سازوکارهای حفاظت نوری اکوتیپ های گیاه دارویی پونه سای البرزی (Nepeta crassifolia) تحت تنش شدت نور بالا و پرتوفرابنفش

سابقه و هدف: در طبیعت، گیاهان در معرض تنش های زیستی و غیر زیستی متعددی قرار می گیرند. با افزایش ارتفاع تغییرات دما، شدت تابش نور و رطوبت رشد گیاهان را محدود می کنند. مهمترین عاملی که در ارتفاعات باعث محدودیت رشد می شود، افزایش شدت تابش نور می باشد. در این شرایط، گیاهان برای جلوگیری از اثرات مضر شدت های بالاتر تابش نور، سازگاری های مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متنوعی ایجاد کرده اند که به عنوان مکانیسم های حفاظت نوری تعریف می شوند. در این مطالعه برای اولین بار، نقش تنش نور زیاد و UVB بر تنظیم مکانیسم های حفاظت نوری در دو اکوتیپ گیاه دارویی پونه سای البرزی (Nepeta crassifolia Boiss. & Buhse) بررسی شد. در حقیقت، تابش UVB به میزان معینی بر گیاهان دارویی، می تواند راهی مناسب برای بدست آوردن مقدار قابل توجهی از متابولیت های ثانویه و در نتیجه افزایش ارزش های دارویی و اقتصادی آنها، باشد.مواد و روش ها: سه تا پنج بذر پونه سای البرزی از هر یک از اکوتیپ های ارتفاع پایین (۲۴۰۰ متری) و ارتفاع بالا (۳۵۰۰ متری) در گلدان های پلاستیکی به عمق ۴۰ سانتی متر و قطر ۳۰ سانتی متر و حاوی خاک ماسه ای پرلیت دار به مدت ۱۲ هفته کشت شدند و هر ۷ روز یک بار با آب مقطر آبیاری شدند. گیاهان به شرایط نرمال اتاق رشد شامل فتوپریود ۱۴ ساعت روشنائی و ۱۰ ساعت تاریکی و دمای روز ۲۵ و شب ۱۸ درجه سانتی گراد منتقل شدند. گیاهان انتخاب شده به مدت ۱۰ روز با شدت نور μmol m-۲ s-۱ ۴۰۰ و μmol m-۲ s-۱ ۸۰۰ و همچنین با پرتوفرابنفش با دوز ۱۵ و ۳۰ کیلوژول بر متر مربع در روز تیمار شدند. سنجش پارامترهای فلوئورسانس کلروفیل بر روی سومین برگ جوان و قبل از برداشت و توزین گیاهان انجام شد و سنجش رنگیزهها و متابولیتها بر روی نمونههای تازه برداشت شده و یا نگهداری شده در ازت مایع انجام شد.نتایج: هنگامی که اکوتیپ های مناطق مرتفع (ارتفاع ۳۵۰۰ متری) در معرض تنش ترکیبی (UVB+HL) قرار گرفتند، سازوکارهای حفاظت نوری بهتری در مقایسه با گیاهان ساکن ارتفاع پایین (ارتفاع ۲۴۰۰ متری) نشان دادند. گیاهان ساکن ارتفاع پایین، کاهش کلروفیل و فعالیت فتوشیمیایی را بروز دادند که منجر به وقوع مهار نوری فتوسیستم ها شد. وقوع مهار نوری در این گیاهان با کاهش بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (Fv/Fm) و فعالیت کمپلکس فتولیز کننده آب در فتوسیستمII (Fv/Fo) همراه بود. مقاومت بالای اکوتیپ های مناطق مرتفع در معرض تنش ترکیبی افزایش سازگاری با شرایط نور بالا از طریق تجمع متابولیت های آنتی اکسیدانی شامل ترکیبات فنلیک و کاروتنوئیدها انجام گرفت و در نتیجه عملکرد فتوشیمیایی برگ ها افزایش یافت. نتیجه گیری: به طور کلی تحت تنش ترکیبی در اکوتیپ های مرتفع مقادیر فنل کل، فعالیت آنزیم PAL، اسید رزمارینیک و اسید کلروژنیک به طور قابل توجهی بیشتر از اکوتیپ های کم ارتفاع بود. افزایش مقادیر پارامترهای فوق باعث بهبود فعالیت فتوشیمیایی فتوسنتز و در نتیجه افزایش تحمل اکوتیپ های مرتفع به تنش ترکیبی در مقایسه با اکوتیپ های ساکن ارتفاع پایین شد. یافته های حاضر اطلاعات مهمی برای سازوکارهای دخیل در حفاظت نوری گیاه پونه سای البرزی در برابر تنش های نوری ارائه می کند که آسیب به گیاهان را به حداقل رسانده و منجر به انتخاب اکوتیپ های مقاوم به شرایط تنش با ترکیبات موثره بیشتر به منظور استفاده های علمی، کشاورزی و صنعتی می شود.

کلیدواژه ها:

اسید کلروژنیک ، اکوتیپ ها ، فنیل آلانین آمونیا لیاز ، فعالیت فتوشیمیایی ، پونه سای البرزی ، پرتو فرابنفش B