تأثیر آلومینیوم و فسفر بر فعالیت آنزیم پراکسیداز، محتوای لیگنین و برخی از پارامترهای فیزیولوژیک گیاه Eustoma grandiflora L.

محورهای موضوعی : زیست شناسی سلولی تکوینی گیاهی و جانوری ، تکوین و تمایز ، زیست شناسی میکروارگانیسم

تاریخ دریافت : 1394/09/20 تاریخ پذیرش : 1394/11/04 تاریخ انتشار : 1394/12/20

کلید واژه: آلومینیوم, فسفر, پراکسیداز, لیگنین, لیسیانتوس,

چکیده مقاله :

سمیت آلومینیوم یکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان در خاک های اسیدی است. بین سمیتآلومینیوموکمبودفسفردرخاک‌هایاسیدیارتباطمستقیمیوجوددارد وبه نظر می رسد که درگیاهانتیمارشدهبافسفرکافی،مقاومتبهآلومینیومافزایشمی یابد. در تحقیق حاضر تأثیر آلومینیوم و فسفر بر فعالیت آنزیم پراکسیداز و لیگنیفیکاسیون در گیاهچه های جوان لیسیانتوس (Eustoma grandiflora L. ) مورد بررسی قرار گرفت. گیاهچه های جوان به مدت 10 روز در کشت هیدروپونیک با محلول غذایی هوگلند4/1 قرار گرفته و در چهار گروه کنترل(بدون آلومینیوم و فسفر اضافی)، 300 µM)) Al، P (3 mM) و Al+P تیمار شدند. به دنبال این مراحل مقدار جذب آلومینیوم و فسفر، فعالیت آنزیم پراکسیداز ( محلول، یونی و کووالانی) در ریشه و چوبی شدن و برخی دیگر از پارامترهای فیزیولوژیکی گیاه بررسی شد. تیمار گیاهچه ها با آلومینیوم کاهش معنی دار فعالیت آنزیم پراکسیداز محلول، یونی و کووالانی در ریشه و تیمار با فسفر، افزایش معنی دار فعالیت پراکسیدازهای محلول و کووالانی و تیمار توأم این دو، کاهش معنی دار پراکسیدازهای محلول و یونی را نسبت به گروه شاهد به همراه داشت. در هر سه گروه از گیاهان تیمار شده، تغییر معنی داری در پراکسیداسیون لیپید غشا مشاهده نشد. در گیاهان تحت تیمار آلومینیوم، کاهش لیگنیفیکاسیون رخ دادکه نشان دهنده اثر تحریک کننده آلومینیوم در رشد و اثر مثبت آن در تعدیل سمیت فسفر زیاد می باشد.

چکیده انگلیسی:

Aluminum (Al) is one of the main factors limiting the growth and developments of the plants in acid soils. There is a relationship between aluminum toxicity and phosphorous (P) shortage in acidic soil and it is likely that sufficient P supply enable plants to withstand more against Al toxicity. In the present studythe effect of P and Al on the activity of peroxidase, lignification and some physiological parameters of Lisianthus (Eustoma grandiflora L.) were investigated. The young plants were grown in hydroponic culture with a modified 1/4 strength Hoagland nutrient solution for 10 days. After depletion of elements which were remained from the soil and adaptation of the plants to the new media, they were treated with or without 300 µM Aluminum (AlCl3), 3 mM phosphorus (NaH2PO4), and a combination of both. The pH was adjusted to 4.5.The treatments were continued for 10 days, and the solutions were renewal every 4 days. The results showed that in the roots, Al treatment caused significant decrease in the activity of peroxidase (soluble, ionically- and covalently- wall bound PO; SPO, IPO, and CPO, respectively), compared to the control group. In root of P-treated plants, a significant increase was observed in the activity of SPO and CPO. Treatment with Al+P significantly decreased the activity of IPO and SPO. Decrease of lignin content in this treatment can explain positive effects of Al in lowering the toxicity risk of excess P and promotion of the growth of Lisianthus.

منابع و مأخذ:

[1]      شکوهی خدیجه، قناتی فائزه، (1386). تاثیر آلومینیوم بر کاهش رشد و تغییر در ترکیبات دیواره سلول­های توتون، نشریه علوم (دانشگاه خوارزمی) 864-855.

[2]      قناتی، ف.، نعمتی، ف. 1389 .تاثیرمثبتآلومینیمدرفعالکردنسیستمآنتی‌اکسیدانریشه‌هایگیاهلیسیانتوس(Eustoma grandiflora L.).زیست­شناسیگیاهیایران،سالدوم،شمارهدوم،41-53.

