بررسي تغييرات تركيبات كربوهيدراتي، فنلي و فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني در حذف خواب جوانه‌هاي جانبي گردوي ايراني (Juglans regia L.) تحت تيمارهاي مختلف سرمادهي

The evaluation of carbohydrate, phenol compounds changes and antioxidant enzymes activity during the release of dormancy in Persian walnut lateral buds by different chilling treatments

هدف از اين پژوهش مطالعه اثر تيمار ساعات مختلف سرمادهي بر حذف خواب جوانه‌هاي جانبي گردو، متابوليسم كربوهيدرات ها، محتواي تركيبات فنلي و فعاليت پراكسيداز محلول، ديواره اي و پلي فنل اكسيداز بود. در اين راستا شاخه‌هاي يك ساله درختان 10 ساله روستاي زيارت (از توابع شهرستان گرگان)، پس از خزان برگ ها به صورت تصادفي جمع‌آوري و به قطعات 9 سانتي‌متري حاوي يك جوانه جانبي تقسيم و در دماي 1±4 درجه سانتي گراد تحت زمان‌هاي مختلف (0، 700، 1400 ساعت) قرار گرفتند و سپس در شرايط القايي شكوفايي جوانه (2±25 درجه سانتي گراد، فتوپريود 12 ساعت نور 12 ساعت تاريكي و شدت نور سفيد فلورسانت µ mol m2 s120) واقع شدند. نتايج نشان داد كه تيمارهاي 700 و 1400 ساعت سرمادهي، درصد و سرعت حذف خواب را در جوانه‌هاي جانبي گردوي ايراني در مقايسه با شاهد به شكل معني داري افزايش و زمان آغاز شكوفايي را كاهش داد. همچنين سرمادهي سبب تجزيه نشاسته و قندهاي غيراحيايي و افزايش قندهاي احيايي شد كه با افزايش درصد حذف خواب جوانه ارتباط مثبت و معني‌داري داشت. محتواي فنل‌ها، فعاليت آنزيم هاي پراكسيداز محلول و ديواره اي تا 700 ساعت و فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز تا 1400 ساعت سرمادهي نسبت به شاهد افزايش يافت. با توجه به نتايج بدست آمده به نظر مي رسد در ساعات طولاني تر سرما دهي  افزايش قندهاي احيايي انرژي مورد نياز جهت حذف خواب جوانه را تامين كرده و افزايش فنل كل و فعاليت پراكسيداز محلول و ديواره اي منجر به كاهش تنش اكسيداتيو و ايجاد تحمل سرما شد. به علاوه، افزايش فعاليت پلي فنل اكسيداز، نيز حذف فنل‌هاي بازدارنده و ساخت فنل هاي آنتي‌اكسيداتيو را در پي داشت كه در نهايت اين فرايندها به موازات هم منجر به حذف خواب در ساعات بالاي سرما دهي جوانه هاي گردوي ايراني شدند.

The purpose of this study was assessing the impacts of different chilling periods on the release of dormancy in walnut lateral buds, carbohydrates metabolism, phenol compounds content, and activities of soluble and cell wall peroxidase and polyphenol oxidase. In this line, oneyearold shoots were collected randomly from tenyearold trees of Ziyarat village (Gorgan) in defoliation which were then cut into 9 cm pieces each with a single lateral bud and were subjected to different chilling treatments (0, 700, 1400 hour) at 4±1 °C and then forcing condition (25 ± 2 ◦C, 12 h light:12 h dark photoperiod, 20 µmol m−2 s−1). Results showed that 700 and 1400 chilling hours significantly increased percentage and rate of walnut lateral bud dormancy release and decreased time of initiation bud break in comparison with control. Chilling caused starch and nonreducing sugar degradation and resulted in the increase of reducing sugars.  This had a positive significant relationship with the percentage of bud dormancy release. Phenols content, soluble and cell wall peroxidase activities increased up to  700 hour chilling while polyphenol oxidase activity increased up to 1400 hour as compared with control. It seems that the buildup of reducing sugars provides the required energy for dormancy release, and the increase of phenols and soluble and cell wall peroxidase activities result in decrease of oxidative stress and development of cold tolerance in buds. Moreover, rising polyphenol oxidase activity caused removing phenolic inhibitors and/or synthesis of antioxidant phenols.  These processes in parallel promoted dormancy release of Persian walnut lateral buds.