تاثير تنش خشكي و اشعه ماوراء بنفش (UV-C) بر سيستم دفاع آنتي اكسيداني آنزيمي و غير آنزيمي در سه رقم گندم (Triticum aestivum L)

The effect of drought stress and Ultraviolet on antioxidant defensive system of enzyme and non-enzyme in three varieties of wheat Triticum aestivum L

تنش خشكي و اشعه­ UV به عنوان عوامل محيطي تنش­زا اثرات زيان باري بر فرايندهاي فيزيولوژيكي و رشد گونه­ هاي گياهي دارند. گياهان از طريق وابستگي به ساز و كارهاي خاص فيزيولوژيكي با اين عوامل تنش ­زا كه موجب توليد گونه­ هاي كنش گر اكسيژن در ياخته هاي گياهي مي ­شوند، مقابله مي ­كنند. لذا به منظور بررسي تاثير تنش خشكي وUV-C بر سيستم دفاع آنتي ­اكسيداني آنزيمي و غير آنزيمي در ارقام مختلف گياه گندم (.Triticum aestivum L)، آزمايشي گلداني به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار در آزمايشگاه دانشگاه پيام نور مركز اروميه در سال 1394 اجرا گرديد. عامل اول شامل تنش خشكي در دو سطح (شاهد و تنش خشكي با اعمال 25 درصد ظرفيت زراعي)، عامل دوم شامل اشعه­ UV در دو سطح (شاهد و اشعه UV-C) و عامل سوم سه رقم گندم ("زارع"، "پيشگام" و "ميهن") بود. در اين تحقيق صفات موروفولوژيك، رنگيزه ­هاي فتوسنتزي و آنزيم ­هاي موثر بر سيستم دفاعي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه در شرايط تنش خشكي و اشعه UV محتواي فلاونوئيد­ها در رقم "ميهن" افزايش و در رقم "پيشگام" كاهش معني­داري يافت در حالي كه در همين شرايط (تنش خشكي و اشعه UV) محتواي آنتوسي انين­­ ها افزايش معني­داري نشان داد. تيمار خشكي و اشعه­ UV سبب ايجاد تنش اكسيداتيو در ارقام مختلف گياه گندم شد. علاوه بر اين تنش خشكي تركيبات فنلي را افزايش داد و موجب افزايش فعاليت آنزيم ­هاي آنتي ­اكسيدان نظير كاتالاز، سوپراكسيد ديسموتاز و پراكسيداز شد. محتواي كربوهيدرات­ هاي محلول نيز تحت شرايط تنش خشكي افزايش معني­داري يافت. تنش خشكي در مقايسه با آبياري مطلوب، طول ساقه، طول ريشه، كاروتنوئيد و كلروفيل كل را به ترتيب حدود 16، 20، 25 و 20 درصد كاهش داد. در شرايط تنش خشكي، كاربرد اشعه UV محتواي پرولين را در كليه ارقام حدود 31 درصد افزايش داد در حالي كه اين افزايش در شرايط بدون تنش خشكي 22 درصد بوده است. افزايش فعاليت آنزيم ­هاي آنتي ­اكسيداني در هر سه واريته مشاهده شد، همچنين محتواي مالون­دي ­آلدئيد و پرولين در هر سه رقم مورد مطالعه افزايش يافت. اشعه­ UV باعث كاهش معني­دار محتواي كلروفيل a، b و كلروفيل كل شد. همچنين تيمار با اشعه­ ي UV-C باعث كاهش وزن خشك ريشه و ساقه و طول ريشه و ساقه در هر سه رقم شد. كاربرد توام تنش خشكي و اشعه­ UV باعث تشديد خسارات وارده به گياه شد. همچنين رقم "زارع" با توجه به افزايش ميزان فلاونوئيدها و آنتوسيانين نسبت به ارقام "ميهن" و "پيشگام" رقم متحمل به تنش خشكي شناخته شد.

Drought stress and ultraviolet radiation as stressful environmental factors have deleterious effects on physiological and growth of plants. So in order to evaluate the effect of drought stress and Ultraviolet on photosynthesis pigments and antioxidant defensive system of enzyme and non-enzyme in three varieties of wheat (Triticum aestivum L.), a pot experiment was conducted by using factorial based on completely randomized design (RCD) with three replications in 2015. Treatments were drought stress in two levels (control and drought stress by applying 25% of field capacity) and ultraviolet radiation (control and UV-C) and three wheat varieties ("Zare", "Pishgham" and "Mih@n"). In this study, morphological traits, photosynthetic pigments and enzymes affecting on defense system were studied. The results showed that under drought stress and UV rays, the content of flavonoids increased in " Mih@n" and decreased significantly in "Pishgham" cultivar, while in the same conditions (drought stress and UV radiation), the content of anthocyanins increased significantly. Treatment drought stress and UV caused oxidative stress in different varieties of wheat. In addition drought stress increased phenolic compounds and cause to enhance antioxidant enzymes such as catalase activity, superoxide dismutase and peroxidase. The content of soluble sugars increased under drought stess conditions. In drought stress condition, application UV increased proline amount in all three varieties about 31 percent but in optimum irrigation increased up to 22 percent. Increase of activity of antioxidant enzymes was observed in all three varieties, as well as the content of malondialdehyde and proline increased in all three varieties. UV radiation caused a significant reduction in the concentration of chlorophyll a, b and total chlorophyll. Also drought stress and UV reduced significantly root and stem dry weight, root and stem length. The interaction between drought stress and ultraviolet radiation increased damage to the plant. Also "Zare" variety according to increasing flavonoids and anthocyanin comparison with "Pishgham" and "Mih@n" varieties was provn as tolerant to drought stress.