اثر انبارداري طبيعي و زوال تسريع شده بر تغييرات كمي و كيفي پروتئين هاي ذخيره اي و آنزيم كاتالاز در بذور نخود (Cicer arietinum L.)

Effect of natural storage and accelerated ageing on quantity and quality changes in storage proteins and catalase enzyme in chickpea seeds (Cicer arietinum L.)

اين مطالعه به منظور بررسي اثر زوال مصنوعي و انبارداري طبيعي بر تغييرات كمي و كيفي پروتئيني و آنزيم كاتالاز در بذر نخود ايراني (Cicer arietinum L.) در آزمايشگاه تحقيقات بذر دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان در سال 1394 انجام شد. آزمايش به صورت طرح كاملا تصادفي با چهار تكرار اجرا گرديد. تيمارها شامل انبارداري طبيعي دو و چهار سال و زوال مصنوعي يك تا پنج روز از طريق آزمون تسريع پيري به همراه تيمار شاهد بودند. پس از اعمال تيمارهاي زوال صفاتي از قبيل درصد و سرعت جوانه زني، وزن خشك گياهچه، شاخص قدرت بذر، پروتئين محلول و كربونيلاسيون پروتئين ها، الگوي الكتروفورزي پروتئين ها، فعاليت و حضور آنزيم كاتالاز در ژل مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد با افزايش شدت زوال مصنوعي و همچنين افزايش مدت زمان نگهداري بذور درصد و سرعت جوانه زني بذور، وزن خشك گياهچه و شاخص قدرت بذر كاهش يافت. افزايش شدت زوال سبب كاهش پروتئين محلول و افزايش كربونيله شدن پروتئين ها شد كه اين روند در شرايط زوال مصنوعي 4 و 5 روز بيشتر از تيمارهاي انبارداري طبيعي بود. نتايج حاصل از الگوي الكتروفورز SDS-PAGE پروتئين هاي بذر نخود نشان داد بين تيمارهاي زوال مصنوعي با شاهد اختلافي وجود دارند ولي در نمونه هاي خشك و در تيمار انبارداري 4 سال يك باند پروتئيني سبك با وزن مولكولي 9/9 كيلودالتون حذف مي شود. آبنوشي بذرها به مدت 4، 8 و12 ساعت سبب احياي باند مذكور گرديد. بيشترين ميزان فعاليت آنزيم كاتالاز مربوط به تيمار شاهد بود و با افزايش شدت زوال مصنوعي تا سه روز ميزان فعاليت آن افزايش يافته و از آن به بعد دوباره كاهش يافت. كاهش فعاليت آنزيم كاتالاز در تيمارهاي زوال مصنوعي 4 و 5 روز بيشتر از انبارداري طبيعي بود. نتايج الكتروفورز Native-PAGE نشان داد در بذور نخود يك باند فعاليت از آنزيم كاتالاز وجود دارد. افزايش شدت زوال مصنوعي و انبارداري طبيعي سبب شد كه باند فعاليت كاتالاز كمرنگتر شود كه نشان دهنده كاهش حضور اين آنزيم مي باشد. نتايج اين تحقيق نشان داد زوال مصنوعي و انبارداري طبيعي بذر سبب تغيير در ميزان كمي و كيفي پروتئينهاي بذر نخود و كاهش فعاليت آنزيم كاتالاز شد. اين عوامل سبب كاهش قدرت بذر و كاهش درصد و سرعت جوانهزني بذور و وزن خشك گياهچه به خصوص در تيمارهاي زوال مصنوعي شديد شد.

This experiment was laid out in order to study on effect of natural storage and accelerated ageing on quantity and quality changes in storage proteins and catalase enzyme in chickpea seeds (Cicer arietinum L.) in Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resource seed laboratory at 2015. Experiment was in complementary randomized design arrangement with four replications. Treatments were 2 and 4 years natural storage and 1-5 days of accelerated ageing with control treatment. After treatments performance, traits such as germination percentage, germination rate, seedling dry weight, seed vigor index, soluble protein, protein carbonylation, protein electrophoretic pattern and catalase activity and their present in gel was investigated. The results showed that, with increasing of accelerated ageing level and storage duration, germination percentage and rate, seedling dry weight and seed vigor index were decreased. Soluble protein decreased and protein carbonylation decreased as ageing level increased that this procedure in4 and 5 days of accelerated ageing was higher than natural storage treatments. Results of SDS-PAGE pattern of chickpea seed proteins showed that there are not significant difference between accelerated ageing and control but in 4 years natural storage treatment deleted a light and 9.9 kDa protein band. This protein band was recovered after 4, 8 and 12 h imbibition of seeds. Catalase enzyme activity was higher in control treatment and increasing of accelerated ageing until 3 days catalase activity was increased then decreased. Decreasing of catalase enzyme activity in 4 and 5 accelerated ageing treatments was higher than natural storage treatments. Native-PAGE results showed that there is one catalase activity band in chickpea. With increase of accelerated ageing and natural storage catalase band intensity was reduced that indicates the reduction of enzyme presence in the above treatments and supporting the enzyme activity in different ageing treatments. Results of the present study showed accelerated ageing and natural storage changed seed storage proteins quality and quantity and reduces catalase activity. These factors related to reduction of seed vigor and germination percentage and rate and seedling dry weight that this reduction in severe accelerated ageing was higher than natural storage.