مقایسه دو زمان متفاوت نوردهی با طیف‌های مختلف نورهای led در تحمل گیاه arabidopsis thaliana به تنش زخم

در این پژوهش تاثیر چهار نور مختلف led شامل نور led آبی، نور led قرمز، نور led قرمز (70%) + آبی (30%) و نور led سفید در مقایسه با یکدیگر و همچنین نور فلورسنت سفید و همچنین مقایسه دو زمان متفاوت نوردهی بصورت نوردهی همزمان با تنش زخمی شدن (زمان 1) و نوردهی بصورت پیش تیمار و سپس اعمال تنش (زمان 2) در پاسخ گیاه مدل arabidopsis thaliana به تنش زخم مورد بررسی قرار گرفت. در پاسخ به زخم، در گیاهان تیمار شده با نورهایled، به ویژه نور led قرمز + آبی، وزن خشک اندام هوایی و همچنین فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان بالاتر از گیاهان تحت شرایط نور فلورسنت بود. غلظت پراکسید هیدروژن در زمان 1 نوردهی در گیاهان تیمار شده با نورهای led قرمز + آبی و led آبی، و در زمان 2 نوردهی در گیاهان تیمار شده با نور فلورسنت و نور led آبی بیشتر از سایر گیاهان بود. بالاترین میزان mda در هر دو زمان نوردهی در گیاهان تحت شرایط نور فلورسنت و led آبی مشاهده شد. بیشترین میزان ترکیبات فنولیک در برگ‌های زخمی گیاهان تیمار شده با نور led قرمز + آبی و led قرمز اندازه گیری شد. از بین گیاهان تیمار شده با نورهای مختلف led، بیشترین بیان نسبی ژن pal، در زمان 1 نوردهی در گیاهان تیمار شده با نور led قرمز + آبی و در زمان 2 نوردهی در گیاهان تیمار شده با نور آبی و یک هفته پس از ایجاد زخم اندازه‌گیری شد. القای تاخیری ژن‌های مرتبط با بیوسنتز ژاسمونات، شامل aoc و aos، در پاسخ به زخم در تمام محیط‌های نورهای led مشاهده شد، ولی شدت القای این ژن در گیاهان تیمار شده با نور led سفید بیشتر بود. نتایج حاصل از اندازه‌گیری بیان ژن coi1 نیز پیام رسانی بیشتر متیل ژاسمونات را در گیاهان تحت تیمار نور led سفید پیشنهاد می‌کند. با مقایسه استرس اکسیداتیو و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بین گیاهان در زمان 1 و 2 نوردهی، به نظر می‌رسد اگرچه نوردهی همزمان با ایجاد تنش در کاهش اثرات تنش نقش بسزائی دارد، پیش تیمار با نورهای led در کاهش تنش ناشی از زخم موثرتر خواهد بود.

The comparison of two different LED exposure times in wound stress tolerance in Arabidopsis thaliana

In this experiment, we made a comparison between various Light Emitting Diode (LED) lights including red LED (R), blue LED (B), red (70%) + blue (30%) LED (RB), and white LED (W) as well as fluorescent (F) light, in addition to two lightening time (time1 and time2), on Arabidopsis plant rsquo;s response to wounding. In response to wounding, LEDexposed plants, especially RBirradiated plants, maintained significantly higher shoot dry weight and antioxidant enzyme activities compared to those irradiated with fluorescent lights. The concentration of H2O2 was significantly higher under the condition of RB and B lights in time 1, and in B and florescent lights in time 2, compared to the other light environments. The highest amount of MDA was observed in F and B exposed plants in both times 1 and 2 of the experiment. The highest level of phenolic compounds was found in wounded leaves exposed to RB and R lights. Among the LEDirradiated plants, the highest expression level of the PAL gene in response to wounding was detected in RBexposed plants in time 1, and in B exposed plants in time 2 of the experiment, one week after wounding. Lateinduction of JA biosynthesisassociated genes (AOC and AOS) in response to wounding was observed in all LED conditions, with the highest intensity in W lightexposed plants. The results of COI1 relative expression also suggest more JA signaling in W exposed plants in comparison with other light conditions. Collectively, we concluded that LED light conditions provide a better capability for Arabidopsis thaliana to recover from wound stress mainly by increasing the antioxidant capacity and secondary metabolites production. Among LED light conditions, we candidate RB condition as the best environment for Arabidopsis growth and tolerance to wound stress, and we think, through improving antioxidant capacity, pretreatment with LED light can provide a better condition for plants to tolerate wound stress. Different amounts of hydrogen peroxide production in response to wounding between different lightexposed plants suggests the possible signaling role of ROS in lightinduced wound responses.