چکیده گیاهی ریزومدار و علفی متعلق به خانواده زنجبیل است که به طور وسیعی در (curcuma longa l.) زردچوبه مناطق گرمسیر دنیا کشت میشود. این گیاه به طور سنتی در صنایع غذایی، پزشکی و آرایشی کاربرد داشته و ریزومهای آن حاوی ترکیبات با ارزش فنولی نظیر کورکومینوئیدها بوده که حائز ویژگیهای آنتیاکسیدانی، ضدمیکروبی، ضدسرطان و دیگر ویگیهای پزشکی و دارویی میباشند. خشکی یکی از تنشهای مهم در کشور ایران به شمار رفته که میتواند تولید محصول را به شدت کاهش دهد. لذا اهمیت و ارزش گیاه زردچوبه از نظر پزشکی و دارویی و فقدان اطلاعات کافی پیرامون این گیاه و نیز عدم کشت زردچوبه در کشور ایران از یک سو و شرایط آب و هوای خشک ایران از سوی دیگر، ما و pal) را بر آن داشت تا رشد رویشی و میزان فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی(کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز) و دفاعی را جهت کسب اطلاعات در مورد مقاومت این گیاه نسبت به خشکی بررسی نماییم. به این منظور، ریزومهای (tal زردچوبه از دانشگاه مالایا، مالزی تهیه و پس از ضد عقونی شدن با محلول ?% قارچ کش بنومیل، در اطاق کشت و در شرایط ???? لوکس) کشت گردیدند. سپس ریزوم های یکنواخت دارای - ?? و شدت نور ???? ± ?،رطوبت نسبی ?? ± کنترل شده (دمای ?? جوانه به محیط کشت هیدروپونیک حاوی محلول هوگلند منتفل و پس از استقرار گیاه، با افزودن پلی اتیلن گلایکول ???? ? بار به عنوان تیمار تنش خشکی در طرح کاملاً تصادفی و در ? تکرار اعمال گردیدند. ،-?،-?،- پتانسیل های آبی ? نتایج حاکی از آنست که تنش خشکی به طور معنیداری فعالیت آنزیمها در اجزای مختلف گیاه را تحتتأثیر قرار میدهد، به گونهای که با کاهش پتانسیل آب، ابتدا فعالیت آنزیمهای کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز افزایش یافته و سپس رو به و میزان tal و pal کاهش میگذارد. این در حالیست که کاهش پتانسیل آب سبب افزایش فعالیت آنزیمهای کورکومین ریزوم نسبت به شاهد میگردد. این نتایج نشان میدهد که گیاه با جاروب نمودن گونههای فعال اکسیژن توسط آنزیمها و ترکیبات دفاعی سعی در کاهش آسیبهای اکسیداتیو ناشی از تنش دارد. فعالیت آنتیاکسیدانی ترکیبات فنولی از جمله کوکومین را میتوان ناشی از گرایش شدید آنها برای کلات نمودن فلزات دانست. فنولیکها به واسطه داشتن گروههای کربوکسیل و هیدروکسیل قادر به اتصال به آهن و مس بوده و میتوانند با غیرفعال نمودن آهن، واکنش است را مهار نمایند. ros فنتون را که منبع مهم تولیدکننده به طور کلی در این تحقیق، شاهد هردو تغییرات افزایشی و کاهشی در رشد گیاه، تولید متابولیتهایثانویه و میزان فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی بودیم.

