مطالعه اثر پاکلوبوترازول بر شاخص های مولکولی و فیزیولوژیک گیاه stevia rebaudiana b. تحت تنش خشکی در کشت شیشه

گیاه دارویی stevia rebaudiana bertoni دارای شیرین کننده طبیعی استویول گلیکوزیدها می?باشد و بومی منطقه نیمه مرطوب واقع در مرز پاراگوئه و برزیل است. خشکی یکی از مهمترین تنش?های محیطی است که تولید محصول را در قسمت?های مختلف جهان به خصوص ایران که به عنوان کشور خشک و نیمه?خشک شناسایی شده است، کاهش می?دهد. ماده تنظیم کننده رشد پاکلوبوترازول بازدارنده سنتز هورمون جیبرلین می?باشد و به عنوان مقاوم کننده گیاهان در برابر تنش های محیطی نیز شناخته شده است. استویول گلیکوزیدها و جیبرلین دارای مسیر بیوسنتزی مشترک می?باشند و تیمار پاکلوبوترازول با دخالت در مسیر بیوسنتز اسید جیبرلیک از تولید این هورمون گیاهی ممانعت می کند و احتمالا می?تواند بر استویول گلیکوزیدها نیز تاثیر داشته باشد. با بررسی پاسخ?های گیاه استویا به تنش خشکی در حضور پاکلوبوترازول امکان شناسایی صفات مطلوب و زمینه انتقال ژن?های مفید به گیاه جهت افزایش مقاومت به تنش خشکی فراهم می?شود. در این مطالعه گیاهان stevia rebaudiana در محیط?های کشت ms حاوی غلظت?های 0، 2%، 4% و 6% (وزن حجمی) پلی?اتیلن گلیکول (با وزن مولکولی 6000) و 0، 1، 2 و 4 میلی?گرم بر لیتر پاکلوبوترازول به مدت 2 هفته کشت داده شدند و خصوصیات فیزیولوژیک و مولکولی مختلف در شرایط کشت در شیشه مورد مطالعه قرار گرفتند. گیاهان قادر به رشد در غلظت?های بالای پلی?اتیلن نبودند و میزان رشد آنها شدیداً کاهش پیدا کرد. نتایج نشان داد که پاکلوبوترازول سبب کاهش اثرات زیانبار خشکی بر رشد گیاه شد و گیاهان تیمار شده با پاکلوبوترازول در غلظت?های بالای پلی?اتیلن گلیکول زنده مانده و قادر به رشد بودند. تنش خشکی بر میزان رشد، رنگیزه?های فتوسنتزی، کربوهیدرات?ها، آنتوسیانین?ها و پرولین اثر منفی داشت و بیشترین کاهش در غلظت 6% پلی?اتیلن گلیکول ملاحظه گردید. تیمار پاکلوبوترازول سبب پیشگیری از افت معنی?دار آنتوسیانین?ها و کربوهیدرات?ها شد و تجمع پرولین را افزایش داد که می?تواند در تطابق اسمزی و همچنین حفظ ساختارهای سلولی و آنزیمی نقش داشته و تحمل به تنش خشکی را افزایش دهد. تیمار پاکلوبوترازول به طور معنی?داری از تجمع h2o2 و پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء در تیمار پلی?اتیلن گلیکول در مقایسه با تیمار مشابه بدون پاکلوبوترازول پیشگیری نمود درحالیکه باعث افزایش معنی دار میزان پروتئین?ها در گیاهان تحت تنش شد. نتایج الکتروفورز sds-page نشان داد که میزان بیان یک پروتئین 25 کیلودالتونی در گیاهان تحت تنش توام با پاکلوبوترازول افزایش یافت که این پروتئین نقش مهمی در پاسخ به تنش?های زیستی و غیر زیستی ایفا می?نماید. تنش خشکی در گیاه استویا سبب تحریک آنزیم?های آنتی?اکسیدانت کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز و کاهش فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز شد درحالیکه بر فعالیت سوپراکسید دیسموتاز اثر معنی?داری نداشت. موثرترین آنزیم در جاروب کردن h2o2 در گیاهان استویا آنزیم کاتالاز بود. تیمار پاکلوبوترازول در گیاهان تحت تنش خشکی میزان فعالیت آنزیم?های آنتی اکسیدانت کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز را افزایش داد و به این ترتیب حفاظت آنتی اکسیدانی گیاه استویا را در برابر تنش خشکی افزایش داد. تنش خشکی و تیمار پاکلوبوترازول میزان مخزن آسکوربات را افزایش دادند درحالیکه تغییر معنی?داری در گلوتاتیون کل ملاحظه نگردید. میزان فعالیت آنزیم?های p5cs و pdh درگیر در متابولیسم پرولین در تیمارهای پلی?اتیلن گلیکول تغییری نشان ندادند درحالیکه میزان بیان ژن p5cs در راستای تغییرات محتوی پرولین برگ تغییر نمود. تنش خشکی و تیمار پاکلوبوترازول باعث کاهش استویول گلیکوزیدها از قبیل استویوزید، ریبودیوزید a, b, c, f، دولوکوزید a، استویول بیوزید، روبودیوزید و استویول گلیکوزید کل شدند که این کاهش احتمالا به دلیل کاهش تولید یا افزایش تخریب آنها می?باشد. در تنش خشکی و تیمار پاکلوبوترازول بیان ژن?های ent-ks، ent-kah و ugt74g1 تغییر معنی?داری نشان نداد درحالیکه کاهش معنی?داری در بیان ent-ko، ugt85c2 و ugt76g1 ملاحظه شد. ent-ko یک ژن کلیدی در مسیر بیوسنتز استویول گلیکوزیدها می?باشد که احتمالا کاهش بیان آن در تیمارهای پلی?اتیلن گلیکول و پاکلوبوترازول بر تولید استویول گلیکوزیدها اثر منفی داشت و میزان پیش?ماده برای سنتز قندهای اختصاصی استویا را کاهش داد. نتایج این تحقیق نشان داد که گیاه stevia rebaudiana یک گیاه حساس به تنش خشکی است که در غلظت 6% پلی?اتیلن گلیکول قادر به رشد و بقا نمی?باشد و تیمار پاکلوبوترازول سبب کاهش اثرات مضر تنش خشکی شد و غلظت 2 میلی?گرم بر لیتر پاکلوبوترازول موثرترین غلظت در گیاه استویا بود.