزن خشک گیاهچه­ها و شاخص­های قدرت شد (جدول 1). این نتایج با یافته های Goel و همکاران (2003) و Hsu و همکاران (2006) مطابقت دارد. در طی فرسودگی تولید رادیکال­های آزاد اکسیژن و هیدروژن پراکسید افزایش یافته که این عامل موجب تخریب ساختارهای DNA و RNA ریبوزمی، افزایش فعالیت آنزیمی، تنفس و نفوذپذیری غشاهای سلولی می‌شود (23). افزایش تولید رادیکال آزاد موجب عدم تعادل بین رادیکال­های آزاد و فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان شده، که موجب افزایش پراکسیداسیون لیپیدها و آسیب به غشا می­شود. آسیب غشا باعث افزایش نفوذپذیری غشا سلولی آن و موجب از بین رفتن نفوذپذیری انتخابی غشا شده که موجب تغییر ساختار و ویژگی­های سلول­ها شده که در نهایت در کاهش قدرت بذر و متناسب با آن درصد جوانه­زنی و رشد گیاهچه­ها نقش مهمی ایفا می­کند. با توجه به نتایج همبستگی مشاهده می­شود که بین شاخص­های قدرت و فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان همبستگی مثبت وجود دارد که نشان دهنده تغییرات هم­جهت آنها با یکدیگر می­باشد. فرسودگی موجب کاهش فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان شد (جدول 1). افزایش رادیکال­های آزاد اکسیژن و هیدروژن پراکسید در سیتوپلاسم سلول­ها در طی فرسودگی باعث کاهش فعالیت RNA اکسیداز شده که خود موجب کاهش بیان ژن­های مربوط به فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان شده که این عامل نقش مهمی در کاهش فعالیت آنها محسوب دارد. همچنین فرسودگی موجب کاهش پیوستگی پروتئین­ها و افزایش حساسیت پروتئین­ها به آنزیم­های تجزیه کننده شده که در نهایت منجر به کاهش  قوه­نامیه، رشد گیاهچه­ها و قدرت بذر می­شود (6 و21).