گیاهان عالی برای رشد و متابولیسم به اکسیژن نیاز دارند، لذا اکسیژن کافی منطقه ی ریزوسفر برای سلامت سیستم ریشه و حداکثر رشد گیاه ضروری است. منطقه ی ریزوسفر به طور متداول به دلایلی از جمله غرقابی خاک، تراکم خاک، آبیاری زیاد یا زهکشی ضعیف در معرض هیپوکسی موقت قرار می گیرد. تنش هیپوکسی با ایجاد تنش اکسیداتیو به عنوان یک عامل محدود کننده ی رشد و محصول در سرتاسر جهان به ویژه مناطق پر باران، مورد توجه می باشد. مطالعات متعدد روی میزان اکسیژن محلول های غذایی و ریزوسفر گیاه نشان می دهد که هوادهی ناکافی تاثیر سوء زیادی بر روی رشد، نمو و بقاء گیاه دارد. آفتابگردان یکی از مهمترین گیاهان زراعی روغنی در جهان است و دارای حدود 50-40 درصد روغن با کیفیت مطلوب می باشد و حدود یک سوم از سطح زیر کشت دانه های روغنی در ایران را به خود اختصاص داده است. با توجه به این که استان های گلستان و مازندران بیشترین سطح زیر کشت این گیاه را داشته و این استان ها جزء مناطق پر باران بوده و عدم یکنواختی در میزان و مقدار بارندگی در این مناطق باعث غرقابی موقت می گردد، لذا با انجام این تحقیق سعی گردید اثر هیپوکسی کوتاه مدت روی پایداری غشاء سلول های ریشه و برگ این گیاه و مقایسه ارقام مقاوم تر نسبت به شرایط هیپوکسی مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور، بذر چهار رقم گیاه آفتابگردان (لاکومکا، رکورد، پروگرس و هایسان33) از مرکز تحقیقات دانه های روغنی اصفهان تهیه گردید، بذرها پس از ضدعفونی به جهت جوانه زنی به مدت 3 روز در تاریکی در شرایط مرطوب قرار گرفتند. پس از ظهور جوانه ، بذور به گلدان های حاوی پرلیت منتقل و به مدت 4 روز در اتاق کشت در شرایط کنترل شده نگهداری شدند. پس از این مدت گیاهچه های 6 روزه به محیط هیدروپونیک حاوی محلول غذایی تمام قدرت هوگلند انتقال داده شدند. پس از اتمام مرحله ی کاشت، تمامی ظرف های محیط هیدروپونیک به مدت 10 روز به صورت یکسان توسط پمپ هوا، هوادهی گردیدند. سپس تیمار هیپوکسی به گیاهچه های 17 روزه از طریق تزریق گاز ازت 9/99% به محیط کشت، به مدت 4 روز اعمال گردید. در این مدت از گیاهان شاهد و تحت تنش روزانه نمونه برداشت می شد. جهت اثر بازیابی بخشی از گیاهان پس از 2 و 4 روز تنش مجددا توسط پمپ هوا، هوادهی گردیدند. زمان بازیابی به مدت 4 روز ادامه یافت. 2 و 4 روز پس از شروع بازیابی علاوه بر دوره ی تنش، نمونه برداشت شد. این آزمایش به صورت طرح فاکتوریال کامل تصادفی با 3 تکرار انجام گرفت. پارامترهای مختلف از جمله وزن تر و خشک، مالون دآلدهید (mda)، نشت الکترولیت، جریان پروتون و پروتئین کل برگ و ریشه در همه ی نمونه های برداشت شده مورد سنجش قرار گرفت. پس از اعمال تنش هیپوکسی، وزن خشک ریشه و بخش هوایی چهار رقم کاهش معناداری را نشان داد. لیکن پاسخ ارقام مختلف آفتابگردان نسبت به تنش هیپوکسی اختلاف معناداری را داشت. به طوری که میزان کاهش وزن خشک ریشه در ارقام لاکومکا و پروگرس کم و یکنواخت (حدود 18%) و در ارقام رکورد و هایسان 33 زیاد و غیر یکنواخت بود (به ترتیب 4/49 و 1/36 درصد) و در بخش هوایی حداکثر کاهش را در روز سوم مشاهده نمودیم به طوری که بیشترین و کمترین کاهش وزن خشک بخش هوایی به ترتیب در رقم هایسان 33 (5/24%) و لاکومکا (7/9%) قابل بیان است. هر دو دوره ی بازیابی (بازیابی پس از دو و چهار روز تنش) منجر به کاهش معنادار وزن خشک ریشه و بخش هوایی گردید و با افزایش روز