بررسی تغییرات فعالیت آنزیم پراکسیداز در گیاه عدس در خاک آلوده به مواد ارگانیک

در کشورهای نفت خیز، نفت به عنوان یک عامل مهم در آلودگی محیط زیست محسوب می شود. خاک آلوده به نفت از طریق تاثیر روی گیاهان و میکروارگانیسم های داخل خاک می تواند صدمات جبران ناپذیری بر محیط زیست وارد سازد. مسأله آلودگی خاک در اثر نشت مواد نفتی از لحاظ ژئوتکنیکی حائز اهمیت است. نشت این مواد از مخازن باعث ایجاد حجم عظیمی از خاک آلوده می گردد. در اثر فرآیندهای فیزیکی ـ شیمیایی که بین آلاینده و خاک رخ می دهد رفتار ژئوتکنیکی تغییر می کند. در این مطالعه تاثیر حضور نفت در خاک بر فعالیت آنزیم پر اکسیداز ریشه و ساقه گیاه عدس انجام شد، دو گروه کنترل و آلوده را انتخاب کرده و پس از مراحل آماده سازی آنزیم پراکسیداز و اضافه کردن نشانگر گوئیکول و h2o2 مطالعات کینتیکی آنزیم پراکسیداز و فعالیت آنزیم در ph و دماهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به داده های به دست آمده از دستگاه اسپکترو فتومتر و رسم نمودار لینیورـ برک برای تغییرات سرعت در غلظت های مختلف پراکسید هیدروژن برای نمونه های شاهد و آلوده به نفت خام رسم شد و فاکتورهای کینتیکی آن محاسبه شد. نتایج نشان داد که vmax در ساقه آلوده کمتر از ساقه شاهد است در حالی که km در ساقه آلوده بیشتر از ساقه شاهد می باشد. از مقایسه دو حالت ریشه شاهد و آلوده، به این نتیجه می رسیم که vmax و km ریشه آلوده کمتر از ریشه شاهد است از مقایسه فعالیت آنزیم در ریشه و ساقه آلوده مشاهده می شود که فعالیت آنزیم پراکسیداز در ریشه آلوده بیش از ساقه آلوده است و این در حالی است که فعالیت این آنزیم در نمونه کنترل ریشه و ساقه تقریباً یکسان است از نتایج بدست آمده می توان پیشنهاد نمود که در شرایط محیط استرس زا (خاک آلوده به نفت) فعالیت آنزیم پراکسیداز در ریشه و ساقه آلوده نسبت به ریشه و ساقه شاهدکاهش یافته است. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که تمامی نمونه ها دارای حداکثر فعالیت در ph=4 می باشد و در ph=3 و ph=9 آنزیم هیچ گونه فعالیتی را از خود نشان نمی دهد. حداکثر فعالیت آنزیم در ساقه شاهد در دمای30درجه سانتی گراد بود و در ساقه آلوده در دمای 20 درجه سانتی گراد مشاهده شد در حالیکه در ریشه هر دو نمونه شاهد و آلوده حداکثر فعالیت در دمای 20 درجه سانتی گراد مشاهده شد. و در دمای بالاتر از 60 درجه سانتی گراد هیچ گونه فعالیتی از خود نشان نداد. با نگاه کلی به مطالعاتی که در گذشته انجام گرفته مشخص شد که تاکنون مطالعه ای برای بررسی فعالیت آنزیم پراکسیداز گیاه عدس انجام نگرفته است. اما یکسری مطالعات در مورد فعالیت آنزیم پراکسیداز بر روی گیاهان مختلف صورت گرفته که در قسمت زیر به آنها اشاره می شود: ? در مطالعه ای که توسط مهوش هادوی و همکارانش در سال 88 بر روی گیاهچه پسته انجام دادند این نتیجه حاصل شد که در شرایط استرس زا (مثل آلودگی با قارچ آسپرژیلوس) فعالیت آنزیمی پراکسیداز در طی روزهای مختلف رشد افزایش چشم گیری داشته است در حالی که در مطالعه حاضر، فعالیت آنزیم در نمونه های ساقه و ریشه شاهد افزایش یافته و در نمونه های ساقه و ریشه آلوده کاهش یافته است. ? در مطالعه ای که توسط مه لقا قرپانلی و همکارانش در سال 1388 بر روی گیاه نو و اسطوخودوس انجام دادند تحقیق نشان داد که میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در مناطقی با