آنزیم سوپراکسید دیسموتاز به‌عنوان اولین عامل دفاعی در برابر تنش‌های اکسیداتیو عمل کرده و سبب واکنش رادیکال­های آزاد و تبدیل آن به هیدروژن پراکسید شده؛ و از این طریق سبب کاهش تأثیرات مخرب رادیکال‌های آزاد می­شود که در ادامه فعالیت دیگر آنزیم­های آنتی‌اکسیدان مانند کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز سبب حذف هیدروژن پراکسید از سلول می­شود. با توجه به نتایج تحلیل مسیر مشاهده می‌شود که بیشترین تأثیر آنزیم سوپراکسید دیسموتاز بر شاخص وزنی قدرت به‌صورت مستقیم و بر شاخص طولی به‌صورت غیرمستقیم است. همچنین نتایج همبستگی نشان داد، این آنزیم همبستگی بالایی با فعالیت پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز دارد. با توجه به اینکه آنزیم سوپراکسید دیسموتاز موجب تبدیل رادیکال آزاد به هیدروژن پراکسید می‌شود قادر به خنثی کردن کامل تأثیرات تنش نبوده و هیدروژن پراکسیدهای تولیدی نیز بر شاخص­های قدرت تأثیرگذار بوده و تأثیرات غیرمستقیم این آنزیم بر شاخص­های قدرت می‌تواند به این علت باشد. همچنین همبستگی بالای این آنزیم با پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز می‌تواند نشان دهنده این باشد که این آنزیم‌ها دارای نقش مهمی در حذف هیدروژن پراکسیدهای تولید شده توسط هیدروژن پراکسیداز می­باشد. پراکسیداز به‌عنوان یکی دیگر از آنزیم­های آنتی­اکسیدان در تجزیه هیدروژن پراکسید دارای نقش مهمی می­باشد. این آنزیم بالاترین همبستگی را با شاخص­های قدرت دارد، همچنین نتایج پیش ­بینی شاخص­های قدرت نشان داد که پراکسیداز به همراه گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز بالاترین سهم را در پیش­بینی شاخص طولی و وزنی قدرت دارد. فعالیت این آنزیم­ها می­تواند از طریق تأثیر بر رشد گیاهچه موجب تأثیر بر قدرت بذر شود. نتایج مطالعات قبلی نشان داده که فعالیت آنزیم پراکسیداز در واکوئل و دیواره سلولی افزایش یافته که این عامل سبب چوبی شدن این قسمت‌ها شده و از این طریق موجب محافظت سلول در طی تنش می‌شود (12). پراکسیداز با محافظت از واکوئل سلولی در حفظ فشار تورگر می­تواند در رشد سلول نقش داشته باشد و از این طریق در توان رشد گیاهچه­ها یا همان شاخص طولی قدرت نقش داشته باشد. همچنین آنزیم پراکسیداز موجب چوبی شدن دیواره سلولی شده و از این طریق باعث افزایش نسبت وزن خشک به آب سلول شده و وزن خشک گیاه را بالا می­برد و تأثیر آن بر شاخص وزنی قدرت به این دلیل می‌باشد. گلوتاتیون ردوکتاز از دیگر آنزیم­های آنتی‌اکسیدان شناخته می‌شود ولی این آنزیم به طور مستقیم دارای خواص آنتی‌اکسیدانی نیست. این آنزیم موجب کاتالیز واکنش تبدیل گلوتاتیون دی سولفید به گلوتاتیون می‌شود که این عمل آن با مصرف NADPH همراه است (15). در واقع این آنزیم موجب تداوم چرخه گلوتاتیون شده و از این طریق به‌صورت غیرمستقیم در تجزیه هیدروژن پراکسید نقش دارد. البته نتایج تحلیل مسیر نیز تأیید کننده این مطلب است. با توجه به نتایج تحلیل مسیر مشاهده می­شود که تأثیرات گلوتاتیون ردوکتاز بر شاخص طولی قدرت بیشتر به‌صورت اثر غیرمستقیم می‌باشد. همچنین نتایج پژوهش­ها نشان داده است که گلوتاتیون تولید شده توسط گلوتاتیون رداکتاز بر میزان آسکوربات که سوبسترای فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز می­باشد، تأثیر دارد (15). نتایج تحلیل مسیر نیز تأثیر گلوتاتیون ردوکتاز بر فعالیت آسکوربات پراکسیداز را نشان می‌دهد که این مطلب می‌تواند توجیه گر تأثیرات غیرمستقیم گلوتاتیون ردوکتاز نیز باشد. نتایج همبستگی نیز نشان داد بین فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز و آسکوربات پراکسیداز همبستگی مثبت معنی­داری وجود دارد (جدول 5). آسکوربات پراکسیداز به‌عنوان یکی دیگر از آنزیم­های آنتی‌اکسیدان سبب تجزیه هیدروژن پراکسید به آب می­شود که از آسکوربات به‌ عنوان بستر عمل استفاده می‌کند. در عمل این آنزیم الکترون اضافی موجود در هیدروژن پراکسید به­ دی هیدروآسکوربات منتقل شده و موجب تولید آب می‌شود. این آنزیم نقش کلیدی در چرخه گلوتاتیون – آسکوربات دارد (25و28). آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز از دیگر آنزیم­های آنتی‌اکسیدان بوده که دارای همبستگی بالایی با شاخص­های قدرت داشته و سهم زیادی در پیش‌بینی شاخص طولی قدرت دارد (جدول 5). گلوتاتیون پراکسیداز به‌عنوان کاتالیزور سبب تبدیل گلوتاتیون به گلوتاتیون دی سولفید شده و از این طریق الکترون اضافه‌ موجود در هیدروژن پراکسید را گرفته و موجب تبدیل آن به آب می‌شود و از این طریق سبب انتقال الکترون اضافه از هیدروژن پراکسید به آن و تبدیل هیدروژن پراکسید به آب می‌شود. به‌طوری‌که آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز به‌عنوان کوفاکتور در فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز نقش ایفا می‌کند (13و20). نتایج نشان می­دهد که گلوتاتیون پراکسیداز از طریق آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز می­تواند بر شاخص وزنی قدرت تأثیرگذار باشد. همچنین نتایج نشان داد که پیش­تیمار موجب بهبود قدرت بذر شد. در بین غلظت­های مختلف از نیترات پتاسیم، غلظت 30 میلی­گرم بر لیتر از آن در اغلب صفات اندازه­گیری شده بالاترین تأثیر را نشان داد. در واقع این غلظت از نیترات پتاسیم به‌عنوان غلظت بهینه در بهبود جوانه­زنی و قدرت بذر به‌شمار می­آید. این نتایج با یافته­های دیگر پژوهش­ها نیز مطابقت دارد (13و 20). در مطالعات دیگر نیز مشاهده شد که پیش­تیمار بذر با نیترات پتاسیم موجب افزایش تحمل بذرها به تنش­های اکسیداتیو ناشی از تنش شوری و خشکی شد (2 و 3). پیش­تیمار باعث بهبود و ترمیم بیان ژن­های آنزیم­های آنتی­اکسیدان شده و از این طریق موجب افزایش فعالیت این آنزیم­ها و در نهایت منجر به بهبود شاخص­های قدرت و جوانه‌زنی و رشد گیاهچه­ها می‌شود (6 و21).