های بازیابی میزان کاهش، افزایش می یابد همچنین میزان کاهش طی دوره ی بازیابی بیشتر از دوره ی تنش هیپوکسی بود. طبق نتایج به دست آمده طی بازیابی پس از دو روز تنش در ریشه و بخش هوایی بیشترین میزان کاهش در رقم رکورد و کمترین کاهش در ارقام لاکومکا و پروگرس قابل بیان است. پس از تنش هیپوکسی شاهد افزایش معنادار تولید mda در ریشه و برگ چهار رقم آفتابگردان بودیم. در ریشه بیشترین میزان mda در اوایل تنش واقع گردید، به طوری که بیشترین و کمترین افزایش به ترتیب در رقم رکورد (6/170%) و لاکومکا (3/42%) قابل بیان است. در برگ، با افزایش روزهای تنش میزان mda در ارقام لاکومکا و پروگرس نسبت به شاهد افزایش می یابد لیکن در ارقام رکورد و هایسان33 این میزان کاهش می یابد و بیشترین و کمترین افزایش نسبت به شاهد به ترتیب در رقم لاکومکا (1/151%) و هایسان33 (6/9%) قابل بیان است. طی دوره ی بازیابی میزان mda ریشه و برگ چهار رقم آفتابگردان با افزایش روزهای بازیابی کاهش می یابد و به میزان شاهد نزدیک می گردد. سرعت این روند در برگ و ریشه و میان ارقام متفاوت است. تنش هیپوکسی منجر به افزایش معنادار میزان نشت الکترولیت (el) ریشه و برگ چهار رقم گردید. به طور کلی با افزایش روزهای تنش میزان نشت الکترولیت ریشه و برگ با وجود بیشتر بودن از مقدار گیاهان کنترل، کاهش می یابد. بیشترین میزان نشت الکترولیت ریشه در اوایل تنش مشاهده شد و بیشترین و کمترین افزایش نشت الکترولیت ، در ریشه به ترتیب در رقم پروگرس (7/11%) و لاکومکا (7%) و در برگ به ترتیب در رقم هایسان33 (5/14%) پروگرس (4/11%) قابل ذکر می باشد. طی بازیابی نشت الکترولیت ریشه و برگ با افزایش روزهای بازیابی به طور معناداری کاهش می یابد و به میزان شاهد نزدیک می گردد. با اعمال تنش میزان جریان پروتون ریشه نسبت به شاهد افزایش یافته، و به طور کلی حداکثر افزایش، سه روز پس از تنش ملاحظه گردید. بیشترین و کمترین افزایش نشت پروتون ریشه نسبت به شاهد به ترتیب در رقم لاکومکا (5/68 %) و رکورد (2/6 %) قابل ذکر است. بازیابی پس از دو روز تنش تغییر معناداری در میزان نشت پروتون ریشه در مقایسه با میزان شاهد نداشت، در حالی که بازیابی پس از چهار روز تنش منجر به کاهش جریان پروتون و نزدیک شدن به میزان شاهد گردید. تنش هیپوکسی منجر به افزایش میزان پروتئین ریشه و برگ گردید، در ریشه بیشترین و کمترین افزایش پروتئین به ترتیب در ارقام لاکومکا (5/129%) و رکورد (5/74%) و در برگ بیشترین و کمترین افزایش میزان پروتئین نسبت به شاهد به ترتیب در در ارقام رکورد (492%) و لاکومکا (34%) قابل بیان است. پاسخ ارقام در بازیابی متفاوت از یکدیگر بود. به طور کلی، هوادهی مجدد در برگ منجر به کاهش میزان پروتئین و نزدیک شدن به مقادیر شاهد گردید. از مشاهدات این پژوهش می توان بیان نمود که آسیب غشاء پلاسمایی منجر به کاهش وزن خشک ریشه و بخش هوایی در چهار رقم آفتابگردان گردیده است، به طوری که نشانه های آسیب غشاء پلاسمایی از جمله افزایش میزان مالون دآلدهید، افزایش نشت الکترولیت و افزایش جریان پروتون قابل مشاهده می باشد. همچنین افزایش در میزان پروتئین ریشه و برگ نسبت به شاهد را می توان به بالارفتن آنزیم های آنتی اکسیدانت نسبت داد. به طور کلی در مقایسه ی پاسخ های متفاوت چهار رقم نسبت به تنش هیپوکسی، می توان بیان نمود که ارقام لاکومکا و پروگرس تحمل بیشتری را نسبت به ارقام رکورد و هایسان33 از خود نشان دادند.

