تجزيه الكتروفورزي فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان تحت تنش خشكي در ژنوتيپ‌هاي گندم پاييزه در مرحله پنجه‌زني

Electrophoretic analysis of antioxidant enzymes activity under drought stress in winter wheat genotypes at tillering stage

تنش خشكي يكي از مهم‌ترين تنش‌هايي است كه از رشد گياهان جلوگيري مي‌كند. در اين پژوهش، اثر تنش خشكي بر ميزان فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان كاتالاز (CAT)، سوپراكسيد‌ديسموتاز (SOD) و پراكسيداز (POX) در سه گروه از گندم‌هاي پاييزه حساس، بينابين و متحمل به خشكي در مرحله پنجه‌زني تحت سه شرايط آبي عادي (FC90%)، تنش متوسط (FC60%) و تنش شديد (FC30%) مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش به صورت فاكتوريل با طرح پايه كاملاً تصادفي در سه تكرار اجرا شد و سه آنزيم مورد نظر در مرحله پنجه‌زني مورد ارزيابي قرار گرفتند. فعاليت آنزيم‌ها در بافت‌هاي برگي با الكتروفورز در ژل‌هاي آكريلاميد افقي 5/7% بررسي شد. در اين مطالعه چهار آيزوازيم براي POX، يك آيزوازيم براي CAT و دو آيزوازيم براي SOD شناسايي شد. تجزيه واريانس داده‌ها نشان داد كه تنش خشكي اثر معني‌داري بر فعاليت كليه آنزيم‌ها داشت. ميزان فعاليت آنزيمي در تنش شديد خشكي نسبت به حالت عادي در اكثر آنزيم‌ها افزايش يافت، به طوري‌كه درصد افزايش فعاليت آنزيم‌هاي POX1، POX2، POX3 و POX4 نسبت به شرايط آبياري عادي ترتيب 39، 86، 75 و 20 درصد و آنزيم‌هاي CAT، SOD1 و SOD2 به‌ترتيب 31، 10و 15 درصد بود. نتايج حاصل نشان داد كه از بين آنزيم‌هاي مورد مطالعه، آيزوازيم‌هاي SOD تغيير فعاليت كمي داشتند و از اين‌رو در مرحله پنجه‌زني نقش كمرنگي در محافظت گياه از تنش خشكي ايفا مي‌كنند، در حالي‌كه آنزيم پراكسيداز افزايش فعاليت بيشتري در شرايط تنش خشكي از خود نشان داد و به نظر مي‌رسد آنزيم پراكسيداز به عنوان يكي از آنزيم‌هاي مهم، نقش موثري جهت افزايش مقاومت گندم در مقابل تنش ناشي از خشكي بر عهده دارد.

Drought stress is one of the main stresses that inhibit the growth of plants. In this research, the effect of drought stress was studied on the activity of CAT, SOD and POX enzymes in three groups of drought sensitive, intermediate and tolerant winter wheat at tillering stage under normal irrigation (90% FC), mild drought stress (60% FC) and severe drought stress (30% FC) conditions. The experiment was conducted in factorial experiment based on completely randomized design with three replications and activity of three enzymes was recorded at tillering stage. The activity of all enzymes was measured by 7.5% polyacrylamide gel electrophoresis in leaf tissues. Four isozymes were identified for POX, one isozyme for CAT and two isozymes for SOD. The analysis of variance showed that drought stress had significant effect on the activity of all enzymes. Enzyme activity levels in most enzymes increased in severe drought stress than normal condition, so the activity of POX1, POX2, POX3 and POX4 isozymes increased 39, 86, 75 and 20 percent and CAT, SOD1 and SOD2, isozymes increased 31, 10 and 15 percent, respectively. The results indicated that among the studied enzymes, SOD isozymes had lower changes in activity and hadnʹt important role in plant protection under drought stress, whereas POX enzyme showed more important increment of activity under drought stress conditions. Thus the POX might have a key and effective role in increasing of wheat resistance under drought stress conditions.