فلزات سنگین یکی از آلوده کننده های مهم محیطی به شمار رفته و این اصطلاح به گروهی از عناصر با وزن مولکولی بالا و دانسیته بیش از 5 گرم بر سانتیمتر مکعب اطلاق می شود. آلومینیوم(al) فلزی سنگین و یکی از فراوانترین فلزات موجود در پوسته زمین می باشد. فرم شیمیایی و حلالیت این فلز توسط فاکتورهای محیطی مختلف نظیر ph تحت تأثیر قرار گرفته و آلومینیوم در محیط های اسیدی شدیداً محلول می باشد. جلوگیری از رشد ریشه و ساقه، نشانه قابل رویت آلومینیوم به شمار می رود. در سطح سلولی، یون سمیal3+ تقسیم و توسعه سلولی را ممانعت نموده و با ترکیب لیپید غشای پلاسمایی برهمکنش می نماید. روش هایی نظیر ته نشین سازی، تعویض کاتیون و آنیون های جذب سطحی شده، رسوب دهی، ایجاد توده های معلق در مایع و فرایند بیورمیدیشن جهت پاکسازی فلزات سنگین از پساب ها و محیط های آلوده به کار می روند. فیتورمیدیشن نیز به استفاده از گیاهان جهت پاکسازی اکوسیستم های طبیعی اطلاق شده و توانایی گیاهان در تجمع و انتقال آلاینده ها را نشان می دهد. جلبک ها نیز با دارا بودن تحمل بالا به فلزات سنگین، نسبت بالای سطح به حجم و پتانسیل بالا برای دستکاری ژنتیکی در راستای تغلیظ و پاکسازی فلزات سنگین از محیط مورد استفاده قرار می گیرند. جلبک سبز تک سلولی dunaliella یکی از جلبک های مهم و یک سیستم مدل در بررسی های فیزیولوژی گیاهی بوده و مشاهده شده است که به واسطه پیوند با آلومینیوم، آگلوتینه شده و رسوب می یابد. لذا با توجه به عدم اطلاعات کافی در مورد اثر آلومینیوم بر رشد و متابولیسم این جلبک و حضور فلز سمی آلومینیوم در پساب کارخانجات و به منظور بررسی توانایی این جلبک در برقراری پیوند با آلومینیوم و رسوب دادن آن، اثر غلظت های مختلف آلومینیوم بر روند رشد، میزان کلروفیل کل و بیوسنتز بتاکاروتن سویه های utex-200، as-b1 و ir-1 متعلق به گونه d. salina و سویه utex-2538 متعلق به گونه d. bardawil بررسی گردید. نتایج حاکی از آن بود که افزایش میزان آلومینیوم، سبب کاهش نرخ رشد و محتوای کلروفیل چهار سویه می گردد. این اثر احتمالاً ناشی از تخریب غشا و سرکوب شدن جذب عناصری ضروری نظیر کلسیم و منیزیم، می باشد و افزایش بتاکاروتن سلول ها به عنوان یک آنتی اکسیدان در پاسخ به تولید رادیکال های آزاد دیده می شود. اثر غلظت های مختلف آلومینیوم بر میزان تعداد سلول در بخش رویی محیط جلبکی چهار سویه از جلبک dunaliella بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش غلظت آلومینیوم منجر به کاهش میزان تعداد سلول در بخش رویی محیط جلبکی به علت آگلوتیناسیون سلول ها به واسطه حضور آلومینیوم و در نتیجه رسوب سلول ها و حذف آلومینیوم می شود. به منظور تأئید اتصال آلومینیوم و جلبک، اثر افزودن edtaبه محیط، جهت جلوگیری نمودن از این پیوند مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که پیوند شدن edta به آلومینیوم، رسوب یافتن سلول ها را ممانعت می نماید. بررسی میزان آلومینیوم رسوب یافته توسط هر سلول جلبکی، حاکی از توانایی بیشتر سلول های سویه utex-200 احتمالاً به علت بیشتر بودن نسبت سطح به حجم آنها می باشد. مطالعه رابطه بین میزان تعداد سلول و رسوب آلومینیوم نیز ظرفیت مشخص سلول های یک سوسپانسیون جلبکی در رسوب دهی آلومینیوم را نشان داد، در نتیجه با اشباع شدن محل های پیوند در سطح سلول ها، آلومینیوم موجود در محلول رویی قابل اندازه گیری می باشد. مطالعه میزان آلومینیوم درون سلولی سویه های مذکور حاکی از بیشتر بودن آلومینیوم درون سلولی در سویه utex-2538 نسبت به سویه هائیست که به سمیت آلومینیوم، مقاومت بیشتری نشان می دهند، به نظر می رسد خصوصیات غشایی این سویه سبب اتصال بیشتر و مستحکم تر آلومینیوم به غشا، تخریب ساختار غشا و ورود آن به سلول می گردد. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از توانایی جلبک dunaliella در برقراری پیوند با آلومینیوم و رسوب دادن آن از محیط می باشد، به گونه ای که سویه ای که بیش از سایرین تحت تأثیر آلومینیوم قرار می گیرد، توانایی بیشتری برای رسوب دهی آلومینیوم و بیورمیدیشن آن از محیط دارد.

چکیده تنش در تعریف عبارت است از تغییر در شرایط بهینه زندگی که سبب بروز پاسخ هایی خاص در تمام سطوح فیزیولوژیکی ارگانیسم زنده می شود. بسته به شرایط، این پاسخ ها ممکن است موقت یا دائمی باشد. شوری در آب و خاک خصوصاً در نواحی خشک و نیمه خشک یکی از مهمترین تنش های محیطی محسوب می شود که در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. امروزه کل مساحتی که به عنوان زمینهای شور در نظر گرفته می شود حدود 930 میلیون هکتار تخمین زده می شود. در بررسی های مربوط به اثر تنش شوری در گیاهان، دیده شده است که سرعت تنفس و سمیت یونی افزایش می یابد، توزیع مواد معدنی، پایداری و نفوذپذیری غشاء تغییر می کند و در نهایت سرعت رشد و فتوسنتز در گیاهان خصوصاً انواع حساس به شوری کاهش می یابد. اثر استرس شوری در سیستم فتوسنتزی گیاهان عالی با تغییراتی چون توقف فعالیت فتوسیستم ii، جلوگیری از تولید پروتئین d1، کاهش فعالیت های تعدادی از آنزیم های چرخه کلوین، کاهش تثبیت co2 همراه است. با توجه به این که بررسی اثر تنش شوری بر سیستم فتوسنتزی گیاهان خصوصاً فتوسیستم ii به دلیل پر سلولی بودن آن ها با مشکلاتی همراه است، می توان ازجلبک های تک سلولی مانند کلامیدوموناس و دانالیه لا به عنوان model-system استفاده نمود. جلبک دونالیه لا تک سلولی، فتوسنتز کننده و فاقد دیواره سلولی می باشد و همچنین مقاوم به شوری بوده و می تواند در محلول nacl از غلظت 17/. مولار تا حد اشباع (حدود 5 مولار) رشد کند، در حالیکه غلظت سدیم درون سلولی را در حد پایین نگه می دارد. این جلبک به استرس شوری، با سنتز گلیسرول از طریق فتوسنتز در نور یا تجزیه نشاسته در تاریکی پاسخ می دهد. گزارش شده است که استرس شوری می تواند بر سیستم فتوسنتزی خصوصاً فتوسیستم ii جلبک dunaliella موثر باشد. ولی به طور کلی اطلاعات موجود در مورد اثر تنش شوری بر psii محدود می باشد. برخی مطالعات اولیه نشان داده است که در پاسخ سیستم فتوسنتزی این جلبک به استرس شوری، خصوصیات و میزان فلوئورسنس کلروفیل a در مرکز واکنش نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. لذا بنا نهاده شد که در این تحقیق با استفاده از روش ojip-test و پارامتر های rc/abs، fv/fo، ?po، ?o،area ، ?eo، ?ro، ?do و piabs، کینتیک فلوئورسنس کلروفیل a بررسی گردد و هم چنین روند رشد سلولی، میزان کلروفیل کل و فتوسنتز جهت درک بهتر روند تغییرات اندازه گیری شود. نتایج حاصل نشان داد که تحت تنش شوری روند رشد سلول ها و میزان کلروفیل کل نسبت به نمونه شاهد کاهش یافت. با افزایش در شدت تنش میزان فتوسنتز نیز رو به کاهش نهاد و در شدت های بالایی از تنش به طورکلی متوقف شد. روند تغییرات تنفس نیز مانند فتوسنتز بوده، با این تفاوت که شدت کاهش در تنفس نسبت به فتوسنتز کمتر می باشد. بررسی کینتیک فلوئورسنس کلروفیل a هم نشان داد که تحت تنش شوری، با افزایش در شدت تنش میزان مراکز واکنش فعال کاهش یافت و در هر مرکز واکنش فعالیت کمپلکس تجزیه کننده آب نیز رو به کاهش نهاد. در ادامه دیده شد که انتقال الکترون به فئوفیتین و qa، اولین پذیرنده های الکترون از کمپلکس تجزیه کننده آب و کمپلکس دریافت کننده نور، کاهش یافته و این امر منجر به کاهش در انتقال الکترون از qa به qb، در زنجیر انتقال الکترون و کاهش در میزان احیای پذیرنده های انتهایی در سمت پذیرنده الکترون psi گردید. هم چنین مقایسه دو گونه در روند رشد سلولی، کلروفیل کل، فتوسنتز و فلوئورسنس کلروفیل a نشان می دهد که d. salina نسبت به d. bardawil از توانایی بالاتری در جهت پاسخ به تنش شوری برخوردار می باشد. کلمات کلیدی: استرس شوری، دونالیه لا، فلوئورسنس کلروفیل a، ojip-test.