گیاهان عالی برای رشد و متابولیسم به اکسیژن نیاز دارند، لذا وجود اکسیژن کافی در منطقه ی ریزوسفر برای سلامت سیستم ریشه و حداکثر رشد گیاه ضروری است. منطقه ی ریزوسفر به طور متداول به دلایلی از جمله غرقابی خاک، تراکم خاک، آبیاری زیاد یا زهکشی ضعیف در معرض هیپوکسی موقت قرار می گیرد. بیش از یک سوم مناطق تحت کشت آبی در دنیا تحت تأثیر شرایط غرقابی قرار دارند و لذا اثرات مخرب تنش هیپوکسی به صورت پراکنده برای همه گیاهان در همه مناطق قابل مشاهده است. عمده کشورهای تولید کننده نخود در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند و حدود 90 درصد از محصول نخود جهان در شرایط دیم تولید می شود. در ایران نیز به عنوان یکی از مهم ترین کشورهای تولیدکننده نخود، عمده کشت این محصول به صورت دیم انجام می گیرد. در شرایط دیم تنش غرقابی (هیپوکسی) در اوایل رشد و تنش خشکی در انتهای رشد از تنش های عمومی گیاهان یک ساله قلمداد می شود. بنابراین در برخی سال ها به دلیل توزیع نامناسب بارندگی، احتمال وجود تنش غرقابی کوتاه مدت برای نخود خصوصاً در مراحل اولیه رشد در ایران وجود دارد. لذا این تحقیق برنامه ریزی شد تا اثر هیپوکسی کوتاه مدت روی تغییرات مورفولوژیکی ریشه و میزان تغییرات پرولین و کربوهیدرات های گیاه نخود در ریشه و قسمت هوایی در شرایط هیپوکسی و بازیابی مورد بررسی قرار گیرد.با استفاده از نتایج این بررسی می توان ارقامی که تحمل و مقاومت بیشتری به شرایط غرقابی (هیپوکسی) در اوایل دوره رشد دارند را عنوان نمود و در ضمن به برخی از علت ها و مکانیزم های کمکی اشاره نمود. برای انجام این تحقیق، بذر چهار رقم گیاه نخود (ilc482، آرمان، گریت و آزاد) از مرکز تحقیقات دیم ایران تهیه گردید، سپس بذرها پس از ضدعفونی شدن به جهت جوانه زنی به مدت سه روز در تاریکی و در شرایط مرطوب قرار گرفتند. پس از ظهور جوانه ، بذور به گلدان های حاوی پرلیت منتقل و به مدت هفت روز در اتاق کشت در شرایط کنترل شده نگهداری شدند. پس از این مدت گیاهچه ها به محیط هیدروپونیک حاوی محلول غذایی هوگلند انتقال داده شدند. پس از اتمام مرحله ی کاشت، تمامی ظرف های محیط هیدروپونیک توسط پمپ هوا به مدت ده روز به صورت یکسان هوادهی گردیدند. سپس تیمار هیپوکسی به گیاهچه های هیجده روزه از طریق تزریق گاز ازت 9/99% به محیط کشت، به مدت دو و یا چهار روز حسب طرح آماری اعمال گردید. در این مدت از گیاهان شاهد و تحت تنش به صورت روزانه نمونه برداشت شد. جهت بررسی اثر بازیابی پس از تنش، بخشی از گیاهانی که قبلا تحت تنش دو و چهار روزه بودند مجدداً توسط پمپ هوا به مدت یک و سه روز هوادهی گردیدند. این آزمایش به صورت آزمون فاکتوریل، طرح کامل تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. پارامترهای مختلف از جمله تغییرات آناتومیکی ریشه، میزان وزن تر و خشک، پرولین، کربوهیدرات های محلول و احیاء ریشه و بخش هوایی در همه ی نمونه های برداشت شده مورد سنجش قرار گرفت. برش گیری از نمونه های گیاهی به جهت بررسی تغییرات آناتومیکی ریشه به صورت دستی و از 3-1 سانتی متری نزدیک طوقه انجام گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که پس از اعمال تنش هیپوکسی، وزن خشک ریشه و بخش هوایی چهار رقم نخود در مقایسه با گیاهان شاهد کاهش معناداری را نشان داد. در مقابل، میزان پرولین در پایان زمان تنش دو و چهار روزه در ریشه و بخش هوایی افزایش یافت که میزان این افزایش در تنش هیپوکسی چهار روزه به مراتب بیشتر از تنش دو روزه بود. در ضمن میزان کربوهیدرات های محلول و احیاء در شرایط تنش به طور معنی داری نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت. علاوه براین، مطالعه آناتومیکی ریشه گیاهان شاهد و گیاهان تیمار شده با تنش هیپوکسی نشان داد که تنش هیپوکسی باعث ایجاد تغییرات آناتومیکی