فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در ژنوتیپ های برنج تحت اسپورزایی بیمارگر بلاست

مقدمه: برنج (Oryza sativa L.) تامین­کننده غذای اصلی بیش از نیمی از جمعیت دنیا می­باشد. در بین تنش­های زیستی مختلف، بیمارگر بلاست به عنوان مخرب­ترین بیمارگر برنج شناخته می­شود و عملکرد آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. میزان خسارت آن به عوامل محیطی متعددی بستگی دارد که منجر به از دست دادن ۱۰ تا ۳۰ درصد از عملکرد جهانی برنج می­شود. زمانی که گیاهان تحت تنش قرار دارند، سطح گونه­های فعال اکسیژن در سلول افزایش می­یابد که باعث آسیب سلولی و منجر به مرگ می­شود. گیاهان جهت مهار و کنترل میزان سطح گونه­های فعال اکسیژن به هنگام تنش، از سازوکار­هایی مانند سیستم­های دفاع آنتی­اکسیدانی آنزیمی و غیر آنزیمی استفاده می­کنند. بررسی واکنش ژنوتیپ­های مختلف از لحاظ فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی و تغییرات آن­ها می­تواند در شناسایی ارقام از لحاظ میزان مقاومت به بیماری کمک کننده باشد. بر این اساس تحقیق حاضر طراحی شد.مواد و روش ها: به منظور بررسی تغییرات فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان تحت اسپورزایی بیمارگر بلاست، در ژنوتیپ­های برنج در زمان­های مختلف نمونه­برداری، پژوهش حاضر در سال ۱۴۰۱ و در گلخانه گروه گیاه­پزشکی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. مواد گیاهی آزمایش ۱۹ ژنوتیپ برنج شامل ۱۳ رگه خویش­آمیخته نوترکیب انتخاب شده از یک جمعیت F۱۱ مشتق از تلاقی ارقام شاه‎پسند و IR۲۸ بودند، که به همراه والدین جمعیت و ارقام درفک، صدری و هاشمی به همراه یک ژنوتیپ هوازی IR ۸۲۶۳۹-B-B-۱۴۰-۱  (۱۸A) مورد ارزیابی قرار گرفتند.یافته ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد اسپور بیمارگر بلاست روی فعالیت آنزیم­ها و همچنین رنگیزه­های فتوسنتزی اثر معنی­داری داشت. نتایج مقایسه میانگین­ها، حاکی از افزایش فعالیت آنزیم­های پراکسیداز و کاتالاز در اکثر ژنوتیپ­های مورد مطالعه تحت تنش ناشی از اسپورپاشی بیمارگر بلاست بود. حداکثر فعالیت آنزیم­های پراکسیداز و کاتالاز متعلق به رقم IR۲۸ به ترتیب با ۴۶/۸۱ و ۷۴/۴۳۳ واحد بر میلی­گرم پروتئین در دقیقه در زمان پیش از اعمال تنش به دست آمد. همچنین تنش در بازه­های متفاوت زمانی در اغلب ژنوتیپ­های مقاوم و نیمه مقاوم به بلاست، باعث افزایش فعالیت آنزیم فنیل­آلانین آمونیا­لیاز شد، درحالی­که ژنوتیپ­های حساس به بلاست، رفتارهای متفاوت از یکدیگر را نشان دادند. بیش­ترین فعالیت آنزیم فنیل­آلانین آمونیا­لیاز مربوط به رگه L۱۳۲ (۶۴/۲۶۵۸ واحد بر میلی­گرم پروتئین در دقیقه) در زمان پیش از اعمال تنش بود. تنش در ژنوتیپ­های مقاوم سبب کاهش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز شد، در ژنوتیپ­های نیمه مقاوم، رفتاری متفاوت مشاهده شد و در ژنوتیپ­های حساس نیز موجب افزایش فعالیت آنزیمی در بازه­های زمانی مختلف در مقایسه با زمان پیش از اعمال تنش شد. همچنین تنش حاوی اسپورهای بیمارگر بلاست، باعث کاهش محتوای رنگیزه­های فتوسنتزی در ژنوتیپ­های مقاوم، نیمه مقاوم و حساس شد.نتیجه گیری: نتایج نشان داد تنش ناشی از اسپورپاشی بیمارگر بلاست سبب فعال­شدن سیستم آنتی­اکسیدان در ژنوتیپ­های برنج مورد مطالعه شد. اگرچه فعالیت آنزیم­های پراکسیداز و کاتالاز در اکثر ژنوتیپ­های برنج افزایش یافت، اما تغییر فعالیت اکثر آنزیم­های مورد مطالعه در ژنوتیپ­های مختلف در مراحل نمونه­برداری مختلف متفاوت بود که نشان­دهنده  سازوکار­های پیچیده و در عین حال مختلف و متنوع ژنوتیپ­های برنج در واکنش به بیمارگر بلاست می­باشد.

کلیدواژه ها:

بیمارگر ، پراکسیداز ، رنگیزه های فتوسنتزی ، کاتالاز ، گونه های فعال اکسیژن