نتیجه­ گیری کلی

فرسودگی فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان را کاهش می­دهد که این امر موجب کاهش درصد جوانه­زنی، رشد گیاهچه­ها و در نهایت شاخص­های قدرت بذر می­گردد. در بین فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان، فعالیت پراکسیداز به همراه گلوتاتیون پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز بالاترین همبستگی و سهم را در پیش‌بینی شاخص­های قدرت نشان دادند. پیش­تیمار موجب بهبود فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان شد و شاخص وزنی قدرت را افزایش داد، ولی بر شاخص طولی قدرت، درصد جوانه­زنی و طول گیاهچه تأثیر معنی‌داری نداشت. در بین غلظت­های مختلف نیترات پتاسیم، استفاده از غلظت 30 میلی‌گرم بر لیتر از آن در بیشتر صفات اندازه‌گیری شده دارای بیشترین تأثیر بود که این نشان دهنده مناسب‌ترین غلظت این ماده برای بهبود جوانه­زنی و قدرت بذر ماریتیغال می‌باشد.

1-      عدالت پیشه، م، عباس دخت، ح، منتظری، ن. 1388. مطالعه هالوپرایمینگ و هیدروپرایمینگ بذر بر جوانه­زنی ذرت تحت شرایط تنش شوری و خشکی. مجله الکترونیک کشاورزی و منابع طبیعی گلستان.2: 79 – 67.

2-      عموآقایی، ر، 1392. تأثیر برخی هورمون­ها و ترکیبات ازته روی ظرفیت، سرعت و هماهنگی جوانه­زنی بذرهای قیچ تحت تنش شوری. مجله مجله زیست شناسی ایران.26: 475-465.

3-      عموآقایی، ر، ولیوند، م. 1393. اثر مدت زمان سرمادهی، غلظت، نوع و زمان تیمار مواد ازته بر جوانهزنی و رشد دانه رست کرفس کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff.). مجله زیست شناسی ایران.27: 477-435.

 

4-      Abdul-Baki, A.A., Anderson, J.D. 1973. Vigor determination in soybean by multiple criteria. Crop Science, 13: 630-633.

5-      Armin, M., Asgharipour, M., Razavi-Omrani, M. 2010. The Effect of Seed Priming on Germination and Seedling Growth of Watermelon (Citrullus lanatus). Advances in Environment Biology, 4: 501-505.

6-      Berlett, B.S., Stadtman, E.R. 1997. Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress. Journal Biology and Chemistry, 272: 20313-20316.

7-      Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemis, 72: 248-254.

8-      Chance, B., Maehly, A. 1955. Assay of catalase and peroxidase. Methods Enzymology, 2: 764-817.

9-      Chang-Zheng, H., Jin, H., Zhi-Yu, Z., Song-Lin, R., Wen-Jian, S. 2002. Effect of seed priming with mixed-salt solution on germination and physiological characteristics of seedling in rice (Oryza sativa L.) under stress conditions. Journal Agriculture Life Science, 28: 175–178.

10-   Chen, C.C., Sung, J.M. 2001. Priming bitter gourd seeds with selenium solution enhances Germinability and anti-oxidative responses under sub-optimal temperature. Plant Physiology, 111: 9–16.

11-   Foyer, C.H., Halliwell, B. 1976. The presence of glutathione and glutathione reductase in chloroplasts: a proposed role in ascorbic acid metabolism. Planetarium, 133: 21-25.

12-   Gaspar, T., Penel, C., Castillo, F.J., Greppin, H. 2001. A two-step control of basic and acidic peroxidases and its significance for growth and development. Plant Physiology, 64: 418- 423.

