چکیده: (3 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: علف مار با نام علمی Capparis ovata از خانواده Capparidaceae میباشد. این گیاه با نام های دیگری ار جمله کور، لگجی یا هندوانه کوهی نیز شناخته می شود. گیاهی چندساله و خشکیدوست، در مناطق خشک و نیمهخشک خاورمیانه و حوزه مدیترانه بهطور گستردهای پراکنش دارد. این گونه بهدلیل توانایی بالا در سازگاری با شرایط نامساعد محیطی و برخورداری از ترکیبات زیستفعال از جمله گلوکوزینولاتها، از ارزش بومشناختی و دارویی بالایی برخوردار است. این متابولیتهای ثانویه از طریق آنزیمهایی مانند میروزیناز و تیوگلوکوزید گلوکوهیدرولاز (TTG) نقش مهمی در سازوکارهای دفاعی گیاه ایفا میکنند. با وجود توجه روزافزون به این گونه بهعنوان گیاهی دارویی مقاوم به خشکی، اطلاعات اندکی درباره پاسخهای مولکولی آن به تنشهای زیستمحیطی نظیر پرتوهای یونساز وجود دارد.رادون یک گاز رادیواکتیو طبیعی و یکی از منابع اصلی تابش یونیزان محیطی است. در حالیکه، اثرات آن بر سلامت انسان به خوبی مستند شده، تأثیرات آن بر زیستشناسی مولکولی گیاهان تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. میروزیناز و تیوگلوکوزید گلوکوهیدرولاز (TTG)، دو آنزیم کلیدی در گیاه Capparis ovata بوده، و در دفاع گیاه در برابر علفخواران با هیدرولیز گلوکوزینولات نقش دارند. هدف این مطالعه بررسی تأثیر مواجهه با رادون محیطی بر بیان ژنهای میروزیناز و TTG در C. ovata بود.
مواد و روشها: نمونهبرداری مواد گیاهی از ارتفاعات روستای کوجنق واقع در هیجده کیلومتری شمال غربی شهرستان مشگینشهر با موقعیت جغرافیایی ۳۸° ۲۹' ۱۷.۷" شمالی و ۴۷° ۳۰' ۱۵.۱" شرقی انجام شد. کلیه محاسبات مربوط به موقعیت جغرافیایی با استفاده از دستگاه مکانیاب ماهوارهای گارمین (مدل اورگون 650) صورت پذیرفت. برای دسترسی کامل به اطلاعات آلودگی تابشی منطقه مورد مطالعه، نقشه تشعشعات رادونی نقطه به نقطه در 10 نقطه با استفاده از دستگاه تابشسنج Victoreen 451 (Fluke Biomedical Company, USA) طی دو سال متمادی تهیه شد. این اندازهگیریها مشتمل بر نقاط هم ارتفاع در دو کوه مجاور هم (کوه دارای نقاط حاوی مواد رادیواکیتو A و فاقد مواد رادیواکتیو B) بود. نمونههای C. ovata از مناطقی با ارتفاعات و سطوح مختلف رادون محیطی جمعآوری شدند. RNA کل از بافت برگ استخراج و cDNA ژنهای میروزیناز و TTG برای آنالیز بیان (qRT-PCR) سنتز شد. سطح بیان ژنها نسبت به ژن اکتین نرمالسازی شد. سطوح بیان نسبی ژن با استفاده از روش 2−ΔCt و با استفاده از ژن اکتین به عنوان کنترل داخلی محاسبه شد. تحلیل آماری با نرمافزار 10 GraphPad Prism (شرکت GraphPad Software، آمریکا) انجام شد. تفاوتهای بیان ژن بین نمونههای در معرض رادون و کنترل با آزمون t مستقل ارزیابی شد و سطح معناداری در سطح احتمال (P<0/05) در نظر گرفته شد.
