تاثیر تابش اشعه UV-B بر تحریک متابولیت های ثانویه و مرگ سلولی ریحان سبز

مقدمه: اشعه فرابنفش B (UV-B) بسته به دوز دریافتی، می تواند هم چون یک محرک مثبت سبب افزایش ترکیبات ارزشمند فنلی در گیاهان دارویی شود و هم به عنوان یک تنش مخرب منجر به آسیب فتوسنتزی و مرگ سلولی گردد. در این مطالعه، مکانیسم های تنظیم متابولیت های ثانویه و تحمل به UV-B در ریحان سبز (Ocimum basilicum Var. Genovese) بررسی شده است.روش ها: گیاهان در سامانه نوین کشت نیمه درون شیشه ای رشد داده شدند. تیمارهای UV-B شامل دوز پایین (۸.۵ کیلوژول بر مترمربع در روز) و دوز بالا (۶۸ کیلوژول) به صورت حاد، تحت حاد و مزمن اعمال گردید. پارامترهای فلورسانس کلروفیل a (مانند Fv/Fm، TRo/CS، DIo/CS)، محتوای فنل کل، رزمارینیک اسید، هورمون های ABA و اتیلن، و رنگ ریزه های فتوسنتزی اندازه گیری شد.یافته ها: دوز پایین UV-B بدون ایجاد آسیب پایدار، سبب افزایش سریع ABA و اتیلن، بهبود عملکرد فتوسیستم II و افزایش جزئی رنگ ریزه های کاروتنوئیدی شد. در مقابل، دوز بالا ابتدا با غیرفعال کردن کمپلکس تکامل اکسیژن (OEC) در سمت دهنده الکترون PSII و سپس محدودیت در سمت گیرنده الکترون، موجب مرگ سلولی و کاهش شدید کارایی فتوسنتز گردید. بیشترین تجمع رزمارینیک اسید در پاسخ به دوز بالا و در اکوتایپ کوبا (OCI۱۶۰) مشاهده شد. همچنین اکوتایپ اسپانیا (OCI۳۷۰) بیشترین تحمل را به UV-B نشان داد.نتیجه گیری: پاسخ گیاه ریحان به UV-B وابسته به دوز و الگوی زمانی است. دوز پایین می تواند به عنوان یک راهکار پایدار برای افزایش ترکیبات فنلی بدون آسیب به فتوسنتز به کار رود، در حالی که دوز بالا با مختل کردن هر دو سمت دهنده و گیرنده الکترون در PSII، فرآیند مرگ برنامه ریزی شده سلول را فعال می کند. این یافته ها برای بهینه سازی کشت گلخانه ای ریحان با هدف افزایش ارزش تغذیه ای و دارویی کاربرد دارد.

کلیدواژه ها:

UV-B ، ریحان سبز ، متابولیت های ثانویه ، رزمارینیک اسید ، فلورسانس کلروفیل a ، مرگ برنامه ریزی شده سلول ، فتوسیستم II ، تنش اکسیداتیو ، هورمون های گیاهی ، کمپلکس تکامل اکسیژن