13-   Goel, A., Goel, A.K., Sheoran, I.S. 2003. Changes in oxidative stress enzymes during artificial ageing in cotton (Gossypium hirsutum L.) seeds. Plant Physiology, 160: 1093-1100.

14-   Hampton, J.G., Coolbera, P., 1990. Potential versus actual seed performance can vigour testing provide and answer. Seed Science Technology, 18:215-228.

15-   Hossain, M.A., Da-Silva, J.A.T., Fujita, M., 2011. Glyoxalase system and reactive oxygen species detoxification system in plant abiotic stress response and tolerance: an intimate relationship, in Abiotic Stress in Plants-Mechanisms and Adaptations, A. K. Shanker and B. Venkateswarlu, Eds., pp. 235– 266, INTECH-Open Access Publisher, Rijeka, Croatia,.

16-   Hosseini, A., Koocheki, A. 2007. The effect of different priming treatments on germination percent and mean germination time of four varieties of sugar beet. Journal Agronomy Research, 5: 69-76.

17-   Hsu, C.C., Chen, C.L., Chen, J.J., Sung, J.M. 2003. Accelerated aging-enhanced lipid peroxidation in bitter gourd seeds and effects of priming and hot water soaking treatments. Scientia Horticulture, 98: 201-212.

18-   Hu, J., Xie, X.J., Wang, Z.F., Song, W.J. 2006. Sand priming improves alfalfa germination under high salt concentration stress. Seed Science Technology, 34: 199-204.

19-   Karo, M., Mishra, D. 1976. Catalase, peroxidase and polyphenol oxidase activity during rice leaf senescence. Plant Physiology, 57: 315-319.

20-   Kibinza, S., Bazin, J., Bailly, CH., Farrant, J.M.¸ Corbineau, F., Maarouf-Bouteau, H.E. 2011. Catalase is a key enzyme in seed recovery from ageing during priming. Plant Science, 181: 309-315.

21-   Kibinza, S., Vinel, D., Come, D., Bailly, C., Corbineau, F., 2006. Sunflower seed deterioration as related to moisture content during ageing, energy metabolism and active oxygen species scavenging. Plant Physiology, 128: 496-506.

22-   Krishna, P., Bhabak, A., Govindasamy, M. 2010. Functional Mimics of Glutathione Peroxidase: Bioinspired Synthetic Antioxidants. Accounts of Chemical Research, 43:1408-1419.

23-   McDonald, M.B. 1999. Seed deterioration: physiology, repair and assessment. Seed Science Technology, 27:177-237.

24-   Nakano, Y., Asada, K. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplast. Plant and Cell Physiology, 22: 867-880.

25-   Noctor, G., Foyer, C.H. 1998. Ascorbate and glutathione: Keeping Active Oxygen under Control. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 49: 249–279.

26-   Peery, D.A. 1978. Report of the Vigor Test Committee 1974-1977. Seed Science Technology, 6: 181-1599.

27-   Ramasamy, K., Agarwal, R. 2008. Multitargeted therapy of cancer by silymarin. Cancer Lett. 269: 352-362.

28-   Raven, E.L. 2000. Peroxidase-catalyzed oxidation of ascorbate. Structural, spectroscopic and mechanistic correlations in ascorbate peroxidase. Subcell. Biochem. Subcellular Biochemistry, 35: 317-49.

29-   Shaker, E., Mahmoud, H., Mnaa, S. 2010. Silymarin, the antioxidant component and Silybum marianum extracts prevent liver damage. Food and Chemical Toxicology, 48: 803-806.

30-   Sindel, B. M. 1991. A review of the ecology and control of thistles in Australia. Weed Research, 31: 189-201.

31-   Singh, B.G., Rao, G. 1993. Effect of chemicals soaking of sunflower (Helianthus annuus L.) seed on vigor index. Indian Journal Agriculture Science, 63: 232–233.

32-   Stewart, R.R.C., Bewley, J.D. 1980. Lipid peroxidation associated aging of soybean axes. Plant Physiology, 65: 245-248.

33-   Sudhakar, C., Lakshmi, A., Giridara kumar, S. 2001. Changes in the antioxidant enzyme efficacy in two high yielding genotypes of mulberry (Mours alba L.) under NaCl salinity, Plant Science, 167: 613-619.