یافتهها: بررسی تغییرات بیان ژن میروزیناز (Myrosinase) در گیاه Capparis ovata در مواجهه با سطوح مختلف گاز رادون نشان داد که بیشترین میزان افزایش بیان ژن در بازه ارتفاعی A910–920 متر با میانگین شدت تشعشع 8/0 میلی¬سیورت مشاهده گردید، بهطوریکه بیان ژن به بیش از ۷ برابر نمونههای ناحیه غیر رادیواکتیو (شاهد) رسید. در ارتفاعات A930–940 متر با میانگین شدت تشعشع 8/1 میلیسیورت نیز افزایش حدود ۴ برابر نسبت به شاهد مشاهده شد. اما در سایر ارتفاعات بیان ژن در حد پایینتری قرار داشت. این یافتهها نشاندهنده یک پاسخ غیرخطی و ارتفاعمحور در بیان ژن میروزیناز میتواند باشد. بهطوریکه، سطح بهینه تحریک در ارتفاعات میانی (۹۱۰–۹۲۰ متر) رخ داده است. الگوی بیان ژن TGG نیز تحت تأثیر بازههای مختلف ارتفاعی تغییراتی مشابه نشان داد. بیشترین میزان بیان ژن TGGنیز در ارتفاع A910–920 متر ثبت شد (حدود ۴ برابر تیمار شاهد). در این بازه، خطای استاندارد نیز نسبتاً بالا بود که نشاندهنده تغییرپذیری پاسخ بین نمونهها میباشد. در ارتفاع A880–900 متر نیز افزایش معناداری نسبت به شاهد مشاهده شد (حدود 5/2 برابر). در حالیکه، در ارتفاعات پایینتر (A830–860) و بالاتر (A950–1000) میزان بیان بهترتیب حدود 1/5 و 1/8 برابر بود. کمترین بیان ژن نیز مانند ژن میروزیناز، در ارتفاع A880–900 مشاهده شد. هر دو ژن مورد بررسیMyro و TGG در شرایط مواجهه با سطوح مختلف رادون، الگوی مشابهی از افزایش بیان را در ارتفاعات میانی، بهویژه در بازه ۹۱۰–۹۲۰ متر با میانگین شدت تشعشع 8/0 میلیسیورت نشان دادند.
نتیجهگیری کلی: یافتهها نشان میدهد که رادون محیطی به عنوان یک تنش قوی عمل نموده و واکنشهای دفاعی مولکولی را در C. ovata برانگیخته است و همچنین قرار گرفتن طولانیمدت گیاهان چندساله در معرض تابشهای رادیواکتیو میتواند با ایجاد جهشهای ژنتیکی، ساختار و عملکرد آنزیمهای مسیرهای بیوسنتز متابولیتهای ثانویه را تغییر داده و نوعی واکنش محافظتی در برابر آسیب رادیکالهای آزاد ایجاد کند که ناشی از تحریک مسیرهای دفاعی گیاه در این بازه خاص از مواجهه با گاز رادون باشد. ژنهای Myro و TGG نقش کلیدی در مسیرهای دفاعی ثانویه و سمزدایی دارند، و افزایش بیان آنها میتواند بیانگر فعالیت شدیدتر سامانههای مقابله با تنش اکسیداتیو در شرایط خاص محیطی باشد. همچنین، تفاوت بین پاسخ ژنی در بازههای ارتفاعی مختلف میتواند به تفاوت در غلظت واقعی گاز رادون، شرایط زیستمحیطی، میزان جذب و حساسیت بافتهای گیاه وابسته باشد. این مطالعه اولین شواهد را ارائه میدهد که مواجهه با رادون محیطی باعث افزایش بیان ژنهای اصلی مرتبط با دفاع در C. ovata میشود که پیامدهایی برای سازگاری گیاه، تعاملات بومشناختی و کیفیت محصولات گیاهی در مناطق آلوده به رادون دارد. در نتیجه، آلایندههای رادیواکتیو محیطی بر لزوم تحقیقات بیشتر درباره مکانیزمهای مولکولی واکنش گیاهان تأکید میکند.