آلودگی هوا نسبت به مناطق پاک افزایش یافته است. در حالیکه نتایج این تحقیق نشان داد که فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه آلوده با نفت نسبت به شاهد کاهش یافته است. ? در مطالعه دیگری که توسط فرودعلی خزائی و همکارانش در سال 89 بر روی میوه سیب رقم زرد جهت بررسی تغییرات میزان آنزیم پراکسیداز پس از مایه زنی با یک باکتری آنتاگونیست pseudomonas fluoreseens و قارچ penicillium expansum انجام شد. مشاهده گردید که میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز و میزان فنل کل در میوه های سیب تیمار شده با باکتری و قارچ در مقایسه با تیمار شاهد افزایش معناداری دارد که می تواند دلیلی بر القای این ترکیبات دفاعی در میوه سیب توسط باکتری pseudomonas fluoreseens باشد.) ? در تحقیقی که توسط لیلا غمساری و همکارانش در سال 2006 بر روی عصاره ساقه پیاز برای فعالیت گوئیکول پراکسیداز انجام شد ماگزیمم فعالیت این آنزیم در ph=7.5 مشاهده شد. فعالیت آنزیم در ph<4 و ph>10 کاملاً از دست می رفت. الگوهای km و vmax در تمامی نمونه های استخراج شده از ساقه پیاز مشابه بودند. در مطالعه ما نیز بیشترین فعالیت آنزیم در ph=4 بود و آنزیم در ph=3 و9 ph=هیچ گونه فعالیتی از خود نشان نداد. ? در مطالعه ای که توسط سپیده معتمد و همکارانش در سال 88 بر روی گیاه سویا برای تخلیص آنزیم پراکسیداز انجام دادند نشان داده شده که آنزیم تا دمای 85 درجه سانتی گراد پایدار است و فعالیت بهینه خود را در دمای 65 درجه سانتی گراد نشان داد. آنزیم در گستره ph از 3 تا 9 پایدار است و ph بهینه آن در 6 است. در مطالعه ما حداکثر فعالیت در دمای 30 درجه سانتی گراد بوده و آنزیم در دمای بالای 60 درجه سیلسیوس هیچ گونه فعالیتی را از خود نشان نمی دهد و بیشترین فعالیت آنزیم در ph=4 می باشد. ? در آزمایشات ستا و همکاران در سال 2000 مشخص شد که فعالیت آنزیم پراکسیداز در میوه های پاپایای انبار شده در دمای 5 درجه سیلسیوس بیشتر از میوه های انبار شده در دمای c°15 است. ? lagramini و همکاران در سال 1990 و samson و همکاران در سال 2001 به طور جداگانه نشان داده اند که آلوده شده گیاه تنباکو توسط ویروس موزائیک تنباکو، باعث القای بیان دو نوع ایزوزیم های آنزیم پراکسیداز در برگ های آلوده و غیرآلوده گیاه می شود. ? macrae وfergusson در سال 1981 طی تحقیقی دریافتند که بر اثر ایجاد تنش، ابتدا آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز فعال می شود که همراه با nadph اکسیداز باعث افزایش h2o2 می گردد. این امر سبب فعال شدن آنزیم هایی چون پراکسیدازها، کاتالاز و اکسیدازهای وابسته به آنها که در امر دفاع دخالت دارند، می گردد. با توجه به نتایج بدست آمده و مشاهده تغییر فعالیت آنزیم در ریشه و ساقه آلوده نسبت به شاهد می توان این طور پیشنهاد نمود که آسیب هایی که در اثر حضور نفت به ریشه و ساقه وارد شده سبب تخریب سلول ها شده بطوریکه زرد شدن برگها و ساقه و تحلیل رفتن ریشه کاملأ مشهود بود. این آسیب ها به همراه کاهش فعالیت پراکسیداز مشاهده شد. در واقع می توان این طور عنوان نمود که با آنکه نفت یک محیط آلوده کننده و استرس زا می باشد و مطالعات گذشته نشان داده که حضور شرایط استرس سبب افزایش فعالیت پراکسیداز می شود ولی در مطالعه حاضر حضور نفت سبب آسیب به ریشه و ساقه شد که به این خاطر فعالیت آنزیم پراکسیداز کاهش نشان داده شده است.