اثرات تغذيه سيليكون بر كاهش تنش اكسيداتيو ناشي از شوري در گياه آرابيدوپسيس تاليانا (Arabidopsis thaliana)

Effects of Silicon Nutrition on the Alleviation of Salinity Induced Oxidative Stress in Arabidopsis thaliana

در اين پژوهش اثرات تغذيه سيليكون در گياه آرابيدوپسيس تحت تنش شوري در شرايط كشت هيدروپونيك مورد مطالعه قرار گرفت. آزمايشات در قالب طرح كاملاً تصادفي و به صورت فاكتوريل انجام شد. فاكتور اول، شوري در سطوح 0، 50، 100 و 150 ميلي‌مولار به صورت كلريد سديم و فاكتور دوم، سيليكون در سطوح 0 و 1/5 ميلي‌مولار به صورت سيليكات سديم بود. نتايج كشت گياهان آشكار ساخت كه در نتيجه تنش شوري تا تيمار 150 ميلي‌مولار ميزان يون سديم در گياه افزايش و درصد آب نسبي و مقدار كلسيم، پتاسيم و منيزيم به ترتيب در حدود 27، 49، 66 و 19 درصد نسبت به گياه شاهد كاهش يافته است. اين امر احتمالاً با القا تنش اكسيداتيو سبب افزايش فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان و مقدار فنل‌ها شد كه منجر به كاهش رشد گياهان تحت تنش شوري گرديد. به علاوه، تنش شوري قندهاي محلول را افزايش و نشاسته را كاهش داد كه احتمالاً تلاش گياه براي تنظيم اسمزي ناكافي را آشكار مي‌سازد. تغذيه سيليكون همراه با افزايش مقدار پتاسيم و منيزيم و نيز افزايش فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان، كاهش تنش اكسيداتيو ناشي از شوري را سبب شد. به علاوه، افزايش مقدار قندهاي احيايي، كاهش نشاسته و افزايش ميزان آب نسبي با تغذيه سيليكون در گياهان تحت شوري بهبود وضعيت آب گياهان را نشان مي‌دهد. در نتيجه گياهان تغذيه‌شده با سيليكون تحت شوري نسبت به گياهان بدون سيليكون رشد بهتري داشتند. اين نتايج نشان داد كه سيليكون با كاهش تنش اكسيداتيو و بهبود وضعيت آب، تنش شوري را در گياه آرابيدوپسيس تخفيف مي‌دهد.

In the present study, the effects of silicon nutrition under salinity stress have been investigated on Arabidopsis thaliana plants grown on hydroponic culture. The experiments were conducted in a completely randomized design in factorial form. The first factor was salinity including 0, 50, 100 and 150 mM NaCl and the second factor was silicon including 0 and 1.5 mM sodium silicate. The results indicated that salinity increased concentration of Na+ and decreased relative water content and concentration of Ca2+, K+ and Mg2+ about 27, 49, 66 and 19 percent respectively. Consequently, plants were faced with oxidative stress that caused enhancement of antioxidant enzyme activities as well as phenols. In addition, salinity stress increased soluble sugars and decreased starch content that probably indicated plant acclimation for insufficient osmotic adjustment. Silicon nutrition alleviated the oxidative stress caused by salinity that may associated to the increasing K+ and Mg2+ content and raising antioxidant enzymes activity. Beside, increase of reducing sugars, decrease of starch and enhancement of relative water content following silicon application indicated improvement of plant water status. As a result, silicon fed plants indicated greater growth compared to non silicon fed ones under salinity. The results indicated that silicon could mitigate salinity stress in Arabidopsis thaliana plants through minimizing oxidative stress and improvement of water status.