جلبک سبز تک سلولی dunaliella مقاوم به شوری بوده و مدل سیستم گیاهی مناسبی جهت بررسی انواع تنش ها می باشد. این جلبک قادر است تحت برخی شرایط استرس زا جهت مقابله با رادیکالهای آزاد، بتاکاروتن را احتمالا به عنوان آنتی اکسیدان تولید نماید. آهن بعنوان یک عنصر ضروری برای گیاهان و جلبک ها، تسریع کننده واکنشهای اکسیداسیون واحیا و همچنین سنتز کلروفیل می باشد. این یون می تواند در غلظت های بالا تولید رادیکال های آزاد نماید. لذا به نظر می رسد این جلبک بتواند در حضور مقادیر بالای آهن, بتاکاروتن سنتز نماید. در این بررسی غلظت های 4، 32، 64، 128، 256 و 512 میکرومولار fe+3 در سه تکرار بر روی دو گونهd. salina وd. bardawil اعمال و سپس میزان بتاکاروتن، کلروفیلa، کلروفیلb، کلروفیل کل و همچنین تقسیم سلولی در یک دوره رشدی اندازه گیری گردید. بر اساس نتایج در هر دو گونه بیشترین رشد سلولی در غلظت 4 میکرومولار مشاهده گردید و با افزایش میزان آهن رشد سلولی و مقدار کلروفیل کاهش یافت که شدت کاهش در غلظت 512 میکرومولار از بقیه تیمارها بیشتر بود. بالاترین میزان بتاکاروتن نیز در غلظت 128 میکرومولار مشاهده گردید. این نتایج حاکی از این امر می باشد که جلبکdunaliella قادر است جهت مقابله با رادیکالهای آزاد تولید شده توسط آهن در حدود غلظت 128 میکرومولار مقادیر زیادی بتاکاروتن را به عنوان آنتی اکسیدان تولید نماید اما در غلظت های بالاتر آهن، حدود 512 میکرومولار، آثار تخریبی رادیکالهای آزاد جبران ناپذیر بوده و در نتیجه مقدار کلرفیل و تعداد سلولها کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که مقاومت گونه d. salina نسبت به d. bardawil در غلظت های بالای آهن بالاتر می باشد این در حالی است که میزان بتاکاروتن سلولی در گونه d. bardawilنسبت به گونه d. salina بالاتر می باشد بنابراین احتمالاً گونه d. salina به واسطه ی تولید آنتی اکسیدان های دیگر در برابر استرس آهن مقاومت می نماید. بررسی میزان آنزیم های آنتی اکسیدانی آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز نشان داد که میزان افزایش آنزیم کاتالاز در غلظت بالای آهن در گونه d. salina نسبت به d. bardawil بالاتر می باشد و مقاومت بالاتر گونه d. salina نسبت بهd. bardawil ممکن است ه واسطه ی این امر باشد.

دما، یک فاکتور محیطی مهم در رشد گیاهان محسوب می شود. در بخش های مختلف جهان، دمای محیط در فصل زمستان کاهش می یابد و گیاهان ممکن است در طول زندگی خود در معرض تنش دمای پایین قرار گیرند. فتوسنتز یکی از اولین فرآیند هایی است که تحت تأثیر دمای پایین آسیب می بیند. کاهش فتوسنتز می تواند منجر به کاهش محصولات گیاهی و یا در نهایت مرگ گیاه شود. به دلیل اهمیت فرآیند فتوسنتز در زندگی موجودات فتوسنتز کننده تأثیر عوامل تنش زای محیطی بر دستگاه فتوسنتز به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است، اما اطلاعات چندانی در مورد اثر تنش سرما بر بخش های مختلف دستگاه فتوسنتزی، خصوصاً فتوسیستم ii در دست نمی باشد. فتوسیستم ii نقش مهمی در پاسخ به تنش های محیطی بر عهده دارد. با توجه به این که بررسی اثرات تنش سرما بر روی فتوسیستم ii گیاهان با مشکلاتی مواجه است، استفاده از جلبک های سبز تک سلولی مانند dunaliella به عنوان مدل سیستم گیاهی کاربرد گسترده ای دارد. در این تحقیق، اثر دمای پایین ( 15 درجه سانتی گراد ) بر فعالیت بخش های مختلف فتوسیستم ii گونه های d. bardawil و d. salina با استفاده از کینتیک فلوئورسنس کلروفیل a و پارامتر های حاصل از روش ojip-test مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در دمای 15 درجه سانتی گراد میزان پارامتر های fv/fo ( میزان کارایی کمپلکس تجزیه آب )، ?po ( انتقال الکترون به فئوفیتین وqa )، ?o(انتقال الکترون از qa به qb)، ?eo (میزان انتقال الکترون در زنجیره انتقال الکترون)، ?ro (میزان احیای پذیرنده های انتهایی در سمت پذیرنده الکترون فتوسیستم i) و piabs ( شاخص کارایی ) در گونه های d. bardawil و d.salina در مقایسه با شاهد (25 درجه سانتی گراد) کاهش یافت. در حالی که میزان پارامتر ?do ( میزان اتلاف انرژی ) و همچنین تراکم مراکز واکنش غیر فعال فتوسیستم ii افزایش نشان داد. همچنین تنش سرما اثر بیشتری بر پارامتر های fv/fo، ?po، ?o، ?eo، ?ro، ?do و piabs در جلبک d. bardawil در مقایسه با d. salina داشت. با توجه به نتایج به نظر می رسد، کاهش کارایی کمپلکس تجزیه آب در اثر کاهش دما، احتمالاً نقش عمده ای در کاهش میزان انتقال الکترون به پذیرنده های الکترون فتوسیستم ii دارد و منجر به ایجاد اختلال در فعالیت زنجیره انتقال الکترون فتوسیستم ii (?eo ) می شود. تنش سرما با تأثیر بر کمپلکس تجزیه آب منجر به کاهش میزان انتقال الکترون به فئوفایتین و qa و پس از آن، انتقال الکترون از qa به qb، مخزن پلاستوکوئینون و در نهایت احیای پذیرنده های نهایی در سمت پذیرنده فتوسیستم i می شود. به طورکلی می توان گفت، کمپلکس تجزیه آب اولین بخش در فتوسیستم ii سلول های جلبک dunaliella می باشدکه تحت تأثیر تنش سرما قرار می گیرد. همچنین با توجه به این که تأثیرات دمای پایین بر پارامتر های fv/fo، ?po، ?o، ?eo، ?ro، ?do و piabs در گونه d. salina نسبت به گونه d. bardawil کمتر می باشد، به نظر می رسد گونه d. salina در مقایسه با گونه d. bardawil بهتر می تواند تنش سرما را تحمل نماید.