مقدمه و هدف: علف مار با نام علمی Capparis ovata از خانواده Capparidaceae میباشد. این گیاه با نام های دیگری ار جمله کور، لگجی یا هندوانه کوهی نیز شناخته می شود. گیاهی چندساله و خشکیدوست، در مناطق خشک و نیمهخشک خاورمیانه و حوزه مدیترانه بهطور گستردهای پراکنش دارد. این گونه بهدلیل توانایی بالا در سازگاری با شرایط نامساعد محیطی و برخورداری از ترکیبات زیستفعال از جمله گلوکوزینولاتها، از ارزش بومشناختی و دارویی بالایی برخوردار است. این متابولیتهای ثانویه از طریق آنزیمهایی مانند میروزیناز و تیوگلوکوزید گلوکوهیدرولاز (TTG) نقش مهمی در سازوکارهای دفاعی گیاه ایفا میکنند. با وجود توجه روزافزون به این گونه بهعنوان گیاهی دارویی مقاوم به خشکی، اطلاعات اندکی درباره پاسخهای مولکولی آن به تنشهای زیستمحیطی نظیر پرتوهای یونساز وجود دارد.رادون یک گاز رادیواکتیو طبیعی و یکی از منابع اصلی تابش یونیزان محیطی است. در حالیکه، اثرات آن بر سلامت انسان به خوبی مستند شده، تأثیرات آن بر زیستشناسی مولکولی گیاهان تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. میروزیناز و تیوگلوکوزید گلوکوهیدرولاز (TTG)، دو آنزیم کلیدی در گیاه Capparis ovata بوده، و در دفاع گیاه در برابر علفخواران با هیدرولیز گلوکوزینولات نقش دارند. هدف این مطالعه بررسی تأثیر مواجهه با رادون محیطی بر بیان ژنهای میروزیناز و TTG در C. ovata بود.
مواد و روشها: نمونهبرداری مواد گیاهی از ارتفاعات روستای کوجنق واقع در هیجده کیلومتری شمال غربی شهرستان مشگینشهر با موقعیت جغرافیایی ۳۸° ۲۹' ۱۷.۷" شمالی و ۴۷° ۳۰' ۱۵.۱" شرقی انجام شد. کلیه محاسبات مربوط به موقعیت جغرافیایی با استفاده از دستگاه مکانیاب ماهوارهای گارمین (مدل اورگون 650) صورت پذیرفت. برای دسترسی کامل به اطلاعات آلودگی تابشی منطقه مورد مطالعه، نقشه تشعشعات رادونی نقطه به نقطه در 10 نقطه با استفاده از دستگاه تابشسنج Victoreen 451 (Fluke Biomedical Company, USA) طی دو سال متمادی تهیه شد. این اندازهگیریها مشتمل بر نقاط هم ارتفاع در دو کوه مجاور هم (کوه دارای نقاط حاوی مواد رادیواکیتو A و فاقد مواد رادیواکتیو B) بود. نمونههای C. ovata از مناطقی با ارتفاعات و سطوح مختلف رادون محیطی جمعآوری شدند. RNA کل از بافت برگ استخراج و cDNA ژنهای میروزیناز و TTG برای آنالیز بیان (qRT-PCR) سنتز شد. سطح بیان ژنها نسبت به ژن اکتین نرمالسازی شد. سطوح بیان نسبی ژن با استفاده از روش 2−ΔCt و با استفاده از ژن اکتین به عنوان کنترل داخلی محاسبه شد. تحلیل آماری با نرمافزار 10 GraphPad Prism (شرکت GraphPad Software، آمریکا) انجام شد. تفاوتهای بیان ژن بین نمونههای در معرض رادون و کنترل با آزمون t مستقل ارزیابی شد و سطح معناداری در سطح احتمال (P<0/05) در نظر گرفته شد.
