مقاله آشنایی با نیتریک‌اکسید و مقاومت به علف‌کش‌ها و تنش نور ماورابنفش

بعضي از هورمون‌ها اثر بازدارندگي دارند. به طور کلي رشد و نمو طبيعي يک گياه ، بيشتر توسط اعمال متقابل هورمون‌هاي تحريک کننده و بازدارنده تنظيم مي‌شود. بعضي از هورمونهاي گياهي محرک رشد هستند، در حالي که هورمونهاي ديگري همين فرآيندها را کند مي‌کنند يا به تاخير مي‌اندازند.

 

نیتریک‌اکسید و مقاومت به علف‌کش‌ها

گزارشات متعدد محققین نشان می‌دهد که نیتریک‌اکسید سمیت علف‌کش‌ها را کاهش می‌دهد (شکل 1).

نیتریک‌اکسید سمیت علف‌کش‌ها را کاهش می‌دهد.

شکل 1ـ نیتریک‌اکسید سمیت علف‌کش‌ها را کاهش می‌دهد.

یکی از مشکلات اساسی که در موقع تنش برای گیاهان ایجاد می‌شود، از بین رفتن توانایی فتوسنتز طبیعی به دلیل تغییر در ساختار کلروفیل و یا تغییر در کارکرد آنزیم‌هاست. نیتریک‌اکسید تاثیر زیادی بر غشا کلروپلاست دارد و با حفظ ساختار و کارکرد آن پتانسیل فتوسنتزی گیاه را در حد بالایی حفظ می‌کند. علف‌کش دیکوات باعث افزایش تخریب و از دست‌دهی کلروفیل و در نتیجه از بین رفتن توانایی فتوسنتز گیاه می‌شود، که تیمار با نیتریک‌اکسید خارجی باعث جلوگیری از این اثر مخرب می‌شود. نیتریک‌اکسید همچنین با افزایش استحکام و حفظ کارایی غشاهای سلولی از افزایش سطوح مالون دی آلدهید (که شاخصی برای آسیب دیدگی غشاهاست) در موقع تنش جلوگیری می‌کند. یکی از اثرات مهم و حیاتی نیتریک‌اکسید در جریان این تنش‌ها تحریک افزایش تولید آنتی‌اکسیدان‌ها است. گزارش شده است که این مولکول میزان تولید و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مانند سوپراکسیددیسموتاز، پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز را در تنش حاصل از کاربرد علف‌کش پاراگوات بهبود می‌بخشد.

نیتریک‌اکسید و تنش نور ماورابنفش

اشعه ماورابنفش خصوصا نوع B به دلیل تخریب DNA، تولید ترکیبات سمی و رادیکال‌های آزاد و تخریب کلروفیل باعث آسیب‌های جدی به گیاهان و کاهش فعالیت‌های رشد و نموی آنها و در نتیجه کاهش کمیت و کیفیت محصول تولیدی می‌شود. گزارش شده است که در گیاهانی مانند Betula pendula (شکل 2) و آرابیدوپسیس زمانی که در معرض نور UV-B قرار می‌گیرند، مقادیر زیادی نیترات ردوکتاز و در نتیجه نیتریک‌اکسید تولید می‌شود.

Betula pendula

شکل 2ـ Betula pendula

به دنبال آن بیان ژن‌های مرتبط با مقاومت به تنش اشعه مانند ژن‌های فنیل‌آلانین آمونیالیاز، چالون سنتاز و چالکون ایزومراز به وسیله نیتریک‌اکسید تحریک می‌گردد. این آنزیم‌ها از آنزیم‌های کلیدی در سنتز ترکیبات دفاعی در گیاهان هستند. ترکیبات فلاونوئیدی به عنوان محافظت کننده‌های قوی سلول‌ها به ویژه کلروفیل در مقابل نور UV عمل می‌کنند. این ترکیبات در نتیجه فعالیت آنزیم‌های PAL، چالکون سنتاز و چالکون ایزومراز تولید می‌شوند. علاوه‌بر این برخی فیتوآلکسین‌ها و ترکیبات دفاعی دیگر که نقش محافظتی در مقابل بیماری‌ها و آفات دارند، در نتیجه عمل این آنزیم‌ها تولید می‌شوند. علاوه‌بر این برخی فیتوآلکسین‌ها و ترکیبات دفاعی دیگر که نقش محافظتی در مقابل بیماری‌ها و آفات دارند، در نتیجه عمل این آنزیم‌ها تولید می‌شوند. ثابت شده است که بازدارنده‌های تولید نیتریک‌اکسید باعث کاهش شدید در تولید آنزیم چالکون سنتاز در گیاهان شده و سیستم‌های دفاعی آنها را در مقابل بیماری‌ها و اشعه UV-B به شدت تضعیف می‌کند.

 

اصغری، محمدرضا( 1394). هورمون‌ها و تنظیم کننده‌های رشد گیاهی جدید (چاپ اول). ارومیه: انتشارات دانشگاه ارومیه