نیتروژن به عنوان ضروری ترین عنصر معدنی برای رشد گیاهان می باشد. بیشتر گیاهان عالی نیتروژن مورد نیاز خود را به فرمهای نیترات و آمونیوم به دست می آورند. آزمایشات اولیه با اندازه گیری کینتیک جذب نیترات نشان می دهد که در گیاهان عالی حداقل دو سیستم انتقال نیترات وجود دارد .سیستم lats (low affinity transport system) با تمایل کم که در غلظت بالاتر از ?/0 میلی مولار نیترات فعال می شود و سیستم تمایل بالای جذب نیترات بنام hats (high affinity transport system) که در محدوه کم نیترات عمل می کند. این سیستم خود به دو دسته ی ساختاری chats (constant hats) و القایی ihats (hats inducible) تقسیم می گردد. مطالعات مولکولی نشان می دهند که ژن های خانواده nrt2 با سیستم ihats مرتبط هستند که در میان اعضای این خانواده، ژن های nrt2.1و nrt2.2 با هم در جذب نیترات دخالت دارند ولی اهمیت ژن nrt2.1از دیگری بیشتر بوده و فعالیت کامل این ژن به وجود ژن دیگری به نام nar2 بستگی دارد. در این راستا ایجاد گیاه تراریخت شده با ژنهای مربوط به ناقلین نیترات می تواند کمک زیادی به فهم بهتر جذب نیترات نماید و انتخاب لاین مناسب گیاه تراریخت از نظر فعالیت های فیزیولوژیکی قبل از انجام آزمایشات مربوط به عملکرد ژن مورد نظر حائز اهمیت می باشد. معمولا برای این منظور از روشهای مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی استفاده می گردد اما اخیرا استفاده از روش های دقیقتر و آسانتر نظیر آنالیز فلورسنس کلروفیل a در فتوسیستم? پیشنهاد می گردد. اندازه گیری فلورسنس کلروفیلa می تواند به عنوان یک روش سریع در شرایط in vivo برای تعیین اختلاف بین ژنوتیپ ها و لاین ها گیاهی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از پارامتر هایی که با استفاده از پاسخهای فلورسنسی کلروفیل a می توان جهت انتخاب لاین مناسب استفاده نمود شاخص کارایی (performance index) می باشد. این شاخص که می تواند اطلاعات مفیدی را در مورد شرایط گیاه در هر لحظه منعکس نماید با سه پارامتر مطلوب مربوط به فعالیت فتوسنتزی بدست می آید: الف) ?po =tr?/rc (بازده کوانتومی فتوشیمیایی اولیه یا میزان فوتون های جذب شده که توسط مراکز واکنش فتوسیستم ii به دام انداخته خواهند شد). ب) et?/tr? =?? (میزان انتقال الکترون در زنجیره الکترون بین فتوسیستم ii و (i ج) rc/abs (میزان مراکز واکنش) در این تحقیق سعی گردیده است بهترین لاین ترا ریخته از نظر قابلیت زیستی با استفاده از شاخص کارایی و شاخص ?po مربوط به فلورسنس کلروفیل a شش لاین تراریخته b-11، c-3 ، d-6، e-11، f-8 و g-6 گیاه تنباکو (nicotiana plumbaginifolia ) که دو ژن nrt2.1و nar2 جدا سازی شده از گیاه arabidopsis thaliana به آن ها منتقل شده است به همراه تیپ خودرو این گیاه، برای استفاده در مطالعات مرتبط با جذب نیترات در گیاه تراریخته تعیین شود. همچنین در این تحقیق ضریب همبستگی بین برگ اول تا پنجم از رأس با میانگین برگها مورد مقایسه قرار گرفته و برگهای دارای بالاترین همبستگی با میانگین برگ ها مشخص شده است. برای این منظور هفت ژنوتیپ گیاه تنباکو در شرایط گلدانی کشت و سپس نصف گلدان ها به محیط کشت هیدروپونیک و نصف دیگر به گلدانهای بزرگ انتقال یافتد. در ادامه برای بررسی کینتیک فلورسنس کلروفیل a با استفاده از دستگاه handy pea (plant efficiency analyzer from hansatech-uk) ، گیاهان درون محیط کشت هیدروپونیک در شرایط مختلف از نظر میزان نیترات بعد ازسه هفته وگیاهان درون گلدان در شرایط کوددهی پس از شش هفته مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی شاخص کارایی هفت ژنوتیپ گیاه تنباکو در محیط کشت هیدروپونیک و همچنین شرایط گلدانی تحت سیستم های hats و lats با اندازه گیری کینتیک فلورسنس کلروفیل a (ojip-test) نشان داد که شاخص های فیزیولوژیک به تنهایی معیار های مناسبی برای مقایسه ی لاین ها نمی باشند. بر اساس این نتایج، شاخص ?po (عملکرد کوانتومی فتوشیمیایی اولیه) مربوط به هفت ژنوتیپ گیاه تنباکو در شرایط hats نیز، شاخص مناسبی برای انتخاب لاین مناسب از نظر فعالیت های فیزیولوژیکی در این مطالعه نمی باشد؛ در حالیکه با نتایج حاصل از بررسی شاخص کارایی فتوسنتزی هفت ژنوتیپ گیاه تنباکو در شرایط hats می توان گفت شاخص کارایی فتوسنتزی یک شاخص مناسب برای این مطالعه است. همچنین لاین های c-3،d-6 ، e-11در بین لاین های تراریخته بهترین قابلیت زیستی را از خود نشان دادند. با توجه به نتایج مقایسه ی ضریب همبستگی می توان بیان داشت که برای مطالعه شاخص کارایی با اندازه گیری کینتیک فلورسنس کلروفیل a نیاز به پنج برگ (از برگ چهارم به بالا) می باشد.

نیتروژن یکی از عناصر معدنی مهم است که گیاه برای ساختن پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک و بسیاری ترکیبات نیتروژن دار دیگر به آن نیاز دارد از اینرو مطالعه در مورد ناقلهای غشایی نیترات و ژنهای کد کننده آنها از اهمیت زیادی برخوردار است . مطالعات حاکی از اینست که سه سیستم جذب نیترات در گیاهان وجود دارد. یکی از سیستم هاlats می باشد که تمایل پایینی نسبت به نیترات داشته، در غلظت های بالای نیترات فعالیت می نماید. سیستم دیگر hats می باشد که تمایل بالایی نسبت به نیترات نشان داده، خود شامل دو سیستم ihats و chats می باشد که chats به صورت دائمی فعالیت نموده تمایل بیشتری نسبت به نیترات دارد. سیستم ihats تمایل کمتری نسبت به نیترات در مقایسه با chats دارد. دو گروه از ژن ها شامل nrt1 و nrt2 در ارتباط با جذب نیترات شناخته شده اند به ترتیب با سیستم lats و hats مرتبط می باشند. ژن های خانواده nrt2 دارای اعضای متعددی می باشند که ژن nrt2.1 نقش بیشتری در جذب غلظت های کم نیترات بیرونی ایفا می کند. با توجه به اهمیت این ژن در جذب نیترات، مطالعات فراوانی بر روی نحوه فعالیت آن صورت گرفته است. مطالعات انجام شده با گیاه تنباکو تراریخته شده با ژن atnrt2.حاکی از جذب بیشتر نیترات در گیاهان تراریخته فقط در 2 تا 3 ساعت ابتدایی بوده و سپس جذب برابری نشان داده است. بر اساس مطالعات قبلی، مقایسه شاخص های بیولوژیک بین دو لاین تراریخته و خودرو حاکی از عدم تفاوت معنی دار در وزن خشک و تر بین این گیاهان می باشد. لذا به نظر می رسد روش وزنی، فاقد حساسیت لازم برای نشان دادن تغییرات اندک می باشد. لذا در این تحقیق از روش مطالعه فلئورسنس کلروفیل aجهت مقایسه گیاهان تراریخته و خودرو تحت استفاده گردید. بدین منظور گیاهان در شرایط گلدانی کاشته و سپس به محیط هیدروپونیک منتقل و در شرایط مختلف از نظر مقدار نیترات در اختیار ریشه قرار گرفتند سپس اندازه گیری وزن تر، محتوای کلروفیل نسبی و فلئورسنس کلروفیل a در گیاهان تراریخته و خودرو انجام شد. نتایج حاکی از عدم تفاوت معنی داری در وزن تر گیاهان خودرو و تراریخته به دنبال جذب نیترات می باشد. نتایج مربوط به اندازه گیری شاخص های فلئورسنس حاکی از تفاوت معنی داری بین گیاهان تراریخته و خودرو فقط در 4 ساعت ابتدایی می باشد، که به نظر می رسد ناشی از جذب بیشتر نیترات در گیاهان تراریخته در ساعات ابتدایی به علت فعالیت ژن nrt2.1 انتقالی از آرابیدوپسیس می باشد. پس از 4 ساعت به نظر می رسد، به دنبال فعال شدن سیستم القایی (توسط ژن خودی) در گیاهان خودرو، دو لاین جذب برابری نشان می دهند. در شرایط lats اندازه گیری شاخص های فلئورسنس کلروفیل a و محتوای کلروفیل نسبی تفاوت معنی داری بین دو لاین گیاهان نشان نداد، که این مشاهدات عدم فعالیت ژن nrt2.1 در محدوده lats را تایید می کنند. علاوه بر این به نظر می رسد از میان شاخص های فلئورسنس کلروفیل a شاخص کارایی (piabs) بیشترین همبستگی را با میزان جذب نیترات نشان می دهد.