در ریشه گیاهان رشد یافته در شرایط هیپوکسی می شود. گیاهان شاهد، دارای سلول های سالم و کروی شکل، فضاهای بین سلولی و دیواره های سلولی کاملاً مشخص و سالم هستند. در حالی که گیاهانی که تحت هیپوکسی قرار داشتند دارای سلول های بی نظم با دیواره در حال از هم گسیختن، فضاهای بین سلولی نسبتاً بزرگ و دیواره سلولی به شدت نازک شده که در مواردی نیز تخریب شده بود مشاهده شد. این حالت بیانگر شکل گیری آئرانشیم بوده که در رقم گریت در مقایسه با سایر ارقام مشخص تر بود. همچنین تنش هیپوکسی باعث کاهش ضخامت نوار کاسپاری لایه آندودرم شد که میزان کاهش در تنش چهار روزه بیشتر بود. در بازیابی یک روزه پس از تنش هیپوکسی اثرات تنش ادامه داشت، به طوری که بازیابی یک روزه نتوانست از کاهش وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی، افزایش میزان پرولین، کربوهیدرات های محلول و احیاء، شکل گیری آئرانشیم و کاهش ضخامت نوار کاسپاری جلوگیری کند. در مقابل، بازیابی سه روزه تا حدودی توانست اثرات تنش هیپوکسی را بهبود دهد و باعث افزایش وزن ترو خشک ریشه و بخش هوایی، کاهش میزان پرولین، کربوهیدرات های محلول و احیاء، بهبود وضعیت سلول های کورتکس و افزایش ضخامت نوار کاسپاری در مقایسه با دوره هیپوکسی و دوره بازیابی یک روزه شد. با توجه به این مشاهدات می توان نتیجه گرفت که تنش غرقابی سبب کاهش وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی و افزایش میزان پرولین، میزان کربوهیدرات های محلول و احیاء، از یک طرف و از طرف دیگر سبب تغییر نظم و تخریب سلول های کورتکس و کاهش ضخامت نوار کاسپاری می شود که این وقایع در ارقام مختلف نخود متفاوت است. در بین چهار رقم نخود مورد ارزیابی می توان عنوان نمود که رقم آرمان نسبت به هیپوکسی حساس تر و رقم گریت مقاوم تر است.

قابلیت دسترسی به آهن یک محدودیت بزرگ برای تولید محصولات به شمار می رود. تنش آهن توسط فاکتورهای بیرونی وابسته به جذب، انتقال و یا مکانیزم های متابولیسمی مانند ph بالا و غلظت بالای در محلول خاک ایجاد می شود. اخیرا گزارش شده است که no می تواند تأثیرات کمبود آهن را کمتر کرده و قابلیت دسترسی به آهن در داخل سلول به وسیله متعادل کردن حالت احیا را افزایش دهد. بنابراین در این تحقیق دو آزمایش در رابطه با بررسی تأثیر نانوکود کلاته آهن (یک کلات کننده جدید آهن) و سدیم نیتروپروساید (snp به عنوان یک دهنده no) روی کمبود مستقیم و کمبود غیرمستقیم آهن (وابسته به وجود در محلول غذایی) در بادرنجبویه انجام شد. در آزمایش اول تأثیر نانوکود کلاته آهن در مقایسه با fe-edta برای کاهش کمبود مستقیم یا غیرمستقیم آهن بررسی شد. هر دو نوع کمبود آهن باعث ایجاد کلروز در برگ های بادرنجبویه و در نتیجه کاهش رشد گیاه، رنگیزه های فتوسنتزی، fv/fm و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و افزایش پراکسیداسیون لیپید و مقادیر در برگ ها شدند. تیمار با نانوکود کلاته آهن یا fe-edta دوباره سبز شدن برگ ها و بهبود همه عوارض ناشی از کمبود آهن در طول 15 روز را به دنبال داشت. به صورت قابل توجهی، عوارض کمبود آهن توسط نانوکود کلاته آهن نسبت به fe-edta بهبود یافت. مقدار آهن در گیاهان تیمار شده با نانوکود کلاته آهن نسبت به گیاهان تیمار شده با fe-edta بیشتر بود. در آزمایش دوم تأثیر snp (0، 50، 100 میکرومولار) روی کمبود آهن مستقیم و غیرمستقیم بررسی شد. نتایج نشان داد که غلظت 100 میکرومولار snp عوارض ناشی از کمبود آهن را به حالت اولیه بازگرداند. snp در محیط طبیعی مقدار no و کلروفیل را بالا برد، رشد در وزن تر و خشک را تحریک کرد و فعالیت آنزیم های آنتی-اکسیدانی را افزایش داد. این نتایج تأیید می کند که نانوکود کلاته آهن یک کود آهن توصیه شده برای بادرنجبویه است و no نقش مهمی را در تغذیه آهن بازی می کند.