تاثير شوري ملايم و كاربرد پلي آمينها بر رشد، فتوسنتز و متابوليسم فنلها در گياه سديم پسند چغندر قند

Effect of mild salinity and exogenous polyamines on growth, photosynthesis and phenolics metabolism in sugar beet plants

تاثير غلظت پايين (25 ميلي مولار) سديم كلريد بر روي رشد و فتوسنتز گياه سديم پسند چغندر قند (Beta vulgaris L.) در محيط هيدروپونيك مورد بررسي قرار گرفت. به منظور مطالعه اثر كاربرد پلي آمينها روي پاسخ رشدي گياهان به شوري ملايم، پوترسين و اسپرميدين در غلظت 5/0 ميلي مولار به محيط ريشه افزوده شد. تحت تاثير شوري ملايم، رشد اندام هوايي و ريشه 37 و 58 درصد به ترتيب در اندام هوايي و ريشه تحريك شد. كاربرد پوترسين در شرايط شاهد تاثير معني داري روي رشد ريشه يا اندام هوايي نداشت، ولي اسپرميدين موجب كاهش معني دار رشد اندام هوايي گرديد. به همين ترتيب تاثير مثبت شوري ملايم بر رشد گياهان، در حضور اسپرميدين كاهش يافت. مقدار كلروفيل a،b و كلروفيل كل به صورت معني داري در تيمار شوري افزايش يافت. كاربرد پوترسين موجب افزايش اين پارامترها تنها در گياهان شاهد شد، ولي كاربرد اسپرميدين در هيچ كدام از گياهان شاهد و يا تيمار شوري تاثيري نشان نداد. پارامتر هاي فلويورسانس كلروفيل تحت تاثير تيمار شوري و يا كاربرد پلي آمينها قرار نگرفت. تثبيت خالص CO2 تحت تاثير تيمار شوري به صورت معني داري افزايش يافت كه همراه با افزايش هدايت روزنه اي بود. كاربرد پوترسين موجب كاهش تثبيت خالص CO2 در هر دو گروه گياهان شاهد و تيمار شوري گرديد. برعكس، اسپرميدين موجب افزايش تثبيت خالص CO2 در گياهان شاهد و كاهش آن در تيمار شوري شد. شوري موجب تغييري در مقدار فنلهاي برگ نشد، ولي كاربرد هردو پلي آمين موجب افزايش آن گرديد. فعاليت آنزيم فنيل آلانين آمونيا لياز برگها تحت تاثير شوري قرار نگرفت، ولي كاربرد پلي آمينها موجب افزايش فعاليت اين آنزيم البته تنها در شرايط شاهد گرديد. فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز برگ نيز تحت تاثير شوري قرار نگرفت، در حالي كه كاربرد اسپرميدين موجب افزايش فعاليت اين آنزيم در هر دو گروه شاهد و شوري شد. شوري موجب كاهش مقدار پروتيين كل گياهان گرديد و تيمار پلي آمينها نيز اين كاهش را تشديد نمود. نتايج پيشنهاد مي دهد كه تحريك رشد در شوري ملايم به دليل افزايش هدايت روزنه اي و افزايش تثبيت CO2 بوده است. از سوي ديگر، افزايش فعاليت پلي فنل اكسيداز برگ تحت تاثير اسپرميدين كه مي تواند منجر به توليد انواع فنلهاي اكسيد شده و راديكالهاي آزادگردد، احتمالاً يكي از دلايل مهار رشد ناشي از كاربرد اسپرميدين در برگها بوده است. نتايج پيشنهاد مي كند كه كاربرد پلي آمينها در گونه هاي سديم دوست برخلاف گونه هاي حساس به شوري اثر مثبتي روي رشد ندارد، بلكه اثر تحريك كنندگي شوري را نيز كاهش مي دهد.

The effect of mild salinity (25 mM NaCl) on growth and photosynthesis of sugar beet (Beta vulgaris L) plants in hydroponic medium was studied. Polyamines (PAs) including putrescine (Put) and spermidine (Spd) were applied at 0.5 mM to the rooting medium. Salinity caused a significant improvement of shoot and root weight up to 37% and 58% respectively. Application of Put did not influence plants growth significantly. However, exogenous Spd decreased growth of control plants and diminished positive effect of mild salinity. Mild salinity increased chlorophyll a and chlorophyll a/b ratio. Application of Put increased these parameters in control plants, while Spd did not affect them either in control or treated ones. Low salinity caused stimulation of net CO2 assimilation rate following increased stomatal conductance. Exogenous Put led to reduction of CO2 fixation, while Spd increased gas exchange parameters in control plants but decreased it in salinized ones. Total leaf phenolics did not influence by salinity, but increased after application of PAs. Activity of leaf phenylalanine ammonia lyase (PAL) was not affected by salinity and exogenous PAs caused a significant rise of its activity in control plants. Similar with PAL, polyphenol oxidase (PPO) activity of leaves was not influenced by salinity and increased after application of Spd. Total soluble proteins reduced under saline conditions in both leaves and roots and exogenous PAs further reduced it. Results suggested that, growth improvement due to low salinity is the result of stimulation of net CO2 uptake following lowered stomatal resistance. Moreover, increased PPO activity of leaves that would lead to production of oxidized phenolics and free radicals is likely one of mechanisms for growth reduction by Spd. Results suggested that, in contrast to salt sensitive species, exogenous PAs not only did not affect positively growth of salinized halophyte species, but also diminished stimulating effect of mild salinity.