Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed ali mohammad MirmohammadyMaibody,Amirhossein Khoshgoftarmanesh,Hossein Shariatmadari
سیدعلی محمد میرمحمدی میبدی (استاد مشاور) امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما) حسین شریعتمداری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Faezeh Shahsavari
فائزه شهسواری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Symplasmic and Apoplasmic Uptake of Zinc and Activity of Cell Membrane H+ATPase Pump in Different Wheat Cultivars as Affected by Histidine
Zinc (Zn) is an essential micronutrient that plays major roles in several physiological and biochemical processes of plants. Zinc deficiency results in impairment of cellular processes and thus reduces the growth and development of plants. Deficiency of this nutrient is common in soils under wheat cultivation, particularly in calcareous soils of Iran. Development and use of Zn-deficiency tolerant cultivars is one of the most effective and sustainable ways to solve Zn deficiency in wheat grain and human. Different factors affecting absorption of zinc by roots and translocation of this element to shoots may contribute to crop tolerance to Zn-deficiency conditions. Large differences among Zn-deficiency tolerant and sensitive wheat genotypes have been reported in exudation of organic acids i.e., amino acids from the roots. Amino acids are suggested to form stable complexes with metals and affect uptake and translocation of metals from roots to shoots. This study aimed to investigate the effects of histidine on apoplastic and symplastic uptake of Zn, H + -ATPase activity and pH of rhizosphere of five wheat genotypes differing in Zn-deficiency tolerance. The research was set up in two studies. In the first study, wheat cultivars were grown in nutrient solution for four weeks and then were transferred to treatment solutions consisted of two concentrations of histidine (0 and 50 µM) and two concentrations of Zn (0 and 10 M). Solutions with no histidine and no Zn were also included as control. Differences among cultivars were observed in apoplastic and symplastic Zn uptake and rhizosphere pH in the presence of histidine, but these differences were not related to Zn-deficiency tolerance of cultivars. Based on the results, the effect of histidine on symplastic and apoplastic root Zn was depended on the wheat cultivar. In the second study, Falat and Kavir wheat cultivars were selected to investigate the role of H + -ATPase activity in the plants Zn deficiency in the presence and absence of histidine. The wheat cultivars after planting were transferred to an uptake solution. The root cells plasma membrane (PM) was then isolated and the hydrolytic activity of PM H + -ATPase was determined based on the protein content of the isolated microsomes. Activity of PM H + -ATPase and H + pumping in Flat cultivar was higher than Kavir cultivar. According to the results obtained from the present study, differences in activity of ATPase proton pump can partly explain differential Zn-efficiency of wheat cultivars. Keywords : Zn efficiency, Amino acid, Histidine, wheat, H + -ATPase
روی یکی از عناصر کم‌مصرف ضروری است که نقش زیادی در فیزیولوژی و بیوشیمی گیاهان عالی دارد. کمبود روی سبب اختلال در فرایند های سلولی و در نتیجه کاهش شدید رشد و نمو گیاهان می شود. کمبود این عنصر در خاک های تحت کشت گندم به ویژه خاک های آهکی ایران گسترش دارد. با توجه به نقش مهم روی در سلامت انسان ها، با رفع کمبود این عنصر در غلات از جمله گندم می توان تا حد زیادی از کمبود روی در انسان ها جلوگیری کرد. یکی از راه های مؤثر و پایدار برای برطرف کردن کمبود عناصر کم‌مصرف از جمله روی در تولید غلات، توسعه و استفاده از ارقام کارا و متحمل به کمبود می باشد. عوامل مختلفی از جمله جذب از ریشه و انتقال به اندام هوایی در روی کارایی نقش دارند. آمینواسیدها به دلیل نقش مهمی که در افزایش پویایی و کلات کردن فلزات از جمله روی و در نتیجه افزایش جذب و انتقال از ریشه به شاخساره دارند توجه ویژه ای را به خود معطوف کرده اند؛ گرچه پاسخ ارقام با روی کارایی متفاوت به این ترکیبات به خوبی مشخص نشده است. این پژوهش با هدف مقایسه ی ارقام مختلف گندم از نظر جذب سیمپلاستی و آپوپلاستی و پ- هاش ریزوسفر، فعالیت پمپ پروتونی ATPase و ارتباط آن با روی کارایی در حضور و عدم حضور آمینواسید هیستیدین انجام شد. برای رسیدن به این اهداف دو مطالعه انجام شد. در مطالعه ی اول چهار رقم گندم نان (( Triticum aestivum شاملفلات، کویر، بک کراس روشن و پیشتاز و یک رقم گندم دوروم ( Triticum durum ) یاواروس در محلول غذایی رشد کرده و پس از چهار هفته به محلول جذب شامل دو سطح روی (0 و 10 میکرومولار سولفات روی) و دو سطح آمینواسید هیستیدین (0 و 50 میکرومولار) منتقل شدند. تیمار بدون روی و بدون هیستیدین به‌عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. جذب سیمپلاستی و آپوپلاستی و پ- هاش ریزوسفر اندازه گیری شد. در بین ارقام تفاوت در جذب سیمپلاستی و آپوپلاستی و پ- هاش ریزوسفر در حضور هیستیدین مشاهده شد، اما این تفاوت با روی کارایی ارتباط نداشت. با توجه به نتایج به دست آمده تاثیر هیستیدین بر جذب سیمپلاستی و آپوپلاستی بستگی زیادی به رقم گندم دارد. در مطالعه ی دوم، ارقام گندم فلات و کویر به‌منظور بررسی نقش پمپ پروتونی ATPase در ایجاد تفاوت در روی کارایی در حضور هیستیدین انتخاب شدند. این ارقام پس از کشت و قرارگیری در محلول جذب برداشت شدند. غشای پلاسمایی ریشه جدا شد و بر اساس مقدار پروتئین غشا، فعالیت پمپ پروتونی ATPase اندازه گیری شد. فعالیت پمپ پروتونی ATPase در رقم روی کارای فلات در مقایسه با رقم روی ناکارای کویر در همه ی تیمارها بیشتر بود. آمینو اسید هیستیدین سبب افزایش فعالیت پمپ پروتونی ATPase غشای پلاسمایی و ترشح پروتون در هر دو رقم گندم شد. می توان گفت دست کم یکی از دلایل تفاوت روی-کارایی ارقام گندم مربوط به فعالیت پمپ پروتونی ATPase می باشد. هرچند مکانیسم و علت وجود این تفاوت باید مورد بررسی قرار گیرد. کلمات کلیدی : هیستیدین، روی کارایی، جذب سیمپلاستی و آپوپلاستی گندم، پمپ پروتونی ATPase

ارتقاء امنیت وب با وف بومی