بررسی تأثیر میدان مغناطیسی و آهن بر روی چرخه سلولی، نمو، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و بیان ژنهای فنیل آلانین آمونیالیاز و کاتالاز و اسانس گیاه جعفری (petroselinum crispum)

چکیده در این تحقیق، تأثیر میدان مغناطیسی ایستا (mt 30) و آهن (ppm 21) بطور جداگانه و توأم بر روی رشد، ترکیبات فنلی، فعالیت و بیان ژن کلیدی مسیر بیوسنتز ترکیبات فنلی، یعنی آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز در سلول های کشت تعلیقی گیاه جعفری (petroselinum crispum l.) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی نظیر کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز و آسکوربات پر اکسیداز سنجیده شد. بدین منظور بر اساس منحنی رشد، روز دهم پس از واکشت، زمان مناسب برای اعمال تیمارها انتخاب گردید. میدان مغناطیسی به تنهایی باعث کاهش رشد سلولهای جداکشت جعفری شد، ولی افزایش آهن به تنهایی یا همراه با اعمال میدان مغناطیسی، رشد سلول ها را افزایش داد. افزایش آهن به محیط کشت موجب افزایش جذب آهن توسط سلولها شد. در پاسخ به افزایش آهن به محیط کشت، فعالیت آنزیم کاتالاز کاهش یافت که این امر می تواند ناشی از مهار گروه های سولفیدریل موجود در ساختار آنزیم توسط آهن باشد. تیمار توام میدان مغناطیسی و آهن موجب کاهش فعالیت کاتالاز و افزایش اندکی در فعالیت سوپر اکسید دیسموتاز گردید. این در حالیست که فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز همواره در گروه های تیمار نسبت به گروه شاهد کاهش نشان داد. به نظر می رسد که آسکوربات پراکسیداز در سلولهای جداکشت نقش کمتری در جمع آوری پراکسید هیدروژن دارد. علاوه بر سیستم آنتی اکسیدان آنزیمی ذکر شده، گیاهان دارای سیستم غیر آنزیمی نیز برای گریز از تنش می باشند. در تحقیق حاضر تأثیر میدان مغناطیسی و آهن بطور جداگانه و توأمان، بر مسیر متابولیسمی ترکیبات فنلی نیز مورد بررسی قرار گرفت. در غالب موارد همبستگی آشکاری بین فعالیت آنزیم pal و مقدار ترکیبات فنلی وجود دارد. به نظر می رسد که افزایش ترکیبات فنلی در ساعات اولیه بدلیل افزایش بیان ژن مذکور در همان ساعات اولیه تیمار (قبل از زمان پایان تیمار) باشد. تیمار با میدان مغناطیسی نیز در همان چهار ساعت اولیه موجب افزایش محتوای ترکیبات فنلی می شود. این امر همراه با افزایش فعالیت آنزیم pal و افزایش بیان ژن pal می باشد. بر خلاف تیمار با آهن و میدان مغناطیسی – هر یک به تنهایی- زمانی که این دو تیمار با هم بکار می روند، با افزایش بیان ژن pal در ساعات اولیه، فعالیت آنزیم pal نیز افزایش می یابد تا کاهش ترکیبات فنلی در ساعات اولیه را جبران کند، اما پس از آن هم بیان ژن pal و هم فعالیت آنزیم pal افزایش می یابد که نتیجه آن افزایش فنل های کل سلول می باشد. در پاسخ به افزایش آهن ترکیبات ترپنوئیدی نظیر ژرماکرن (پیش ساز سسکوئی ترپن)، سسکوئی فلاندرن (سسکوئی ترپن) و فیتول استات افزایش یافته، در حالی که میزان فنیل پروپانوئید غالب در گیاه جعفری (میریستیسین)، کاهش می یابد. میدان مغناطیسی موجب افزایش مقدار اسانس شده و همچنین محتوای اسانس غالب، یعنی مریستیسین را به شدت افزایش می دهد. به نظر می رسد، میدان مغناطیسی، مسیر استفاده از پیش سازهای اسانس ها را تغییر می دهد.