بررسی مولکولی برخی از ژن های مسیر ایزوفلاونوئیدها ، فعالیت آنزیم های لاکاز و پراکسیداز و تغییرات ساختاری در گیاه یونجه (medicago sativa l. ) تحت تنش سرب

آلودگی فلزات سنگین، به ویژه فلز سرب، در محیط زیست یکی از مهم ترین تنش های محیطی برای گیاهان محسوب شده که موجب کاهش رشد و عملکرد آنها می گردد. ایزوفلاونوئید مدیکارپین یکی از مهم ترین ترکیبات گیاه یونجه است که تجمع و ترشح و افزایش بیان ژن آنزیم های کلیدی مسیر بیوسنتزی آن در پاسخ به تنش های زیستی و غیر زیستی مختلف گزارش شده است. در این تحقیق، بررسی بیان ژن و فعالیت آنزیم های کلیدی مسیر بیوسنتزی مدیکارپین و تجمع این ترکیب تحت تنش سرب بررسی شد. همچنین فعالیت آنزیم های لاکاز و پراکسیداز و نقش اکسیداسیون فلاونوئیدها در تحمل تنش سرب انجام گردید. مطالعات ساختاری نیز به منظور فهم بیشتر چگونگی مقابله با تنش سرب در گیاه یونجه به عنوان یکی دیگر از اهداف این پژوهش انجام شد. بدین منظور گیاهان یونجه (رقم همدانی) در دو مرحله تکوینی( مرحله جوانه زنی و مرحله رویشی ) با غلظت های 120، 240، 500 و 1000 میکرومولار سرب به مدت 10روز در قالب طرح آماری کاملا تصادفی تحت تیمار قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان دهنده کاهش رشد گیاهان یونجه و افزایش میزان جذب سرب در ریشه و اندام هوایی بود. میزان ترکیبات فنول کل، فلاونوئید کل و اورتو دی فنول کل افزایش یافت. تیمار سرب باعث ایجاد تنش اکسیداتیو در گیاه شده و میزان تولید پراکسید هیدروژن، میزان پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی افزایش یافت. نتایج نشان دهنده افزایش فعالیت آنزیم های پراکسیداز، لاکاز و فنیل آلانین آمونیالیاز تحت تیمار سرب در گیاهان یونجه بودند. میزان مدیکارپین در ریشه دانه رست های تحت تیمار کاهش یافت. از سوی دیگر بررسی کمی بیان ژن های pal ، chs وvr نشان داد که تنش سرب در مرحله جوانه زنی بر بیان این ژن ها بی تاثیر بوده است. در مرحله رویشی با افزایش غلظت سرب در محیط رشد گیاهان در حالیکه میزان مدیکارپین داخل ریشه کاهش یافت، میزان خروج مدیکارپین از ریشه ها به محیط رشد افزایش یافت. میزان بیان ژن های pal ، vrوchs در ریشه کاهش یافت اما در اندام هوایی میزان بیان هر سه ژن افزایش یافت. عمده ترین تغییرات ساختاری مشاهده شده در سطح برگ ها شامل کاهش قطر دهانه روزنه و افزایش طول سلول محافظ روزنه و تغییرات موم های سطح برگ بود. در ریشه و ساقه گیاهان تحت تیمار، ذرات سرب به طور عمده در دیواره های سلولی بافت های اپیدرم، پارانشیم پوست و کلانشیم مشاهده شدند. بررسی های تشریحی بر روی بافت های ریشه و ساقه حاکی از افزایش قطر ریشه و دستجات آوند چوب و آبکش و کاهش ضخامت پارانشیم پوست ریشه و افزایش قطر ساقه، اپیدرم، پارانشیم پوست و مغز ساقه بود. به طور کلی می توان گفت که گیاه یونجه به خوبی می تواند غلظت های بالای فلز سرب را تحمل کند و با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق مجموعه ای از سازو کار های تشریحی و فیزیولوژیک را در جهت تحمل بهتر و به حداقل رساندن اثرات سمی فلز سرب به کار می گیرد.