بررسی خصوصیات بیوشیمیایی پروتئین ها و برخی از خواص فیزیولوژیک مقاومت سن گندم

سن معمولی گندم ‏‎(eurygaster integriceps put.)‎‏ آفت درجه اول و کلیدی گندم بوده بطوریکه امروزه بعنوان مهمترین مسئله گیاهپزشکی ایران محسوب می شود. این سن حشره ای است یک نسلی و در اکثر نقاط کشور از اسفند تا اواسط اردیبهشت از اماکن در ارتفاعات به مزارع ریزش می کنند. در مزارع، حشرات مادر و پوره های سنین مختلف و سنهای کامل نسل جدید حدودا دو ماه فعال می باشند. حشرات نسل جدید بعد ازدو هفته تغذیه به اماکن تابستانگذران و زمستانگذران مهاجرت کرده و حدودا 9 ماه از سال را در اماکن بسر می برند. در دوره طغیانی، غذا به عنوان عامل اساسی و عوامل اقلیمی و مخصوصا درجه حرارت، در درجه دوم اهمیت قرار می گیرند. در سالهایی که سن ها، تغذیه اندک دارند، سرما بعنوان عامل مهمی در ایجاد تلفات به حساب می آید، بطوریکه تا بیش از 60% تلفات به سن های زمستانگذران وارد می نماید. لذا با توجه به اینکه سن گندم مدت زیادی از دوره زندگی را در اماکن زمستانی به سر می برد، و نیز با توجه به فعالیت خیلیکم طی این مدت، ضروری است مقاومت حشره به سرما از نظر فیزیولوژیک بررسی و عوامل ایجاد مقاومت روشن گردد. برای مطالعه استراتژی مقاومت به سرما، نقطه انجماد سن گندم در سه مرحله، حشرات کامل نسل جدید جمع آوری شده از مزرعه (تیرماه)، ارتفاعات آتشگاه واقع در شمال کرج (مرداد تا اسفندماه) و سنهای مادر در اوایل بهار (مزرعه) اندازه گرفته شد. میانگین نقطه انجماد سن گندم در ماههای مختلف در سال 1377 بطور محسوسی پائین تر از حداقل دمای محیط بوده است، یعنی بدن حشره طی این مدت بصورت سرد شده در برابر سرما مقاومت نموده است. برعکس در سال 1378 طی ماههای زمستان نقطه انجماد بطور قابل توجهی بالاتر از حداقل دمای محیط بدست آمد که نشان دهنده این است که بدن حشره یخ زده و بصورت یخ زده زمستان را سپری نموده است. لذا سن گندم احتمالا از استراتژی دوگانه برای مقاومت در برابر سرما استفاده می نماید. همچنین اثر فاکتورهای ارتفاع، جنسیت، وزن و اندازه حشره بر نقطه انجماد اندازه گیری شد که هیچیک اثر معنی داری نداشتند، ولی نقطه انجماد حشرات خشک و مرطوب تفاوت معنی داری را نشان داد. پروتئین ها از ترکیبات اساسی ایجاد مقاومت به سرما می باشد. محلولهای حاوی پروتئین ضد یخ بدون تغییر د رنقطه ذوب، نقطه یخ زدگی را در روشی که وابسته به غلظت نیست، پائین می برند. این ترکیبات با کاهش نقطه یخ زدگی، افزایش ظرفیت سرد شدن و نیز مهار کریستاله شدن مجدد ‏‎(recrystallization)‎‏ حشرات را از سرما حفظ می کنند. در این مطالعه یک پروتئین با فعالیت ضد یخی از حشره کامل سن معمولی گندم ‏‎(e.integriceps)‎‏ جمع آوری شده از ارتفاعات آتشگاه طی زمستان (باحداقل دمای ‏‎-13c‎‏) استخراج و با نمونه های تابستان مقایسه گردد. پروتئین ضد یخ با استفاده از اتانل 50% از سن گندم جداسازی و با استفاده از روشهای کروماتوگرافی تعویض یونی ‏‎deae‎‏ و ژل فیلتراسیون ‏‎g-100‎‏ تخلیص گردید. نوع و درجه خلوص پروتئین با استفاده از روش الکتروفورز روی ژل ‏‎sds‎‏ تعیین شد. پروتئین استخراج شده دارای وزن ملکولی حدود ‏‎19kda‎‏ بوده و اسید آمینه انتهائی آن آلانین تعیین گردید. خاصیت ضد یخی با غلظت ‏‎4/4c, 50mg/ml‎‏ تخمین زده شد. ‏‎pi‎‏ پروتئین ضدیخ سن گندم در محدوده 5-5/5 قرار گرفت. این پروتئین در نمونه های تابستان تشخیص داده نشد. لذا با توجه به نقش پروتئین های ضدیخ در حشرات و استراتژی مورد استفاده بوسیله سن گندم برای مقاومت به سرما، احتمالا این ترکیب نقش حیاتی در زنده ماندن حشره در اماکن زمستانگذران دارد.