جلبک سبز تک سلولی dunaliella مقاوم به شوری بوده و مدل سیستم گیاهی مناسبی جهت بررسی انواع تنش ها در فیزیولوژی گیاهی می باشد. این جلبک قادر است تحت برخی شرایط استرس زا جهت مقابله با رادیکالهای آزاد، بتاکاروتن را احتمالا به عنوان آنتی اکسیدان تولید نماید، همچنین در شرایط تنش شوری جهت مقابله با آن گلیسرول تولید می نماید. تیتانیوم یکی از عناصر موثر بر روند رشد، تولید مثل و فرایندهای اصلی متابولیسم در گیاهان است و این اثر قابل تعمیم به جلبک ها و مورد توجه است. با وجود اینکه در زمره عناصر ضروری نمی باشد ولی درگزارش ها دیده شده است که این عنصر برای گیاهان عالی مفید می باشد و در کل می تواند منجر به بهبود متابولیسم زیستی در گیاهان شود. جلبک دونالیه لا در محدوده phقلیایی رشد و چرخه زندگی خود را کامل می کند اما با توجه به این که گزارش شده است تیتانیوم در ph اسیدی و در محدوده 6 بیشترین اثر و جذب را داشته است، و با نظر به این که edta منجر به جذب بهتر تیتانیوم در حضور جلبک می گردد، لذا دراین تحقیق علاوه بر اثر تیتانیوم بر روند رشد و رنگیزه ها، اثر تیتانیوم درحضورedta ، اثر ph در تاثیر تیتانیوم برپارامترهای ذکر شده و در نهایت میزان فتوسنتز و تنفس جلبک دونالیه لا در یک دوره رشد اندازه گیری و مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور غلظت های 100، 150و 200 میکرومولار تیتانیوم در سه تکرار و شاهد بر گونه dunaliella salina اعمال و سپس در هریک میزان کلروفیل، بتاکاروتن و همچنین تقسیم سلولی در یک دوره ی رشد اندازه گیری گردید. با توجه به نتایج حاصله در غلظت های 100، 150 و 200 میکرو مولار هیچ گونه تفاوتی در تعداد سلول، میزان کلروفیل و بتاکاروتن در واحد حجم، کلروفیل و بتاکاروتن سلولی در کلیه تیمار ها نسبت به نمونه شاهد مشاهده نگردید، اما در حضور edta منجر به افزایش در تعداد سلول، میزان کلروفیل و بتاکاروتن در واحد حجم(میلی لیتر) تیمارها نسبت به نمونه شاهد شده است و هیچ تفاوت معنی داری در میزان کلروفیل و بتاکاروتن سلولی بین نمونه شاهد و تیمار ها مشاهده نگردید. نتایج اثر ph مشابه با نتایج اثر تیتانیوم درحضور edta بود. میزان فتوسنتز و تنفس در تیمار بلند مدت 150 میکرومولار تیتانیوم با گذشت 24 ساعت نسبت به نمونه شاهد کاهش پیدا کرد و در تیمار کوتاه مدت با افزایش غلظت تیتانیوم تا 150 میکرومولار درصد فتوسنتز افزایش یافت اما از این غلظت بالاتر منجر به کاهش درصد فتوسنتز گردید. درصد تنفس در غلظت 50 میکرو مولار نسبت به سایر غلظت ها بیشتر بود و با افزایش غلظت تیتانیوم تا 200 میکرو مولار کاهش داشت.

جلبک سبز تک سلولی dunaliella مقاوم به شوری بوده و مدل سیستم گیاهی مناسبی جهت بررسی انواع تنش ها می باشد. برخی گونه های آن در شرایط شوری بالا، نور زیاد و کمبود عناصر قادر به تولید مقادیر بالای بتاکاروتن می باشند، از این رو این جلبک درتحقیقات بیوتکنولوژی حائزاهمیت است. بتاکاروتن دارای فعالیت آنتی اکسیدانی می باشد که توسط این فعالیت، رادیکال های آزاد پاکسازی شده و از بین می روند. اخیراً مشخص شده است که علاوه بر بتاکاروتن، آلفاکاروتن نیز خاصیت آنتی اکسیدانی دارد و یک ماده ضد سرطان محسوب می شود. در این تحقیق تأثیر کمبود نیترات، تنش سرما و شوری بر تولید آلفاکاروتن و بتاکاروتن در جلبکbardawil dunaliella مورد بررسی قرار گرفت. لذا جهت بررسی کمبود نیترات و تنش شوری محیط های کشت با مولاریته 1 و 5/2 مولار nacl تهیه گردید که حاوی نیترات و فاقد نیترات باشد. سپس برای بررسی اثر تنش سرما نیمی از ارلن ها به دمای 14 درجه سانتیگراد و نیمی به دمای 25 درجه سانتیگراد منتقل شد. سپس میزان آلفاکاروتن، بتاکاروتن و همچنین تقسیم سلولی اندازه گیری شد. بر اساس نتایج بدست آمده کمبود نیترات در غلظت 1 مولار نمک در طول آزمایش منجر به کاهش تقسیم سلولی در حالی که درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن افزایش یافت. در تنش سرما روند تقسیم سلولی تفاوت معنی داری را نشان نداد، ولی درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن کاهش یافت. در اثر همزمان سرما و کمبود نیترات تقسیم سلولی در روند کاهشی و درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن روند افزایشی را نشان داد. در کمبود نیترات در غلظت 5/2 مولار نمک درطول آزمایش روند تقسیم سلولی تفاوت معنی داری را نشان نداد، در حالی که درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن کاهش می یابد. در تنش سرما تقسیم سلولی و همچنین درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن کاهش یافت. در اثر همزمان سرما و کمبود نیترات تقسیم سلولی روند کاهشی داشت و درصد تغییرات نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن در روز شانزدهم به طور چشمگیری افزایش یافت. می توان نتیجه گیری نمود که کمبود نیترات و اثر همزمان کمبود نیترات و تنش سرما منجر به بطئی شدن تقسیم سلولی می شود. به نظر می رسد در کمبود نیترات افزایش میزان آلفاکاروتن نسبت به بتاکاروتن به علت استفاده جلبکbardawil d. از این رنگیزه جهت مقابله با رادیکال های آزاد ایجاد شده تحت تأثیرکاهش نیترات باشد. کاهش مشاهده شده در میزان نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن در تنش سرما ، می تواند به علت القا مسیرهای سیگنالینگ سنتز بتاکاروتن در مقابله با دمای پایین باشد. با توجه به نتایج می توان چنین استنباط کرد که بهترین تیمار برای افزایش نسبت آلفاکاروتن به بتاکاروتن تیمار کمبود نیترات در غلظت یک مولار نمک می باشد.

