ويژگي‌هاي بيوشيميايي گياهان آرابيدوپسيس جهش‌يافته ntrc طي پيري القا ‌شده توسط تاريكي

Biochemical characterization of Arabidopsis ntrc mutants during dark-induced senescence

تيوردوكسين‌ها در تنظيم ردوكس بسياري از فرآيندهاي سلولي دخالت دارند. در اين مطا‌لعه نقش NADP+- تيوردوكسين ردوكتاز C (NTRC) در كنترل پيري برگ از طريق مطالعه بيوشيميايي گياهان آرابيدوپسيس جهش يافته ntrc بررسي شد. گياه وحشي و دو لاين جهش‌يافته ntrc چهل روزه تحت رژيم روشنايي – تاريكي نرمال يا تاريكي پيوسته به مدت 6 روز به ترتيب به عنوان تيمار كنترل و پيري قرار گرفتند. پارامترهاي رشد، ميزان كربوهيدرات‌ها، رنگدانه‌ها و فعاليت برخي آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدانت بين گياه وحشي و دو لاين جهش‌يافته ntrc طي پيري القا ‌شده توسط تاريكي مقايسه شدند. تاريكي منجر به كاهش وزن تر و خشك، محتوي كلروفيل‌ها، كارتنوييدها، نشاسته و پروتيين‌ها در هر دو گياه وحشي و جهش‌يافته گرديد و تفاوت معني‌داري در برهمكنش ژنوتيپ و تيمار براي اين پارامترها وجود نداشت. همچنين تاريكي تجمع آنتوسيانين، قندهاي كل و غير‌احيايي را القا كرد اما تجمع كربوهيدرات‌ها در لاين‌هاي جهش‌يافته نسبت به وحشي شديدتر بود؛ در هر صورت تفاوت معني‌داري در پاسخ گياهان وحشي و جهش‌يافته نسبت به تيمار تاريكي وجود نداشت. فعاليت‌ كاتالاز، پراكسيداز و پلي‌فنل‌اكسيداز لاين‌هاي جهش يافته نسبت به گياهان وحشي به صورت معني‌دار ‌بالاتر بود. با وجود اين‌كه تاريكي فعاليت كاتالاز و آسكوربات پراكسيداز را كاهش داد‌، باعث افزايش فعاليت پراكسيداز و پلي‌فنل‌اكسيداز به‌ويژه در لاين‌هاي جهش‌يافته شد. تفاوت معني‌داري در مورد هر چهار آنزيم بين گياهان وحشي و جهش يافته در پاسخ به تاريكي وجود داشت. به‌نظر مي‌رسد كه جهش ايجاد شده در پروتيين NTRC بطور كلي روند فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدانت را طي فرآيند پيري تحت تاثير قرار مي‌دهد. نتايج اين مطالعه مي‌تواند در برنامه‌هاي اصلاحي آينده براي كنترل فرآيند پيري در جهت بهبود عملكرد گياهان زراعي مفيد ‌باشد.

Thioredoxins are involved in redox regulation of many cellular processes. In this study the role of NADP+-Thioredoxin reductase C (NTRC) in the control of leaf senescence was investigated by biochemical characterization of Arabidopsis ntrc mutants. Forty days old wild type and two ntrc mutant lines were incubated either under normal dark-light or continous darkness regimes for 6 days as control and senescence treatment, respectively. Growth parameters, the contents of carbohydrates, pigments and the activity of some antioxidant enzymes were compared between wild type and ntrc mutant lines during dark induced senescence. Darkness led to decreased fresh and dry weights, chlorophylls and carotenoides, starch and protein contents in both wild type and mutant plants and there were no significant differences in the interactions of genotypes and treatments regarding to theses parameters. Darkness also induced the accumulation of anthocyanins, total and non-reducing sugars however, the accumulation of the carbohydrates in mutant lines was more pronounciated than wild type plants and again there were no significant differences in response of wild type and mutants to dark treatment. The activities of catalase, peroxidase and polyphenol oxidase of mutant lines were significantly greater than wild type plants. While darkness decreased the activities of ascorbate peroxidase and catalase it led to increased activities of peroxidase and polyphenol oxidase especially in the mutant lines. There were significant differences in the activities of all four enzymes between mutant and wild type plants in response to darkness. Thus, it appears that defects in NTRC mainly affects the activities of antioxidant enzymes rather than the other studied biochemical parameters of plants during the senescence process. This study might be useful in future breeding programs for controlling senescence process to achieve better performance of crop plants.