بررسی تغییرات برخی آنتی اکسیدان ها در ژنوتیپ های کنجد و ارتباط آن با صفات فیزیولوژیک تحت شرایط تنش شوری در کشت هیدروپونیک

شوری از جمله مهمترین عوامل محدود کننده عملکرد محصولات کشاورزی در نزدیک به 20درصد از کل زمین های تحت کشت و نیمی از زمین های تحت کشت فاریاب در سطح جهان می باشد. شوری علاوه بر رشد و نمو، فعالیت های فیزیولوژیکی گیاهان را به علت تاثیرات یون های سمی و تنش کم آبی ناشی از کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک تحت تاثیر قرار می دهد. زمین های با خاک شور و قلیایی به طور گسترده بویژه در نواحی خشک ونیمه خشک کشور درحال گسترش می باشد، به طوریکه نزدیک به 5/12 درصد از زمین های کشاورزی در ایران تحت تاثیر شوری می باشد. از اینرو به منظور بررسی اثر شوری بر خصوصیات فتوسنتزی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی ژنوتیپ های کنجد، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و در محیط کشت هیدروپونیک در گلخانه آموزشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1389 اجرا گردید. هفت ژنوتیپ کنجد شامل ناز تک شاخه، ناز چندشاخه، اردستان، ورامین، یکتا، داراب و اولتان و سه سطح شوری شاهد (صفر) و محلول های 30 و 60 میلی مولار نمک طعام به عنوان فاکتورهای آزمایشی در نظر گرفته شدند. پارامترهای سرعت فتوسنتز خالص (a)، هدایت روزنه ای (gs)، غلظت دی اکسیدکربن داخل روزنه ای (ci)، کارایی کوانتومی فتوسنتزی، محتوای کلروفیل، میزان فعالیت آنتی اکسیدان های آنزیمی کاتالاز (cat)، آسکوربات پراکسیداز (apx)، گلوتاتیون ردوکتاز (gr) و سوپراکسید دسموتاز (sod)، پراکسیداسیون لیپید (lp)، محتوای پرولین برگ و غلظت عناصر سدیم (na)، پتاسیم (k)، کلسیم (ca) و منیزیم (mg) در اندام هوایی ژنوتیپ های کنجد در هفته پنجم بعد اعمال تیمار شوری در برگ های جوان و توسعه یافته هر واحد آزمایشی اندازه گیری شد. میانگین میزان فعالیت آنزیم های cat، apx، gr و sod در سطح 60 میلی مولار به ترتیب 5/31، 56، 5/75 و 8/37 درصد نسبت به سطح شاهد افرایش یافت. محتوای پرولین برگ ژنوتیپ های کنجد با افزایش شوری افزایش یافت و بیشترین افزایش در سطح شدید شوری و به میزان 5/95% نسبت به سطح شاهد مشاهده شد. شوری 60 میلی مولار در کنجد به ترتیب منجر به کاهش 2/64، 2/63،6/30 و 8/11درصدی میانگین a، میزان gs، محتوای کلروفیل کل و کارایی کوانتومی فتوسنتزی شد. در سطح 60 میلی مولار شوری میانگین های غلظت k، ca و mg اندام هوایی ژنوتیپ های کنجد به ترتیب 8/47، 2/44 و 42 درصد نسبت به سطح شاهد کمتر بود، اما غلظت na اندام هوایی 5/6 برابر سطح شاهد بود. همچنین نسبت پتاسیم به سدیم اندام هوایی کنجد در سطح 60 میلی مولار شوری 15 برابر سطح شاهد بود. با افزایش شوری از سطح شاهد به سطح 60 میلی مولار میزان فعالیت تمامی آنزیم های آنتی اکسیدانی در ژنوتیپ های اردستان، داراب و ورامین افزایش یافت در حالیکه در ژنوتیپ های ناز تک شاخه، ناز چندشاخه و اولتان کاهش فعالیت آنزیم های cat و sod در سطح اخیر شوری مشاهده شد. بیشترین کاهش a، gs و lp تحت سطح شوری 60 میلی مولار مربوط به ژنوتیپ های ناز تک شاخه، ناز چندشاخه و اولتان بود که با کاهش آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز و سوپراکسید دسموتاز و در نتیجه حساسیت بیشتر این ژنوتیپ ها به شوری همراه بود. افزایش فعالیت تمامی آنزیم های آنتی اکسیدانی در کنار حفظ ساختار و پایداری غشاهای سلول در ژنوتیپ های اردستان، داراب و ورامین موجب مقاومت بیشتر این ژنوتیپ ها به شوری گردید. بنابراین می توان چنین نتیجه گرفت که فعال شدن سیستم دفاعی آنزیم های آنتی اکسیدانی حداقل در تعدادی از ژنوتیپ های کنجد نقش کلیدی در افزایش مقاومت به تنش شوری در این گیاه دانه روغنی ایفا می کند. همچنین نتایج حاکی از آن است که شوری بر خصوصیات فتوسنتزی گیاه کنجد تاثیر منفی می گذارد و تفاوت قابل ملاحظه ای بین ژنوتیپ های کنجد از این نظر مشاهده می شود.