اثر تنش خشکی بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در دو رقم حساس و متحمل کلزا (Brassica napus) در کشت سوسپانسیون سلولی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت

2 استادیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت

3 دانشجوی دکتری گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

تحقیق حاضر به‌منظور بررسی تأثیر تنش خشکی بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز، پلی‌فنل‌اکسیداز و آسکوربات‌پراکسیداز در رقم حساس Hyola308 و متحمل SLM046 کلزا انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی و به‌صورت فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. ابتدا بذور ضدعفونی شده‌ی دو رقم در محیط MS نیمه‌جامد و پس از یک هفته در مرحله‌ی دو برگچه‌ای در محیط‌کشت MS مایع سوسپانسیون حاوی مقادیر مختلف صفر (شاهد)، 3، 6، 12و 15 درصد پلی‌اتیلن گلیکول 6000 (PEG 6000) به‌طور شناور کشت شدند. در زمان‌های صفر، 3، 6، 12، 24، 48 و 72 ساعت پس از تنش، از گیاهان نمونه‌ی برگی تهیه شد. بررسی‌ها نشان داد تنش خشکی باعث تغییر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان گردید. میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در رقم SLM046 نسبت به Hyola308 در درصدهای پایین PEG و 48 ساعت پس از اعمال تنش افزایش یافت. میزان فعالیت آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز در رقم SLM046 با پیشرفت زمان در تنش­های حاوی 12و 15 درصد  PEG کاهش یافت. میزان فعالیت آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز در رقم حساس Hyola308 بیشتر از رقم مقاوم SLM046 بود. در محیط‌های حاوی مقادیر بالای PEG، در 48 ساعت پس از اعمال تنش میزان فعالیت آسکوربات‌پراکسیداز در هر دو رقم افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Drought Stress on Antioxidant Activity in Two Sensitive and Tolerant Rapeseed (Brassica napus) Cultivars in Cell Suspension Culture

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Sadat Seyed Ebrahimi 1
  • Hassan Hassani Kumleh 2
  • Ali Alami 1
  • Mohammd Hossien Rezadoost 3
1 MSc Student, Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Rasht
2 Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Rasht
3 PhD Student, Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Rasht
چکیده [English]

This research was conducted to evaluate drought stress effect on the activity of antioxidant enzymes Catalase, Polyphenol oxidase, and Ascorbate peroxidase in sensitive Hyola308 and resistant SLM046 cultivars of canola (Brassica napus). Factorial experiment was carried out in a completely randomized design with three replications. Seedlings were cultured in liquid MS medium supplimented with different amounts (0%, 3%, 6%, 12% and 15%) of PEG 6000. Leaf discs were collected at 3, 6, 12, 24, 48 and 72 hours after stress. Results showed that drought stress made significant changes in enzymatic antioxidants activity. In comparison with Hyola308, Catalase activity in SLM046 increased at lower amounts of PEG after 48 hours. Polyphenol oxidase activity in SLM046 cultivar reduced in medium containing 12% and 15% PEG. Polyphenol oxidase activity in Hyola308 was higher than SLM046 cultivar. Ascorbate peroxidase activity increased in media containing PEG after 48 hours, in both cultivars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ascorbate peroxidase
  • Polyphenol oxidase
  • Catalase
  • Suspension culture

احمدی، م. و جاویدفر، ف. 1379. روش­های ارزیابی و اصلاح مقاومت به خشکی در گونه­های روغنی جنس براسیکا. نشر آموزش کشاورزی. صفحات 7-5.

ساعی، م.، حبیبی، د.، مشهدی اکبربوجار، م.، محمودی، ع. و اردکانی، م. 1384. تعیین سطح فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانت به‌عنوان یک پارامتر در تعیین گونه­های مقاوم سورگوم علوفه­ای به تنش خشکی. چکیده مقالات اولین همایش بین­المللی علوم زیستی ایران.

Anderson, O. M. and Jordheim, M. 2005. The Anthocyanins In: Flavonoids: Chemistry, biochemistry and applications (eds. Anderson, O. M. and Markham, K. R.) 471-553. CRC Press, London.

Arora, A., Sairam, R. K. and Srivastava, G. C. 2002. Oxidative stress and antioxidative system in plants. Current Sciences, 82: 1227-1238.

Bakalova, S., Nikolova, A. and Nedeva, D. 2004. Isoenzyme profiles of peroxidase, catalase and superoxide dismutase as affected by dehydration stress and ABA during germination of wheat seeds. Plant Physiology, 30: 64-77.

Breusegem, F. V., Vranova, E., Dat, J. F. and Inze, D. 2001. The role of active oxygen species in plant signal transduction. Plant Sciences, 161: 405-414.