تنش های محیطی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد و نمو در گیاهان می باشند. تنش شوری دارای تاثیرات متفاوتی در گیاهان بوده و کیفیت و تولیدات محصولات گیاهی را کاهش می دهد. در حدود یک سوم زمین های تحت آبیاری در جهان با تنش شوری مواجه هستند. از این رو یافتن ارقامی که بتوانند تنش شوری را در مرحله جوانه زنی و رشد رویشی بیشتر تحمل کنند در افزایش تعداد گیاهچه های سبز شده و عملکرد گیاهان موثر خواهد بود. فتوسنتز یکی از اولین فرایندهایی است که تحت تنش شوری در گیاهان دچار آسیب می شود. اگرچه تنش شوری در گیاهان به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است، اما اطلاعات کمی در مورد جایگاه دقیق تاثیر شوری در دستگاه فتوسنتزی گیاهان وجود دارد. کاهش کارایی فتوسنتز در شرایط تنش شوری به نظر می رسد که در ارتباط با کمپلکس فتوسیستم ii باشد. گیاهان براساس توانایی فتوسیستم ii به تنش شوری پاسخ می دهند. فلورسنس کلروفیل a قسمت کوچکی از انرژی اتلاف شده در دستگاه فتوسنتزی می باشد که نشان داده شده است که در محدوده طیفی 680 تا 740 نانومتر عمدتا به وسیله فتوسیستم ii ساطع می شود. از این رو بررسی کنیتیک فلورسنس کلروفیل a می تواند اطلاعات مفیدی در مورد ساختار و عملکرد دستگاه فتوسنتزی ارائه دهد. در این مطالعه ابتدا اثر شوری در مرحله جوانه زنی و رویشی بر برخی شاخص های مورفولوژیک 9 رقم کلزا مورد بررسی قرار گرفت و بر اساس نتایج آن ارقام مقاوم و حساس به شوری انتخاب گردید. سپس این ارقام در معرض سطوح شوری صفر، 70، 140 و 210 میلی مولار کلریدسدیم قرار گرفته و بعد از یک روز (شوری کوتاه مدت) و 14 روز (شوری بلندمدت) میزان فلورسنس کلرفیل a در برگ گیاهان تحت تیمار اندازه گیری گردید. تاثیرات شوری بر فعالیت قسمت های متفاوت دستگاه فتوسنتزی با استفاده از کنیتیک فلورسنس کلرفیلa و پارامترهای بیوفیزیکی حاصل از ojip-test مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شوری کوتاه مدت تاثیری بر پارامترهای مرتبط با قسمت دهنده الکترون در فتوسیستم ii مثل p2g (میزان پیوستگی و ارتباط کلروفیل های آنتن با همدیگر و مراکز واکنش)،oec activity (میزان فعالیت کمپلکس تجزیه کننده آب)،?po /(1- ?po) (کارایی واکنش های نوری در فتوسیستم ii) و ?po (میزان انرژی به دام افتاده در کلروفیل های آنتن یا واکنش فتوشیمیایی اولیه) ندارد، در حالی که پارامترهای مرتبط با بخش پذیرنده الکترون در فتوسیستم ii به طور مشخصی تحت تاثیر شوری قرار گرفتند. نتایج مربوط به شوری بلندمدت هم نشان داد که برخلاف شوری کوتاه مدت هر دو قسمت دهنده و پذیرنده الکترون در فتوسیستم ii تحت تاثیر شوری قرار گرفت و اکثر پارامترهای مرتبط با فلورسنس کلرفیل a در این دو قسمت با افزایش شوری دچار کاهش معنی دار گردید. نتایج همچنین نشان داد که رقم مقاوم hayola 308 و رقم حساس hayola 401 به وسیله اکثر پارامترهای فلورسنس کلرفیل a به خوبی از هم جدا گردیدند. نتایج این پارامترها نشان داد که شوری دارای تاثیرات بیشتری بر رقم حساس hayola 401 در مقایسه با رقم مقاوم hayola 308 می باشد. براساس نتایج به نظر می رسد که پارامتر (piabs,total) که مراحل عمده ای از فعالیت فتوسیستم ii را در بر می گیرد ] ?po /(1- ?po ) (کارایی واکنش های نوری در فتوسیستم ii)، ?o /(1- ?o ) (کارایی واکنش های بیوشیمیایی در فتوسیستم ii)، ?ro/(1- ?ro ) (کارایی واکنش های انتقال الکترون به سمت فتوسیستم i) و rc/abs (میزان مراکز فعال واکنش نسبت به کل کلروفیل های آنتن)[ می تواند شاخص مناسبی برای مطالعه پاسخ به شوری در گیاهان باشد و به عنوان پارامتری مناسب برای جداسازی ارقام مقاوم به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در مرحله آخر این مطالعه نیز مقادیر برخی پارامترهای فیزیولوژیک همچون پرولین، کربوهیدرات های محلول، سدیم و پتاسیم در ارقام مقاوم و حساس اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که بین این ارقام مقاوم و حساس در مقادیر این پارامترهای فیزیولوژیک تفاوت معنی دار وجود دارد. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد که بررسی فلورسنس کلروفیل a، یک روش سریع و کارا برای مطالعه پاسخ فتوسیستم ii به تنش شوری می باشد و همچنین می تواند برای رتبه بندی مقاومت ارقام کلزا در برابر تنش شوری مورد استفاده قرار گیرد. کلمات کلیدی: کلزا، فلورسنس کلروفیل a، فتوسیستم ii، تنش شوری

گیاهان در شرایط طبیعی به شدت در معرض تنش قرار دارند و ممکن است یک گیاه در یک زمان در معرض بیش از یک تنش زیستی قرار گیرد. سازگاری به تنش های محیطی از جمله شوری، شدت نور بالا و کمبود نیتروژن منجر به تغییراتی در همه سطوح فیزیولوژیکی ارگانیسم زنده از سطح آناتومیکی و مورفولوژیکی تا سطح سلولی، بیوشیمیایی و مولکولی می شود. در سطح بیوشیمیایی، مسیر انتقال الکترون فتوسنتزی به جای انتقال به فتوسیستم i از طریق یک اکسیداز انتهایی به مولکول اکسیژن انتقال یافته و سبب تشکیل مولکول آب در استروما میگردد. این مسیر اصطلاحا تنفس کلروپلاستی نامیده می شود. اجزای اصلی این مسیر شامل یک کمپلکس nad(p)h دهیدروژناز (ndh) و یک اکسیداز انتهایی بنام ptox (plastid terminal oxidase) میباشد. فرایند تنفس کلروپلاستی و اجزای آن بطور گسترده ای در گیاهان عالی مورد مطالعه قرار گرفته است، با اینحال اطلاعات چندانی در مورد نقش این مسیر در شرایط تنش در جلبکها در دست نمی باشد. در این تحقیق با استفاده از پروپیل گالات بعنوان ممانعت کننده ی تنفس کلروپلاستی، نقش این مسیر در شرایط تنشهای شوری، شدت نور بالا و فقر نیتروژن از طریق اندازه گیری فلورسانس کلروفیل مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور، کشتهای جلبکی dunaliella salina حاوی غلظتهای 1، 2 و 3 مولار نمک با غلظتهای 1/0، 5/0، 1، 2 و 4 میلی مولار ممانعت کننده تیمار شده و به مدت 96 ساعت در معرض شدت نور پایین (70 میکرومول فوتون بر متر مربع بر ثانیه) و بالا (400 میکرومول فوتون بر متر مربع بر ثانیه) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تیمار کشتهای جلبکی با غلظتهای تا 2 میلی مولار ممانعت کننده سبب ممانعت از تنفس کلروپلاستی می شود ولی این ممانعت هیچ اثر معنی داری بر روند انتقال الکترون فتوسیستم ii ندارد در حالیکه غلظت 4 میلی مولار این ممانعت کننده سبب بروز اثرات نامطلوبی بر کارایی فتوسیستم ii و سایر فاکتورهای فیزیولوژیکی در کشتهای حاوی 1 و 2 مولار نمک تحت شدت نور پایین میشود. این امر نشان میدهد که غلظت بالای ممانعت کننده به طور مستقیم بر فتوسیستم ii اثر گذاشته و احتمالا سبب القای پدیده ی ممانعت نوری در جلبک dunaliella شده است. به هر حال، این غلظت از ممانعت کننده تحت شدت نور بالا میتواند سبب افزایش کارایی انتقال الکترون و فاکتورهای رشد شود. علاوه بر این، یک ارتباط منطقی بین افزایش شوری محیط رشد جلبک و کاهش اثرات منفی ممانعت کننده بر روند رشد و انتقال الکترون فتوسنتزی مشاهده میشود. همچنین کاهش بیشتر این اثرات منفی در شرایط افزایش شوری همراه با نور شدید مشاهده می گردد. چنین حالتی بیانگر این است که اثرات پروپیل گالات بر کارایی انتقال الکترون فتوسیستم ii و سایر پارامترهای فیزیولوژیکی به کیفیت و کمیت تنش وابسته بوده و نوع پاسخ جلبک به این ممانعت کننده بسته به شرایط محیطی مختلف، متفاوت است. همچنین بررسی ارتباط بین تنفس کلروپلاستی و جریان چرخه ای الکترون تحت شرایط تنش کمبود نیتروژن نشان دهنده ی عدم دخالت ptox در جریان چرخه ای الکترون فتوسنتزی و سازگاری این جلبک با شرایط تنش می باشد. با این حال، ممانعت از کمپلکس ndh سبب توقف انتقال الکترون چرخه ای و فروکش غیر فتوشیمیایی (npq) فلورسانس کلروفیل می شود. بنابراین مسیر چرخه ای الکترون وابسته به کمپلکس ndh در تشکیل شیب پروتونی لازم جهت القای npq دخالت دارد. در نتیجه ptox در ایجاد شیب پروتونی در عرض غشا و به دنبال آن تشکیل npq و سازگاری جلبک به تنش، نقشی ایفا نمی کند. بر خلاف مطالعات پیشین که مسیر تنفس کلروپلاستی را در سازگاری به تنشهای محیطی دخیل می دانند، نتایج بدست آمده از جلبک dunaliella نشان داد که ptox و مسیر تنفس کلروپلاستی در سازگاری سیستم فتوسنتزی این جلبک به شرایط تنش دخالت ندارد. از اینرو به نظر می رسد که اهمیت مسیرهای جایگزین مثل مسیر چرخه ای الکترون و تنفس کلروپلاستی در فتوسنتز و پاسخ به تنش از یک گونه به گونه ی دیگر متفاوت بوده و بیانگر تفاوت مکانیسم های سازگاری به شرایط محیطی در جلبک dunaliella در مقایسه با سایر گونه ها میباشد.

