تاثیر ارتفاع بر تغییرات روزانه ظرفیت آنتی اکسیدانی و مهار نوری موقتی در گیاه marrubium vulgare

پژوهشهای زیادی به ظرفیت آنتیاکسیدانی گیاهان دارویی پرداختهاند ولی اطلاعات کمی درباره نوسان روزانه ظرفیت آنتیاکسیدانی و واکنشهای فتوشیمیایی در این گیاهان وجود دارد. از اینرو، در این تحقیق، تغییرات روزانه در مقدار فنلیک اسیدها، عملکرد فتوسیستم ii و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی گیاه فراسیون (marrubium vulgare l.) در ارتفاع 1100 و 2200 متری در شرایط طبیعی مورد مطالعه قرار گرفت. برداشت برگ گیاهان در ساعات مختلف روز انجام گرفت و نمونههای برگی بلافاصله به نیتروژن مایع منتقل گردیدند. گیاهان در ارتفاع بالاتر نسبت به گیاهان ارتفاع پایینتر دارای مقادیر بیشتری ترکیبات فنلی و کاروتنوئید بودند و بیشترین فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز را بروز دادند. نتایج، افزایش معنیدار مقدار مطلق فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی را با افزایش ارتفاع نشان داد. برگهای گیاهان ارتفاع بالاتر، کاهش موقتی مقدار بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم ii (مهار نوری دینامیک) را به عنوان یکی از سازوکارهای حفاظت نوری در ساعات بعدازظهر بروز دادند که با افزایش معنیدار ضریب فروکش غیرفتوشیمیایی (kn) در این برگها همراه بود. جالب آنکه فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی، انباشت مقدار پراکسید هیدروژن و میزان درصد مهار رادیکالهای آزاد دی فنیل پیکریل هیدرازین برگهای گیاهان ارتفاع بالاتر یک نوسان روزانه را نشان دادند. نتایج ما نشان دادند که در ساعاتی از روز که شدت تابش نور خورشید بیشتر است، مهار نوری دینامیک مهمترین سازوکار حفاظت نوری گیاهان فراسیون ساکن ارتفاع بالا محسوب می شود.

Effects of altitudinal gradient on daily rhythm of antioxidant capacity and dynamic photoinhibition in Marrubium vulgare

Several studies have been conducted focusing on antioxidant capacity of medicinal plants; however information is lacking on the daily rhythm of antioxidant capacity as well as photochemical reactions in medicinal plants under natural conditions. Thus, in this study, changes in phenolic acids, PSII functioning and antioxidant enzymes activities in response to low (1,100 m) and high (2,200 m) elevation sites in Marrubium vulgare L. were investigated. Plants were harvested and analyzed in a temporal manner; and for the latter analysis, leaf samples were frozen immediately in liquid N2 and stored in it until assay. Highaltitude plants exhibited higher phenolics and carotenoids than that in lowaltitude plants, which was associated with higher phenylalanine ammonialyase (PAL) activity. Results indicated that the absolute amounts of antioxidant enzymes activities were considerably greater in highaltitude plants than lowaltitude plants. Highaltitude plants showed the rapidly reversible inhibition of PSII reaction centers (dynamic photoinhibition) associated with an increase in nonphotochemical rate constant (kN), which was important photoprotection mechanism under highmountain conditions. Surprisingly, the activities of antioxidative enzymes, the accumulation of hydrogen peroxide (H2O2), the free radical scavenging activities using DPPH radicalscavenging in the leaves of highaltitude plants showed diurnal rhythm during the course of day. Finally, we found that the ability of dynamic photoinhibition was an important photoprotection process during periods of high solar radiation in the highaltitude Marrubium vulgare plants.