[3]      Chen, J. Y., Wen, P. F., Kong, W. F., Pan, Q. H., Zhan, J. C., Li, J. M., ... & Huang, W. D. (2006). Effect of salicylic acid on phenylpropanoids and phenylalanine ammonia-lyase in harvested grape berries. Postharvest Biology and Technology, 40(1), 64-72.

[4]      De Vos C.H.R., Schat H., De Waal M.A.D., Vooijs R., Ernst W.H.O. (1991). Increased resistance to copper-induced damage of root plasma membranein copper tolerant Cilene cucubalus. Plant Physiology, 82, 523-528.

[5]      Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J.K., Rebers P.A., Smith F. (1956). Colorimetric method for determination of sugars and related substances, Annual Chemistry, 28,350-356.

[6]      Fleming, A. L. (1983). Ammonium uptake by wheat varieties differing in Al tolerance. Agronomy Journal, 75(5), 726-730.

[7]      Foy, C. D. (1983). Physiological effects of hydrogen, aluminum, and manganese toxicities in acid soil. Soil acidity and liming, (soilacidityandl), 57-97.

 

[8]      Foy, C. D., Carter Jr, T. E., Duke, J. A., & Devine, T. E. (1993). Correlation of shoot and root growth and its role in selecting for aluminum tolerance in soybean. Journal of Plant Nutrition, 16(2), 305-325.

[9]      Ghanati, F., Morita, A., & Yokota, H. (2005). Effects of aluminum on the growth of tea plant and activation of antioxidant system. Plant and soil, 276(1-2), 133-141.

[10]  Ghanati, F., Morita, A., & Yokota, H. (2002). Induction of suberin and increase of lignin content by excess boron in tobacco cells. Soil Sci. Plant Nur48(3): 357-364.

[11]  Helrich, K. (1990) Official Method of Analysis of the AOAC. 15th Edition, Association of Official Analytical Chemists, Rockville.

[12]  Horst, W. J., Asher, C. J., Cakmak, I., Szulkiewicz, P., & Wissemeier, A. H. (1992). Short-term responses of soybean roots to aluminum. Journal of Plant Physiology,140(2), 174-178.

[13]  Iiyama K. and Wallis A.F.A. (1990). Determination of lignin in herbaceous plants by an improved acetyl bromide procedure, Journal of the science of food and agriculture,51,145- 161.

[14]  Jana, S., & Choudhuri, M. A. (1982). Glycolate metabolism of three submersed aquatic angiosperms during ageing. Aquatic Botany, 12, 345-354.

[15]  Krizek, D. T., Britz, S. J., Mirecki, R. M. (1998). Inhibitory effects of ambient levels of solar UV-A and UV-B radiation on growth of cv. New Red Fire lettuce, PhysiologiaPlantarum,103,1-7.

[16]  Liao, H., Wan, H., Shaff, J., Wang, X., Yan, X., & Kochian, L. V. (2006). Phosphorus and aluminum interactions in soybean in relation to aluminum tolerance. Exudation of specific48(3): 357-364.

[17]  Liao I.J., Lin Y.H., Huang K.L., Chen W.S. (2001). Vase life of Eustoma grandiflora as affected by aluminum.

[18]  Maejima,E., Watanabe, T., Osaki, M., Wagastuma, T. (2014). Phosphorus deficiency enhances Al tolerance of rice (oryza sativa) by changing the physiochemical characteristics of root plasma membranes and cell walls. Plant Physiology,171, 9-15.

[19]  MacDonald, M. J., & D'Cunha, G. B. (2007). A modern view of phenylalanine ammonia lyase. Biochemistry and Cell Biology, 85(3), 273-282.

[20]  Ochoa-Alejo, N., & Gómez-Peralta, J. E. (1993). Activity of enzymes involved in capsaicin biosynthesis in callus tissue and fruits of chili pepper (Capsicum annuum L.). Journal of Plant Physiology, 141(2), 147-152.

[21]  Shenoy, V. V., & Kalagudi, G. M. (2005). Enhancing plant phosphorus use efficiency for sustainable cropping. Biotechnology advances, 23(7), 501-513.

[22]  Wang, B., Wang, J., Zhao, H., & Zhao, H. (2006). Stress induced plant resistance and enzyme activity varying in cucumber. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 48(2), 138-142.