Cho, U. and Seo, N. 2005. Oxidative stress in Arabidopsis thaliana exposed to cadmium is due to hydrogen proxide accumulation. Plant Science, 168: 113-120.

Chopra, R. K. and Selote, D. S. 2007. Acclimation to drought stress generate oxidative stress tolerance in drought-resistant than susceptible wheat cultivar under field conditions. Enviromental Exprimental Botany, 60: 276-283.

Dhindsa, R. S. and Motowe, W. 1981. Drought tolerance in two mosses, correlation with enzymatic defense against lipid peroxidation. Experimental Botany, 32: 79-91.

Esfandiari, E., Shekari, F. and Esfandiari, M. 2007. The effect of salt stress on antioxidant enzymes activity and lipid peroxidation on the wheat seedling. Notulae Botanicae Horticultural Agribotanici Cluj-Napoca, 35: 48-56.

Feng, Z., Jin-Kui, G., Ying-Li, Y., Wen-Liang, H. and Li-in, Z. 2004. Changes in the pattern of antioxidant exzymes in wheat exposed to water deficit and rewatering. Acta Physiologiae Plantarum, 3: 345-352.

Garrat, L. C., Janagoudar, B. C., Lowe, K. C., Anthony, P., Power, J. B. and Davey, R. 2002. Salinity tolerance and antioxidant status in cotton culture. Free Radical Biology and Medicine, 33: 502-511.

Gill, S. S. and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology. Biochemistry, 48: 909-930.

Hbibi, D., Mashdi Akbar Boojar, M., Mahmoudi, A., Ardakani, M. R. and Taleghani, D. 2004. Antioxidative enzyme in sunflower subjected to drought stress. 4th International Crop Science.

Hura, T., Grzesiak, S., Hura, K., Thiemt, E., Tokarz, K. and Wedzony, M. 2007. Physiological and biochemical tools useful in drought-tolerance detection in genotypes of winter triticale: Accumulation of ferulic acid. Annals Botany, 100: 767-775.

Janda, T. E., Kosa, L., Szalai, G. and Paldi, E. 2005. Investigatin of antioxidant activity of maize during low Temperature stress. Plant Physiology, 49: 53-54.

Kendall, E. J. and McKersie, B. D. 1989. Free radical and freezing injury to cell membrance of winter. Plant Physiology, 76: 86-140. 

Kumar, K.B. and Khan, P. A. 1982. Peroxidase and polyphenoloxidase in excisedragi (Eleusine coracana cv. PR 202) leaves during senescence. Experimental Botany, 20: 412-416.

Nakano, Y. and Asada, K. 1987. Purification of ascorbate peroxidase in spinach chloroplast: in inactivation in ascorbate-depleted medium and reactivation by monodehydroascorbate radical. Plant Cell Physiolgy, 28: 131-140.

Pennycooke, J. C., Cox, S. and Stushnoff, C. 2004. Relatioship of cold acclimation, total phenolic content and antioxidant capacity with chilling tolerace in petunia (Petinia hybrida). Environmental and Experimental Botany, 53: 225-232.

Pessarakli, M. 1994. Plant and crop stress. Handbook, Marcel deckker, New York. 203-226.

Rahimizadeh, M., Habibi, D., Madani, H., Mohammadi, H., Mehraban, A. and Sabet, A. M. 2007. The effect of micronutrients on antioxidant enzymes metabolism in sunflower (Helianthus annuus L.) under drought stress. Helianthus Annus, 47: 167-174.

Sgherri, C. L. M., Maffei, M. and Navari-Izzo, F. 2000. Antioxidative enzymes in wheat subjected to increasing water deficit and rewatering. Plant Physiology, 157: 273-279.

Simova-Stoilova, L., Vaseva, I., Grigorova, B., Demirevska, K. and Feller, U. 2010. Proteolytic activity and cysteine protease expression in wheat leaves under severe soil drought and recovery. Plant Physiology Biochemistry, 48: 200-206.

Tian, X. and Lei, Y. 2006. Nitric oxide treatment alleviates drought stress in wheat seedlings. Biologia Plantarum, 50 (4): 775-778.

Yang, Y., Han, C., Liu, Q., Lin, B. and Wang, J. 2008. Effect of drought and low light on growth and enzymatic antioxidant system of Picea asperata seedlings. Acta Physiology Plantarum, 30: 433-440.

Yong, Z., Hao-Ru, T. and Ya, L. 2008. Variation in antioxidant enzyme activities of two strawberry cultivars with short-term low temperature stress. Agricultural Sciences, 4: 456-462.

Zlatev, Z. S., Lidon, F. C., Ramalho, J. C. and Yordanov, I. T. 2006. Comparison of resistance to drought of three bean Cultivar. Biology Plant, 50: 389-394.