نیتروژن از مهم ترین عناصر پرمصرف برای رشد و نمو گیاهان است که گیاه برای ساختن پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک و بسیاری ترکیبات نیتروژن دار دیگر به آن نیاز دارد. بخش عمده نیتروژن به صورت یون نیترات و آمونیوم از طریق محلول خاک وارد سیستم ریشه ای گیاهان می شود. به طور کلی نیترات از طریق سه سیستم انتقال از عرض غشا پلاسمایی عبور می کند. یکی از سیستم ها، lats (low affinitytransport system) می باشد که تمایل پایینی نسبت به نیترات داشته، در غلظت های بالای نیترات محیط (بیش از 500 میکرومولار) فعالیت می نماید. سیستم دیگر hats (high affinity transport system) می باشد که در غلظت های پایین نیترات در محیط )کمتر از 500 میکرو مولار) عمل نموده و خود شامل دو سیستم ihats (inducible hats) و chats (constitutive hats) می باشد که chats به صورت دائمی فعالیت نموده تمایل بیشتری نسبت به نیترات دارد، ولی ihats توسط غلظت های پایین نیترات القا می شود. تحقیقات جذب نیترات در سطح مولکولی بیانگر آن است که سیستم های lats توسط خانواده ژنی nrt1 و سیستم های hatsبه واسطه خانواده ژنی nrt2 کد می شوند. ژن های خانواده nrt2 دارای اعضای متعددی در گیاهان می باشند که در این میان ژن nrt2.1 نقش بیشتری در جذب غلظت های کم نیترات بیرونی از طریق سیستم ihats ایفا می کند. از طرفی دو سیستم انتقال مجزا برای جذب آمونیوم وجود دارد: یکی سیستم انتقال با تمایل بالا (hats) که در غلظت های محیطی کمتر از 1 میلی مولار آمونیوم فعالیت می کنند و دیگری سیستم جذب با تمایل پایین (lats) که تنها در غلظت-های بالاتر از 1 میلی مولار آمونیوم فعالیت می کنند. در سطح مولکولی خانواده amt1 در سیستم جذب با تمایل بالا (hats) فعالیت می کند و ژن amt1.1 نقش مهمی را در جذب آمونیوم به واسطه hats ایفامی کند. در این تحقیق از گیاه تراریخته تنباکو (nicotiana plumbaginifolia) که قبلا ژن nrt2.1 به همراه ژن nar2 از گیاه آرابیدوپسیس و ژن مارکر مقاومت به کانامایسین به آن منتقل شده بود جهت بررسی نقش بیان ژن nrt2.1 در جذب آمونیوم استفاده گردید. پس از تایید هموزیگوسیتی گیاهان تراریخته تنباکو برای ژن انتقالی از طریق کشت بر روی محیط جامد ms حاوی آنتی بیوتیک کانامایسن، حضور ژن انتقالی از طریق pcr و الکتروفورز مورد تایید قرار گرفت. سپس بذرهای گیاهان ابتدا در شرایط گلدانی کاشته و سپس به محیط هیدروپونیک منتقل و در شرایط مختلف از نظر مقدار آمونیوم (100 و200 میکرومولار برای آزمایشات محدوده hats و 1000 میکرو مولار برای lats) در محیط ریشه، در دو حالت خاموش و روشن بودن ژن ناقل نیترات قرار گرفتند و روند جذب آمونیوم توسط دو گیاه تراریخته و خودرو تنباکو در غلظت های مختلف آمونیوم و در طی 24 ساعت بعد از اضافه شدن آمونیوم به محیط با روش ion depletion مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید که در حالت خاموش بودن ژن ناقل نیترات، جذب آمونیوم در گیاهان تراریخته افزایش معنی داری نسبت به گیاه خودرو نشان می دهد و احتمالا تشدید بیان ژن انتقال یافته atnrt2.1 باعث افزایش جذب آمونیوم در گیاه تراریخته نسبت به گیاه خودرو شده است. در حالیکه در حضور نیترات تفاوت معنی داری در روند جذب آمونیوم بین دو گیاه خودرو و تراریخته مشاهده نشد ولی در حضور نیترات در محیط، دو گیاه تراریخته و خودرو آمونیوم کمتری نسبت به عدم حضور نیترات جذب می کنند که بیانگر اثر مهاری نیترات بر روی جذب آمونیوم می باشد. بررسی تاثیر تشدید بیان ژن انتقال یافته atnrt2.1 بر روی روند و میزان جذب آمونیوم در محدوده سیستم lats نشان داد که تفاوت معنی داری بین گیاه خودرو و تراریخته در جذب نیترات وجود ندارد. در حالت روشن بودن ژن ناقل نیترات، میزان جذب آمونیوم در گیاه خودرو و تراریخته در حضور و عدم حضور نیترات تفاوت معنی داری را نشان نمی دهد ولی در حضور نیترات میزان جذب آمونیوم در هر دو گیاه در مقایسه با عدم حضور نیترات کاهش میابد. از طرفی بررسی میزان جذب نیترات در حالت خاموش بودن ژن ناقل نیترات نشان می دهد که گیاه تراریخته نیترات بیشتری در مقایسه با گیاه خودرو جذب می کند ولی حضور آمونیوم در محیط، جذب نیترات در هر دو گیاه را کاهش می دهد. همچنین بررسی تغییرات شاخص های رشد مانند طول ریشه، طول ساقه و وزن تر کل گیاه نشان می دهد که اختلاف معنی داری بین دو گیاه در روند تغییرات شاخص های رشد وجود ندارد.

dunaliella جلبک سبز تک سـلولی و مقـاوم به شوری می باشد که همواره به عنوان یک مدل در مطالعات فیزیولوژی گیاهی جهت بررسی انواع تنش ها استفاده می شود. این جلبک تحت تنش هایی نظیرشوری و کمبود مواد غذایی، بتاکاروتن تولید می کـند که ازنظر بیوتکنولوژی حائزاهمیت می باشد. سیلیکون دومین عنصرفراوان در سطح پوسته زمین می باشد. عنصر سیلیکون هنوز در میان عناصر ضروری برای گیاهان قرار ندارد ولی نقش سودمند آن در تحریک رشد و نمو و افزایش مقاومت بسیاری از گونه های گیاهی به تنش های مختلف گزارش شده است. جلبک دانالیلا در محدوده ph قلیایی رشد و چرخه زندگی خود را کامل می کند، اما با توجه به اینکه گزارش شده است سیلیکون در ph اسیدی و در محدوده 5/6-6 بیشترین تأثیر را داشته است، لذا در این تحقیق علاوه بر بررسی اثر سیلیکون بر روند رشد و رنگیزه ها اثر ph اسیدی در تأثیر سیلیکون بر پارامترهای ذکر شده در جلبک دانالیلا در دو گونه d. salina و d.bardawil مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل، سیلیکون باعث کاهش روند رشد و تولید بتاکاروتن می-شود. همچنین در ph اسیدی، چون میزان ورود سیلیکون به داخل سلول های این جلبک بیشتر می شود اثرات منفی آن بر روند رشد و تولید بتاکاروتن نیز مشهود تر می باشد. چون سیلیکون قادر به فعال کردن سیستم سنتز بتاکاروتن در این جلبک نشد، لذا اثر سیلیکون بر میزان فعالیت دو آنزیم آنتی اکسیدانی کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در این دو گونه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که به طور کلی تیمار با سیلیکون در گونه d.salina باعث کاهش فعالیت هر دو آنزیم در مقایسه با شاهد می شود. همچنین در d. bardawil تیمار با سیلیکون باعث افرایش فعالیت هر دو آنزیم در مقایسه با شاهد شده است. لذا احتمالا گونه d. bardawil دارای مقاومت کمتری در برابر اثرات مخرب ناشی از جذب سیلیکون می باشد. میزان فتوسنتز پس از تیمار هر دو گونه جلبک با سیلیکون نسبت به نمونه کنترل کاهش یافت. در حالی که اعمال تیمار سیلیکون پس از قرار گیری سلول های جلبک در معرض تنش شوری باعث افزایش فتوسنتز گردید.

دانالیلا جلبک سبز تک سلولی مقاوم به شوری است و یک مدل سیستم مناسب برای مطالعه تنش می باشد. سلول های جنس دانالیلا بدون دیواره سلولی محکم است، اما دارای یک غشا پلاسمایی نازک و انعطاف پذیر می باشد که به تغییرات فشار اسمزی با تغییر سریع در حجم سلول پاسخ می دهد. آکواپورین ها کانال های پروتئینی آبی در غشا پلاسمایی و واکوئل هستند. زمانی که این کانال ها باز شده باعث تسهیل حرکت توده ای مولکول های آب در جهت شیب پتانسیل آب می شوند. بعضی از این آکواپورین ها با ترکیباتی مثل جیوه و نقره مهار می شوند، چنین مهاری به دلیل اتصال جیوه و نقره با قسمت های سیستئینی بوده که نزدیک توالی حفاظت شده موتیف آسپارژین-پرولین-آلانین(npa) قرار گرفته است. این اثر مهاری بوسیله بتا-مرکاپتواتانول برگردانده می شود. در این مطالعه، اثر جیوه و نقره با غلظت های 5، 10، 25، 50، 85 و 130 میکرومولار بر روی دانالیلا سالینا و دانالیلا بارداویل بکار برده شد و نرخ رشد، میزان کلروفیل، فتوسنتز و تنفس اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که بهترین غلظت دو مهارکننده کلرورجیوه و نیترات نقره، بدون اثر منفی بر روی نرخ رشد و متابولیسم جلبک 50 میکرومولار می باشد. به منظور بررسی اولیه وجود آکواپورین در دانالیلا سالینا و دانالیلا بارداویل، 50 میکرومولار از مهارکننده ها به سوسپانسیون جلبکی اضافه شد و شوک هیپراسمزی 5/1 به 5/2 مولار و شوک هیپواسمزی 5/1 به 1 مولار نمک nacl استفاده شد. فعالیت آکواپورین ها بوسیله تغییرات حجم سلول در طی 3 ساعت با استفاده از میکروسکوپ نوری مشاهده شد. نتایج نشان داده که در شاهد، تحت شوک هیپراسمزی سلول ها به دلیل از دست دادن آب به سرعت چروکیده شده و بعد از 2 ساعت به حالت اولیه باز گشته است. تحت شوک هیپواسمزی سلول ها متورم شده و بعد از 2 ساعت به اندازه اولیه برگشته است. با اضافه کردن کلرورجیوه تغییرات حجم سلول در هر دو شوک هیپراسمزی و هیپواسمزی مهار شده، در حالی که نیترات نقره چنین اثر مهاری نداشته است. به منظور حذف اثر مهاری کلرورجیوه زمانی که 10 میلی مولار مرکاپتواتانول اضافه می شود به سوسپانسیون سلول بعد از اضافه کردن کلرورجیوه، تغییرات حجم سلول مشابه با شاهد می باشد. از آنجایی که تغییرات حجم سلول دانالیلا بوسیله کلرورجیوه تحت شوک اسمزی ممانعت شده، و بوسیله مرکاپتواتانول معکوس شده است، می-توان نتیجه گرفت که بسیاری از حرکت آب از طریق غشا سلول دانالیلا توسط آکواپورین ها صورت می گیرد. با توجه به حساسیت این آکواپورین ها به کلرورجیوه لذا به نظر می رسد که قسمت سیستینی نزدیک توالی موتیف آسپارژین-پرولین-آلانین(npa) باشد، بنابراین این آکواپورین ها متعلق به aqp1 در پستانداران و tip و pip در گیاهان می باشند.

فیتوهورمون¬های اکسین و سیتوکینین در کنترل فرایند¬های متعدد و حیاتی از جمله رشد گیاه ، نمو و تنظیم پاسخ به محرک¬های محیطی نقش موثری دارند. مشخص شده است که هر یک از هورمون¬های اکسین و سیتوکینین می¬تواند با تنظیم سطح دیگر بر فرآیند¬هایی همچون اندام¬زایی موثر ¬باشند. هدف از این پژوهش مطالعه مقدماتی تغییرات این دو هورمون در هنگام باززایی، تشکیل کالوس و اثرات احتمالی هورمون¬های محیط کشت روی غلظت¬های داخلی اکسین و سیتوکینین در نو ساقه¬های باززایی شده بود. برای نیل به این هدف، از برگ تنباکو رقم (nicotina rustica l.) به عنوان جداکشت استفاده شد. جداکشت¬ها در محیط ms حاوی 2 میلی گرم در لیتر هورمون bap (بنزیل آمینو پورین) و محیط کشت ms حاوی 1 میلی گرم در لیتر هورمون naa و 0/5 میلی گرم در لیتر هورمونkinetin به ترتیب به عنوان محیط ¬های القای باززایی و تولید کالوس قرار گرفتند. میزان هورمون¬های اکسین و سیتوکینین به ترتیب در ماه اول، دوم و سوم پس از باززایی در نوساقه¬¬ها و کالوس¬های نسل 1 اندازه¬گیری شد. بر مبنای نتایج حاصل از آنالیزهای فوق اندازه¬گیری نسبت¬ اکسین به سیتوکینین در بازه¬ زمانی سه ماه تغییر نسبت¬ اکسین به سیتوکینین را در پی داشت که حاکی از اثرات سریع و ممانعت کننده اکسین در مراحل اولیه رشد بر سنتز و مقدار سیتوکینین است. در حالی که اثرات ممانعت کننده¬ی سیتوکینین روی اکسین کند و احتمالا" از طریق تنظیم و تغییر دیگر فرایند¬های نموی صورت پذیرفته است. همچنین میزان اکسین و سیتوکینین درکالوس¬ پایین¬تر از مقدار آن ¬در گیاه شاهد بود که با توجه به عدم تمایز یافتگی سلول¬های کالوس تنها منبع دسترسی کالوس¬ها به هورمون، همان منابع هورمونی موجود در محیط کشت می¬باشد که در مقایسه با سلول¬های برگ که دارای اندامک و منابع متفاوت سنتز هورمون هستند بسیار کمتر می¬باشد. در این تحقیق همچنین به منظور درک مکانیسم¬های سنتز هورمون¬های اکسین و سیتوکینین از تیمار¬های 0،0/025 و 0/05مولار تریپتوفان و 0، 0/1، 0/2 و 0/4 مولار نیتروژن به عنوان القاء کننده¬های سنتز این دو هورمون استفاده شد. پس از گذشت چهار هفته، وزن تر و خشک بخش هوایی، میزان کلروفیل a، b و کل، میزان کاروتنوئید و میزان پروتئین¬های محلول اندازه¬گیری شد. همچنین به منظور بررسی الگوی پروتئینی گیاهان تحت تیمار، الکتروفورز به روش sds-page صورت گرفت. نتایج حاصل در این زمینه نشان داد که سطوح سیتوکینین به دنبال تیمار نیتروژن افزایش و میزان اکسین با تیمار تریپتوفان کاهش پیدا کرد. شاخص¬های رشد و رنگیزه¬های فتوسنتزی نیز به ترتیب با تیمار نیتروژن و تریپتوفان، افزایش و کاهش پیدا کرد. نیتروژن با القاء سنتز سیتوکینین از آن به عنوان یک عامل پیام رسان، استفاده کرده و بر فرآیند¬هایی همچون فتوسنتز و پروتئین سازی اثر گذاشته است. در عوض با توجه به توانایی سنتز تریپتوفان و محدود بودن غلظت آن در گیاه، احتمالا" تیمار تریپتوفان باعث القاء شدن یک مکانیسم فیدبک منفی در تولید اکسین بخصوص در غلظت 0/05 مولار تریپتوفان شده است.

ایران در کمربند بیابانی جهان قرار دارد و به عنوان منطقه ای خشک و نیمه خشک منظور می¬شود. متوسط بارندگی در کشور در حدود 250 میلی متر است که این میزان یک سوم متوسط بارندگی در جهان می¬باشد. از سوی دیگر از حدود 5/18 میلیون هکتار اراضی کشاورزی، 2/6 میلیون هکتار (5/33 %) به کشت دیم اختصاص دارد. در حدود 2/1 میلیون هکتار از اراضی زیر کشت دیم بارندگی بیش از 400 میلی متر دریافت می¬نمایند. از مجموع حدود 400 میلیارد متر مکعب نزولات جوی سالانه درایران، رقمی در حدود 280 میلیارد متر مکعب آن از طریق تبخیر از سطح آزاد و تعرق گیاهی به هوا بر می ¬گردد و بقیه آن مقدار آبی است که در رودخانه¬ها جاری و در منابع زیر زمینی ذخیره می شوند و در واقع بخش اعظم آب¬های ایران مورد بهره برداری در کشاورزی قرار نمی گیرند. محصول جو دومین محصول استراتژیک کشور می باشد و قسمت عمده ای از زمین های مورد کشت این گیاه در مناطق خشک و نیمه خشک کشور قرار دارد. لذا وقوع تنش خشکی در دوره رشد این گیاه امری اجتناب ناپذیر است. از طرفی دیگر گیاه جو در مناطق خشک که میزان بارندگی آن اندک، غیر قابل پیش بینی و متغیر است و تکافوی تولید محصول رضایت بخش گندم را نمی کند، زراعت می شود و نقش مهمی در تغذیه انسان و دام در این مناطق دارد. خویشاوندان وحشی گیاهان زراعی پتانسیل بالایی از لحاظ تحمل به تنش های زیستی و غیر زیستی دارا هستند. جو وحشی (hordeum vulgares sp.spontaneum l.) والد جو زراعی است و هیبرید آن با جو زراعی زایا است. از دورگ گیری این دو در افزایش تنوع زیستی جو زراعی استفاده می شود. این گونه منبع ژنهای مقاومت در برابر تنش شوری و خشکی در اصلاح جو محسوب می شود. لذا در این پژوهش از یک اکوتیپ از جو وحشی که از میزان تحمل به خشکی مناسبی برخوردار است برای مقایسه با جو زراعی استفاده می گردد. به طور کلی شناخت سازوکارهای فیزیولوژیکی تحمل به خشکی به منظور یافتن راهکارهای هوشمندانه برای حصول عملکرد مناسب در مناطق خشک ضروری به نظر می¬رسد. بدیهی است با کشت گیاهان متحمل و اعمال مدیریت صحیح در منابع (آبی، گیاهی و ...) و کاهش هزینه های تولید گیاهان و در نتیجه افزایش عملکرد، می توان در جهت تأمین نیازهای روزافزون جمعیت رو به رشد جهانی گام برداشت.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از بیماریهای فیزیولوژیکی که در مناطق میوه خیز ایران خصوصا" اصفهان شایع است بیماری کلروز آهن می باشد. علت این بیماری را عدم جذب کافی توسط ریشه گیاه تحت اثر عوامل خارجی و داخلی و یا غیر فعال شدن ان در درون گیاه گزارش نموده اند . در اثر بروز این بیماری، کلروفیل در برگ این درختان سنتز نمی گردد و پهنک برگ ها زرد شده و رگبرگها سبز باقی می ماند . بعلت وجود عوامل موثر در مسیر جذب و استفاده آهن، اضافه کردن نمک های آهن دار و کودهای کلاته آهن به خاک و تغییرات فیزیکوشیمیائی خاک جهت کاهش ph و محلول پاشی درختان نتوانسته اند بطور کامل این بیماری را درمان نمایند. از این رو جهت حذف عوامل موثر بر روی جذب آهن از روش ابتکاری تزریق املاح آهن از طریق قطع شاخه فرعی استفاده گردید. در این روش ، شاخه فرعی متصل به تنه اصلی نزدیک سطح زمین قطع و املاح آهن از طریق رابط پلاستیکی در مجاورت محل قطع شده قرار داده شد. املاح بر اساس فشار منفی آوند چوبی به درون گیاه مکیده و از طریق آنهابه قسمت های فوقانی گیاه منتقل گردید. در این آزمایش برای تعیین بهترین غلظت نمک های سولفات فرو و فریک و مقایسه این دو ملح، جهت درمان کلروز، نمک های سولفات فرو و فریک در غلظت های 1 و 1ˆ0 در میلیون و 1 و 1ˆ0 در هزار تهیه و درسه تکرار به همراه 6 شاهد (اصله درخت) به درختان "به " cydonia oblenga مورد معالجه تزریق گردید. برگ درختان در قبل و یک ماه بعد از تزریق جمع آوری و از نظر میزان کلروفیل و عناصر معدنی تعیین مقدار شد. در طی آزمایش سرعت جذب املاح و میزان سوختگی در برگ ها مورد بررسی قرار گرفت . با تزریق املاح آهن به درختان "به" مورد معالجه غلظت یون آهن و کلروفیل محتوی برگ ها افزایش و بیماری کلروز تا حدودی درمان گردید. بیشترین مقدار تولید کلروفیل در غلظت 1 در هزار بوده ولی به علت ایجاد سوختگی زیاد مناسب نبوده و غلظت 1ˆ0 در هزار مناسب تشخیص داده شد و در هر صورت مقدار کلروفیل در سایر غلظت ها تفاوت معنی داری با شاهد نداشتند. مقدار عناصر پتاسیم، منیزیم، کلسیم، فسفر و منگنز به دنبال تزریق املاح آهن به گیاه کاهش یافت و میزان ت .ثیر غلظت آهن بر روی تغییرات مقدار عناصر در برگ ها در غلظت بالا بیشتر بود . در غلظتهای 1 و 1ˆ0 در هزار ایجاد سرشاخه های سبز مشاهده گردید. در آزمایش بررسی رابطه سرعت جذب املاح با میزان غلظت ، چهار غلظت 5، 1، 1ˆ0 در هزار و 1 در میلیون و آب مقطر به عنوان شاهد در سه تکرار (اصله درخت) به درختان تزریق و غلظت های 1 و 1ˆ0 در هزار، سریعتر از بقیه جذب گردید. در کلیه موارد تفاوت معنی داری بین ملح سولفات فرو و فریک مشاهده نشد.