یافتهها: بررسی تغییرات بیان ژن میروزیناز (Myrosinase) در گیاه Capparis ovata در مواجهه با سطوح مختلف گاز رادون نشان داد که بیشترین میزان افزایش بیان ژن در بازه ارتفاعی A910–920 متر با میانگین شدت تشعشع 8/0 میلی¬سیورت مشاهده گردید، بهطوریکه بیان ژن به بیش از ۷ برابر نمونههای ناحیه غیر رادیواکتیو (شاهد) رسید. در ارتفاعات A930–940 متر با میانگین شدت تشعشع 8/1 میلیسیورت نیز افزایش حدود ۴ برابر نسبت به شاهد مشاهده شد. اما در سایر ارتفاعات بیان ژن در حد پایینتری قرار داشت. این یافتهها نشاندهنده یک پاسخ غیرخطی و ارتفاعمحور در بیان ژن میروزیناز میتواند باشد. بهطوریکه، سطح بهینه تحریک در ارتفاعات میانی (۹۱۰–۹۲۰ متر) رخ داده است. الگوی بیان ژن TGG نیز تحت تأثیر بازههای مختلف ارتفاعی تغییراتی مشابه نشان داد. بیشترین میزان بیان ژن TGGنیز در ارتفاع A910–920 متر ثبت شد (حدود ۴ برابر تیمار شاهد). در این بازه، خطای استاندارد نیز نسبتاً بالا بود که نشاندهنده تغییرپذیری پاسخ بین نمونهها میباشد. در ارتفاع A880–900 متر نیز افزایش معناداری نسبت به شاهد مشاهده شد (حدود 5/2 برابر). در حالیکه، در ارتفاعات پایینتر (A830–860) و بالاتر (A950–1000) میزان بیان بهترتیب حدود 1/5 و 1/8 برابر بود. کمترین بیان ژن نیز مانند ژن میروزیناز، در ارتفاع A880–900 مشاهده شد. هر دو ژن مورد بررسیMyro و TGG در شرایط مواجهه با سطوح مختلف رادون، الگوی مشابهی از افزایش بیان را در ارتفاعات میانی، بهویژه در بازه ۹۱۰–۹۲۰ متر با میانگین شدت تشعشع 8/0 میلیسیورت نشان دادند.
نتیجهگیری کلی: یافتهها نشان میدهد که رادون محیطی به عنوان یک تنش قوی عمل نموده و واکنشهای دفاعی مولکولی را در C. ovata برانگیخته است و همچنین قرار گرفتن طولانیمدت گیاهان چندساله در معرض تابشهای رادیواکتیو میتواند با ایجاد جهشهای ژنتیکی، ساختار و عملکرد آنزیمهای مسیرهای بیوسنتز متابولیتهای ثانویه را تغییر داده و نوعی واکنش محافظتی در برابر آسیب رادیکالهای آزاد ایجاد کند که ناشی از تحریک مسیرهای دفاعی گیاه در این بازه خاص از مواجهه با گاز رادون باشد. ژنهای Myro و TGG نقش کلیدی در مسیرهای دفاعی ثانویه و سمزدایی دارند، و افزایش بیان آنها میتواند بیانگر فعالیت شدیدتر سامانههای مقابله با تنش اکسیداتیو در شرایط خاص محیطی باشد. همچنین، تفاوت بین پاسخ ژنی در بازههای ارتفاعی مختلف میتواند به تفاوت در غلظت واقعی گاز رادون، شرایط زیستمحیطی، میزان جذب و حساسیت بافتهای گیاه وابسته باشد. این مطالعه اولین شواهد را ارائه میدهد که مواجهه با رادون محیطی باعث افزایش بیان ژنهای اصلی مرتبط با دفاع در C. ovata میشود که پیامدهایی برای سازگاری گیاه، تعاملات بومشناختی و کیفیت محصولات گیاهی در مناطق آلوده به رادون دارد. در نتیجه، آلایندههای رادیواکتیو محیطی بر لزوم تحقیقات بیشتر درباره مکانیزمهای مولکولی واکنش گیاهان تأکید میکند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |