دانشکده علوم
پایان نامه کارشناسی ارشد
در رشتهی زیست‌شناسی-علوم گیاهی
اثر بسترهای مختلف کاشت برپاسخ های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی
Borzicactus aurantiacus
به کوشش:
مصطفی سعادتی
استاد راهنما:
دکتر ساسان محسن زاده
شهریور 1393

به نام خدا
اظهارنامه
اینجانب مصطفی سعادتی دانشجوی رشته زیست شناسی گیاهی گرایش فیزیولوژی دانشکده علوم اظهار میکنم که این پایان نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهایی که از منابع دیگران استفاده کردهام، نشانی دقیق و مشخصات کامل آن را نوشتهام. همچنین اظهار میدارم که تحقیق و موضوع پایان نامهام تکراری نیست و تعهد مینمایم که بدون مجوز دانشگاه دستاوردهای آن را منتشر ننموده و یا در اختیار غیر قرار ندهم. کلیه حقوق این اثر مطابق با آیین نامه مالکیت فکری و معنوی متعلق به دانشگاه شیراز است.

نام و نام خانوادگی: مصطفی سعادتی
تاریخ و امضاء:
به نام خدا
اثر بسترهای مختلف کاشت برپاسخ های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی
Borzicactus aurantiacus
به کوشش
مصطفی سعادتی
پایان نامه
ارائه شده به تحصیلات تکمیلی به عنوان بخشی
از فعالیت های لازم برای اخذ درجه کارشناسی ارشد
در رشتهی:
زیست شناسی گیاهی- فیزیولوژی
از دانشگاه شیراز
شیراز
جمهوری اسلامی ایران
ارزیابی شده توسط کمیته پایان نامه با درجه: عالی
دکتر ساسان محسن زاده، دانشیار بخش زیست شناسی(استادراهنما)…………………………………………
دکتر علی مرادشاهی، دانشیار بخش زیست شناسی(استاد مشاور)……………………………………………….
پروین حسن زاده، استاد یار بخش زیست شناسی(استاد مشاور)………………………………………………….
دکتر هما رجایی، دانشیار بخش زیست شناسی(داور متخصص داخلی)……………………………………….
شهریور 1393
تقدیم به:
پدر بزرگوارم
کوشید تا بیاسایم، رنج کشید تا بیارامم،
صبر و بردباریش تکیه گاهم،
وجود و ایمانش افتخارم،
تداوم سایهاش آرزویم.
مادر مهربانم
گوهر یگانه دریای خلقت، مظهر الطاف خدا و جلوهگه عشق و صفا،
آن اُسوه صداقت آن یگانه سرچشمه جوشان محبت، مونسی که دعای
خیرش بدرقه راه و توشه تلاشم بوده است.
خواهران و برادران عزیزم
امید و شادی بخش زندگیم
و همه عزیزانی که دوستشان دارم
و درقلب کوچکم جای دارند.
سپاسگزاري
منت خداي را عزوجل كه طاعتش موجب قربت است و به شكر اندرش مزيد نعمت، هر نفسي كه فرو ميرود ممد حيات است و چون برآيد مفرح ذات. پس در هر نفسي دو نعمت است و بر هر نعمت شكري واجب.
مراتب امتنان و سپاس بيكران خود را به حضور استاد ارجمندم جناب آقاي دكتر محسن زاده، كه اين پژوهش مرهون راهنماييهاي ارزشمند علمي و همراهي صميمانه ايشان است، تقديم مي دارم.
صميمانه ترين مراتب قدرداني خود را به محضر اساتيد بزرگوارم جناب آقاي دكتر مرادشاهی، سركار خانم حسن زاده و سركار خانم دكتر رجايي به پاس رهنمود هاي سازنده شان، تقديم ميدارم.
همچنين از ساير اساتيد، جناب آقاي دكتر خسروي، سركار خانم اسلام زاده و دکتر حمیدرضا کربلاییحیدری سپاسگزاري مي كنم.
ازپدرو مادر گراميم، خواهران و برادران خوبم كه همواره مشوق، هميار و همراه من بودند كمال تشكر و تقدير را دارم.
از تمامي دوستان عزيزم كه در طي تحقيق مرا ياري كرده اند خانم ها زمانی(دانشجوی دکتری)، باجولی، زارع و ولی فرد، آقايان دکترکریمی، گودرزی و…كمال تشكر دارم.
در پايان ازكاركنان بخش زيست شناسي سركار خانم بجلي،سركار خانم سروقد ، آقاي جمالي و… سپاسگزارم.
چکیده
اثر بسترهای مختلف کاشت برپاسخ های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی
Borzicactus aurantiacus
به کوشش
مصطفی سعادتی
در پژوهش حاضر اثر بسترهای مختلف کاشت برپاسخ های فیزیولوژیکی(رشد اندام هوایی و زمینی)، بیوشیمیایی (فعالیت آنتی اکسیدان، میزان ترکیبات فنلی، پرولین و قند) و اثرات ضدباکتری Borzicactus aurantiacus مورد بررسی قرار گرفت. کل نمونههای برزیکاکتوس که در بسترهای متفاوت کشت شده بودند با آب شسته، سپس خشک شدند و جهت آنالیزهای فیزیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفت. نمونه گیاهان مورد آزمایش پس از شستشو، حذف گل و لای و قسمت‌های زائد در دمای اتاق به دور از نور مستقیم خورشید خشک گردیدند سپس از نظر پتانسیل آنتی اکسیدانی، میزان ترکیبات فنلی مورد بررسی قرار گرفتند. پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از DPPH(1,1-diPHeny1-2-picryl-hydrazyl)، میزان ترکیبات فنلی توسط Folin-Ciocalteu بررسی شدند. بیشترین طول ساقه مربوط به بسترکشت D و بیشترین وزن تر در بستر کشت C مشاهده شد. وزن خشک ساقه و وزن اشباع ساقه اثر معنی داری در سطح احتمال %5/0 مشاهده نشد. بیشترین تعداد ریشه در بستر کشت H، بیشترین وزن اشباع ریشه مربوط به بستر کشت E، بیشترین طول ریشه، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه در بستر کشت F مشاهده شد. بالاترین پتانسیل آنتی اکسیدانی و بالاترین میزان ترکیبات فنلی در بستر کشت G مشاهده شد. یک ارتباط بین پتانسیل آنتی اکسیدانی با میزان ترکیبات فنلی گیاهان مورد مطالعه مشاهده شد. با توجه به پتانسیل آنتی اکسیدانی برزی کاکتوس می توان در صنعت تغذیه، داروسازی مورد استفاده قرار گیرند. بیشترین مقدار پرولین در بستر کشت C و بیشترین مقدار قند محلول در بستر کشت H بود که اختلاف معنی داری با بقیه بستر های کشت داشت. بیشترین میزان کلروفیل، بیشترین میزان کارتنوئید بیشترین میزان آنتوسیانین در بسترکشت E بدست آمد. عصاره هیدرو الکلی گرفته شده از اندام هوایی بیشترین اثر مهار کنندگی را بر روی Pseudomonas aeruginosa و E.coli گذاشته است. بهترین بسترکشت برای کاشت برزیکاکتوس بستر کشت Cو D توصیه می شود.
کلمات کلیدی: Borzicactus aurantiacus، بسترکشت، پتانسیل آنتیاکسیدانی، ترکیبات فنلی، خاصیت ضدباکتریایی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1-برزی کاکتوس2
1-2-رده بندی برزی کاکتوس2
1-3-خصوصيات گياهشناسي و اكولوژيكي3
1-4- اهمیت ویژه پیوندزدن در کاکتوسها4
1-5-موارد استفاده از گیاه کاکتوس4
1-6-خاک و عناصر غذايی مورد نياز5
1-6-1-خاک5
1-6-2-ویژگی های فیزیکی6
1-6-3-ویژگیهای شیمیایی8
1-6-3-1-اسیدیته محیط8
1-6-3-2-نمکهای محلول10
1-6-3-3-عناصر غذایی10
1-7-اجزای تشکیل دهنده بسترکشت11
1-7-1- زغال11
1-7-2-پیت ماس(peat mass)11
1-7-3- پرلیت12
1-7-4-کوکوپیت (الیاف نارگیل)13
1-7-6-ماسه14
1-7-7-ورمی کمپوست15
1-7-8-رس16
1-7-9-خاک برگ17
1-8-بررسی فعالیت های زیستی18
1-8-1-گونه هاي فعال اکسیژن(ROS) 18
1-8-1-1-تنش اکسیداتیو در گیاهان و عوامل ایجاد کننده آن19
1-8-1-2-سیستم هاي آنتی اکسیدانی آنزیمی20
عنوان صفحه
1-8-1-3-سیستم هاي آنتی اکسیدان غیر آنزیمی در گیاهان20
1-8-2-ترکیبات فنلی22
1-9-برخی از جنبه هاي کاربردي آنتی اکسیدان هاي گیاهی22
مروری بر پژوهشهای پیشین25
2-1-مطالعات انجام شده در زمینه اثر بستر کشت بر رشد اندام زمینی واندام هوایی26
2-2-مطالعات انجام شده در زمینه اثر بستر کشت بر میزان ترکیبات بیوشیمیایی گیاهان27
2-3-مطالعات انجام شده در زمینه کار میکروبی31
اهداف پژوهش:32
3-1-مکان آزمایش34
3-2-تهیه محیط کشت های مختلف برای کاشت برزی کاکتوس34
3-3-گونه مورد مطالعه35
3-4- شرح کلی آزمایش35
3-5- دمای محیط آزمایش36
3-6- نور محیط آزمایش36
3-7- آزمایش های تاثیر بستر کشت بر رشد اندام زمینی واندام هوایی برزی کاکتوس36
3-8-آزمايش هاي اثر بسترکشت بر مقدار كلروفيل وكاروتنوئيد برزی کاکتوس37
3-8-1-مواد و محلول هاي مورد نياز37
3-8-2-اندازه گيري كلروفيل و كاروتنوئيد37
3-9-آزمايشهاي اثر بستر کشت بر مقدار آنتوسيانين38
3-9-1-مواد و محلولهاي مورد نياز38
3-9-2-روش آزمايش38
3-10- آزمايش هاي اثر بستر کشت بر مقدار اسيدآمينه پرولين در اندام هوایی برزی کاکتوس38
3-10-1-مواد و محلول هاي مورد نياز38
3-10-2- تهيه محلول نين هيدرين39
3-10-3- روش آزمايش39
3-11- بررسي اثر بستر کشت بر مقدار قندهاي محلول در اندام هوایی برزی کاکتوس40
3-11-1- مواد و محلولهاي مورد نياز40
3-11-2- تهيه معرف مس قليايي40
عنوان صفحه
3-11-3- تهيه محلول آرسنوموليبدات40
3-11-4- روش آزمايش41
3-12- آزمایش اثر بستر کشت بر میزان ترکیبات فنلی کل (Total phenolics)42
3-12-1- مواد و محلول های مورد نیاز42
3-12-2- روش آزمایش42
3-12-3- تهیه محلول استاندارد43
3-13-آزمایش اثر بستر کشت بر پتانسیل آنتی اکسیدانی بااستفاده از روش DPPH43
3-13-1- مواد و محلول های مورد نیاز44
3-13-2- روش آزمایش44
3-13-3- تهیه محلول استاندارد45
3-14-بررسی خاصیت ضد میکروبی اندام هوایی کاکتوس برزیکاکتوس طی روشهای متفاوت45
3-14-1-فهرست وسایل مورد استفاده شده برای کار میکروبی46
3-14-2-فهرست مواد استفاده شده برای کار ضد میکروبی47
3-14-3-تهیه محیط کشت میکروبی47
3-14-4-کشت 24 ساعته48
استاندارد نیم مک فارلند48
3-14-5-تهیه عصاره آبی49
3-14-6-تهیه عصاره هیدروالکلی49
3-14-7-سنجش انتشار دیسک Disc diffusion50
3-14-8-انتقال میکروب به محیط کشت51
3-14-9-آمادهسازی دیسکهای حاوی عصاره گیاهی51
3-14-10-نحوه خواندن و گزارش کردن52
تجزیه و تحلیل آماری داده ها53
4-1-نتایج اثر بسترهای کشت مختلف بر اندام هوایی برزیکاکتوس55
4-1-1-اثر بسترکشتهای مختلف بر طول ساقه56
4-1-2-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن تر ساقه56
4-1-3-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن خشک ساقه56
4-1-4-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن اشباع ساقه56
عنوان صفحه
4-2-نتایج اثر محیطهای کشت مختلف بر اندام زمینی برزیکاکتوس57
4-2-1-اثر بسترکشتهای مختلف بر تعداد ریشه57
4-2-2-اثر بسترکشتهای مختلف بر طول ریشه57
4-2-3-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن تر ریشه58
4-2-4-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن خشک ریشه58
4-2-5-اثر بسترکشتهای مختلف بر وزن اشباع ریشه58
4-3-نتایج بررسی اثر محیط کشت های مختلف بر میزان کلروفیل و کارتنوئید برزی کاکتوس59
4-4- نتایج بررسی اثر محیط کشت های مختلف بر میزان آنتوسیانین61
4-5-نتایج بررسی اثر بسترکشت های مختلف بر میزان پرولین62
4-6-نتایج بررسی اثر بسترکشت های مختلف بر میزان قندهای محلول63
4-7-نتایج بررسی اثر بسترکشت های مختلف بر میزان ترکیبات فنلی کل64
4-8-نتایج بررسی اثر بسترکشت های مختلف بر میزان پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از روش DPPH65
4-9-نتایج بررسی اثر بسترکشت های مختلف بر میزان درصد مهار رادیکال‌های DPPH66
4-10-اندازهگیری فعالیت ضدمیکروبی67
4-10-1-روش انتشار دیسک67
4-10-2-میکروب E.coli68
4-10-3-میکروب Staphylococcus aureus69
5-1-بررسی اثر بسترهای کشت مختلف براندام هوایی برزی کاکتوس71
5-2-بررسی اثر بسترهای کشت مختلف براندام زمینی برزی کاکتوس71
5-3-بررسی اثر بسترهای کشت مختلف بر میزان کلروفیل ، کارتنوئید و آنتوسیانین برزیکاکتوس71
5-4-بررسی اثر بسترهای کشت مختلف بر میزان پرولین و قند برزی کاکتوس72
5-5-بررسی میزان ترکیبات فنلی کل (Total phenolics) برزی کاکتوس73
5-6-بررسی پتانسیل آنتی اکسیدانی نمونه های گیاهی با استفاده از روش DPPH73
5-7-بررسی خاصیت ضد میکروبی اندام هوایی برزی کاکتوس با روشهای متفاوت74
پیشنهادات پژوهشی آینده75
فهرست منابع و مآخذ76
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول (1-1) فراهمی عناصر با pHدر محیط کشت بر پایه پیت تغییر می کند.9
جدول(1-2)آنالیز کود ورمی کمپوست گیلدا16
جدول(1-3) تاثير کلی ذرات اجزای خاک بر بعضی از خصوصيات و رفتار خاک ها17
جدول (4-1) مقایسه میانگین اثر بسترهای کشت مختلف بر اندام هوایی برزیکاکتوس55
جدول(4-2) مقایسه میانگین اثر محیطهای کشت مختلف بر اندام زمینی برزیکاکتوس57
جدول(4-3) نتایج مربوط به هالهی عدم رشد(mm) بر میکروب E.coli68
جدول(4-4) نتایج مربوط به هالهی عدم رشد(mm) برمیکروب StaPHylococcus aureus69
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار(4-1) میزان کلروفیل در بسترکشتهای متفاوت58
نمودار (4-2 ) میزان کارتنوئید در محیط کشتهای متفاوت59
نمودار ( 4-3) میزان آنتو سیانین در محیط کشتهای متفاوت را نشان میدهد.60
نمودار(4-4) اثر بستر کشت بر مقدار پرولین61
نمودار(4-5) اثر بسترکشت های مختلف بر میزان قندهای محلول استخراج شده ازاندام هوايی62
نمودار(4-6) میزان ترکیبات فنلی کل63
نمودار (4-7) پتانسیل آنتی اکسیدانی نمونه های برزی کاکتوس64
نمودار (4-8) اثر بسترکشت های مختلف بر میزان درصد مهار رادیکال‌های DPPH65
فصل اول
مقدمه
1-1-برزی کاکتوس
کاکتوس از واژه یونانی آن(kaktos) به معنای گیاه خاردار یا سوزشدار گرفته شده است. همگی دارای شیرابه و مقدار فراوانی رطوبت را در خود نگاه میدارند و در شرایط سخت و نامساعد رشد میکنند.کاکتوسها به سبب نداشتن برگ، کار اصلی برگ یعنی فتوسنتز و غذاسازی، تعریق و تعرق را بهوسیله ساقههای خود که بندبند، نیمهگوشتی ودارای سبزینه اند، انجام میدهند. خارها در رنگهای گوناگون مسئولیت نگاهداشت و حفاظت گیاه را بر عهده دارند. کاکتوسها از گروه گیاهان گوشتی و از رده دولپهایهای جدا گلبرگ که سردسته تیره ویژه ای به نامCactaceae) ) میباشند و با تیرههای دیگر دولپهایها، تفاوتهای کلی دارند. زیرا ساقه این گیاهان بسیار ضخیم و از حالت استوانه خارج و برگها نیز شکل اصلی خود را از دست دادهاند و به صورت خارها و تیغهای کوچکی در نقاط گوناگون در آمدهاند.
زادگاه و رویشگاه آنها قاره امریکا است و پس از رده ارکیده ها، بزرگترین تیره گیاهان را پدید آورده اند. در اندازه و شکلهای گوناگون دیده می شوند (مطلق زاده، 1388).
1-2-رده بندی برزی کاکتوس
رده بندی برزی کاکتوس(مطلق زاده ، 1388)
تیرهCactaceaeزیر تیرهCactoideaeطایفهCereeaeزیر طایفهEchinopsidinaeجنسBorzicactusگونهB. aurantiacus
1-3-خصوصيات گياهشناسي و اكولوژيكي
از نظر گیاه‌شناسی هر گیاه وابسته به خانواده کاکتاسه، باید تمام پنج خصوصیت زیر را دارا باشند:
۱. آرئول‌ها یا بالشتک‌های خار، بطور ثابت در تمام اعضاء وجود دارند. به جزء در تعداد کمی، آرئول دارای خارها یا موهای خار مانند ظریف به نام گلوشید و یا هر دو است.
۲. تمام کاکتوس‌ها چندساله هستند.
۳. میوه آنها سته تک خانه است.
۴. همگی دولپه هستند.
۵. گلبرگ‌های گل، در بالای تخمدان ظاهر می‌شوند.
برزیکاکتوس گونهای از کاکتوسهای ستونی اغلب مستقیم است که عضوی از خانواده Cleistocactus محسوب می شود و نام آن از نام پروفسور گیاه شناس (A. Borzi) در سال ۱۹۰۹ که کاشف این کاکتوس در باغ گیاه شناسی پالرمو (palermo) در سیسیلی (sicily) بود گرفته شده است. زیستگاه این کاکتوس پهنه های بولیوی، اکوادر و پرو بوده و تا ارتفاعات ۳۰۰۰ متر نیز گسترش دارند.
ساختاری همانند سرئوسها داشته، ساقهی مستقیم و یا نیمه مستقیم آنها گاه دارای شاخههای فرعی است. قطر آنها ۲ تا ۸ سانتیمتر و درازای آنها به ۱ تا ۲ متر می رسد، پوشش سبز رنگ درخشان، زیبایی بخش بدنه آنها بوده 8 تا ۱۶ شیار مستقیم در اطراف بدنهی اصلی و رشد کم و بیش ناموزون آن را به حالت آویز در میآورد و ویژگی دیگری به این جنس می بخشد. در سطح ساقهی آنها بریدگی و شکاف V شکل در موقعیت زیرین هر آرئول وجود دارد. آرئول ها، کروی با پرزهای سفید رنگ و ۸ تا ۱۵ خار شعاعی و ۳ تا ۴ خارهای مرکزی هستند. درازای خارهای شعاعی ۱ سانتیمتر است که به هم فشردهاند و درازای خارهای مرکزی ۱ تا ۵ سانتیمتر و به شکل راست و مستقیم دیده می شوند. رنگ خارها قهوهای متمایل به سیاه و در برخی گونهها زرد مایل به کرم میباشد.
گلهای برزی کاکتوس لولهای شکل با گلبرگهایی نیمهباز به دارازای ۴ تا ۸ سانتیمتر که در رنگهای سرخ و بنفش و در تابستان نمایان می شوند. میوه ها، کروی به قطر ۱ تا ۲ سانتیمتر در رنگ های سبز و سفید با پرزهای قهوهای در سطح دیده میشوند.
آموختهها و پژوهشها نشان داده که برزیکاکتوسها همواره یکی از بهترین پایهها برای سرعت رشد هستند. هرگاه پیوندهای دیر رشدی مانند نئوپرتریا (Neoporteria) و اوبلمانیا (Uebelmannia) روی پایههای برزی پیوند زده شوند به تندی رشد می نمایند، برزی کاکتوسها سرعت رشد را افزایش خواهند داد.
1-4- اهمیت ویژه پیوندزدن در کاکتوسها
1) برخی از کاکتوسها دیر گل یا دیر بذر بوده و یا هیچگاه در شرایط کاشت، گل و بذر تولید نمیکنند به همین دلیل باید آنها را برروی پایههای سریع الرشد پیوند زد.
2) معمولاً در کاکتوسهای دانهزاد زمان زیادی به درازا میکشد تا گیاه بزرگ شده و تولید گل نماید. تجربه نشان داده که کار پیوند زدن، گیاه را زود رس نموده و زمان گلدهی را به جلو میاندازد.
3) با انجام پیوند، ویژگیهای خالص ارثی پیوندک برخلاف حالت بذرکاری دگرگونی نیافته و به گفته دیگر گونههای کمیاب همگی ویژگی خود را حفظ میکنند (مطلق زاده ، 1388).
1-5-موارد استفاده از گیاه کاکتوس
استفاده از گل و اندام برگ مانند کاکتوس (Cladodes) در طب سنتی:
درمان زخم معده و بهبود فعالیت معده
اثرات نرم کننده و مرطوب کننده پوست
دارای خاصیت نرم کننده پوست (زخم)
کاهنده قند خون
تسکین التهاب معده
ضد حساسیت
ضد درد و ضد التهاب
درمان سوء حاضمه
درمان و کاهش علائم خماری از الکل
ارزش دارویی کاکتوس بسیار زیاد است. مطالعات انجام گرفته حاکی از آن است که کاکتوس دارای خواص ضد تومور، ضد زخم معده، ضد التهابی و ضد روماتیسی است. علاوه بر این، کارشناسان اظهار داشته اند که کاکتوس توانایی جلوگیری از رشد سلولهای سرطانی را دارد. برای مثال کاکتوس گلابی خاردار، علاوه بر طعم خوشمزه و لذت بخش دارای ارزش و اهمیت دارویی فراوان می باشد. رادیکال های آزاد، بیماریهای مهمی از جمله آلزایمر، پارکینسون، ناراحتیهای قلبی، آب مروارید و آترواسکلروز را ایجاد میکنند. ترکیبات فعال موجود در کاکتوس مانند بتالایین، کاروتنوئیدها، ویتامین C و اسید کارمینک به عنوان آنتی اکسیدان با مهار رادیکال های آزاد سبب تأخیر و جلوگیری از آسیب اکسیداتیو می شود (استکی، 1392).
1-6-خاک و عناصر غذايی مورد نياز
1-6-1-خاک
در یک خاک مطلوب باید 45 درصد مواد معدنی، 5 درصد مود آلی، 25 درصد آب و 25 درصد هوا باشد. ذرات تشکیل دهنده خاک یعنی بافت خاک باید به نسبتهای مناسب باشد. قسمت جامد خاک را مواد آلی و معدنی تشکیل میدهند و قسمت مایع آن را محلول خاک مینامند، که شامل آب و مواد معدنی قابل حل در آب می باشد. قسمت گازی خاک را نیتروژن، اکسیژن و دی اکسیدکربن تشکیل میدهد. وجود اکسیژن کافی برای رشد ریشهها الزامی میباشد. بافت خاک را ذرات شن با قطر 2-02/0 میلیمتر، سیلت با قطر002/0-02/0 میلیمتر و رس با قطر کمتر از 002/0 میلیمتر تشکیل میدهند. بافت لومی اندازه کافی از ذرات خاک را دارا بوده و خاک مناسب برای ازدیاد گیاهان میباشد. ساختمان خاک مربوط به چگونگی قرار گرفتن ذرات خاک در توده خاک میباشد (جلیلی مرندی، 1382).
منشأ اصلی مشکلات پرورش دهندگان گیاهان (کاکتوس ها)، اغلب بسترکشتی است که رشد نشاء از مرحله جوانهزنی و ریشه زایی تا زمان انتقال به محیط دائمی در آن صورت میگیرد. تمام آب و مواد غذایی توسط ریشههای کاکتوس از محیط کشت جذب میشود. برای تأمین مقادیر کافی مواد غذایی، محیط کشت باید این مواد غذایی را در خود نگه دارد، دارای اسیدیته قابل قبول برای فراهمی این عناصر باشد و محیطی را ایجاد نماید که ریشهها بتوانند در آن رشد کرده و عمل خود را انجام دهند.
کیفیت بسترکشت را میتوان به دو عامل تقسیم نمود: ویژگیهای فیزیکی و ویژگی های شیمیایی. این ویژگیها اهمیت زیادی در بسترکشت خوب دارند و تفاوتی نمیکند که اندازه گیاه ما چقدر باشد.کمبود وسمّیت عناصر غذایی، بیماریهای پوسیدگی ریشه، رشد ضعیف ریشه، کشیدگی گیاهان و جوانه زنی ضعیف، همگی مشکلاتی هستند که از کیفیت نامناسب بسترکشت ناشی می شوند. بسیاری از پرورشدهندگان کاکتوس، به دلیل عدم درک کیفیت بسترکشت و چگونگی کنار آمدن با آن، کل محصول خود را از دست می دهند. هدف کلی هر پرورش دهنده کاکتوس، توسعه و بهبود کیفیت بسترکشت و سپس ارزیابی ثبات آن در طول زمان است.
1-6-2-ویژگی های فیزیکی
شایستگی عمومی محیطکشت کاکتوسها برای جذب آب و مواد معدنی توسط ویژگی فضای باز یا روزنههایی تعیین میشود که بین ذرات جامد محیطکشت وجود دارد. این فضاها در اصل جایی در خاک هستند که آب و هوا در آنها ذخیره شده یا حرکت میکنند و ریشههای گیاه در آن رشد مییابند. حجم کل حفره ها(تخلخل) و اندازه حفرهها هر دو مهم هستند. تخلخل تعیین کننده ظرفیت نگهداری آب و اندازه حفرهها تعیین کننده مقدار حقیقی نگهداری آب و فضای هوا پس از آبیاری و زهکشی است.
ویژگیهای فیزیکی اصلی را که باید در مورد محیط کشت بدانیم شامل: ظرفیت نگهداری آب، تخلخل هوا و ظرفیت تبادل کاتیونی است. ظرفیت نگهداری آب (WHC)1، یا ظرفیت گلدانی یک محیط کشت، شامل تواتایی نگهداری آب توسط آن محیط است. آبی که توسط محیط کشت نگه داشته میشود، ممکن است برای گیاه قابل دسترس باشد یا نباشد. آب غیرقابل دسترس آبی است که با نیروی زیادی به سطح ذرات چسبید و ریشههای گیاه نمیتوانند آن را جدا نماییند. درخاکهای معدنی، آب بسیار کمی وجود دارد که آن هم برای ریشه غیر قابل دسترس است. مقدار آب غیر قابل دسترس محیط کشتهای آلی یا آمیختههای تجاری بالاست و تحت تاثیر اجزای تشکیل دهنده محیط قرار میگیرد. ظرفیت نگهداری آب محیط بر دفعات آبیاری محیط تاثیر گذار است. فضاهای روزنهای کاپیلاری (حفرههای بسیار ریز بین ذرات) آب را بر خلاف نیروی جاذبه زمین در خود نگه میدارند، بنابراین درWHC دخیل هستند. هرچهWHCبیشتر باشد، نیاز به آبیاری آن محیط بیشتر خواهد بود (Kramer, 1995).
برخلاف WHC، این فضاهای تخلخل هواست (AP)2 که تا حدی توسط مقدار فضاهای روزنهای غیر کاپیلاری در محیطکشت تعیین می شود. فضاهای غیرروزنهای غیر کاپیلاری حفرههای بزرگتری بین ذرات هستند که آب بین آنها توسط نیروی جاذبه زمین زهکشی شده و به جای آن هوا قرار می گیرد (Kramer 1995). به طور طبیعی، در یک گلدان 15سانتی متری، یک محیط رشد خوب غیرخاکی باید %20-15AP داشته باشد. هر چه ظروف کشت و اندازه ذرات سازنده محیطکشت کوچکتر باشند، میزان AP کاهش مییابد.
ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)3محیط کشت، توانایی محیط در جلوگیری از نشت عناصراست، بنابراین آنها را برای استفاده گیاه در خود نگه میدارد. ظرفیتتبادلکاتیونی معمولأ به صورت میلیاکیوالان بر 100سانتی متر مکعب (meq/100cc) اجزای خشک تشکیل دهنده محیط ریشه بیان می شود. سطح 6 تا 15 میلیاکیوالان بر100سانتیمترمکعب، برای محیط کشت گلخانه ای، مناسب تلقی می شود(Nelson, 1991). آمیختههای بر پایه پیت، دارایCEC پایینتری نسبت به خاکهای معدنی هستند، بنابراین نیاز به دفعات کوددهی تکمیلی بیشتری دارند.
چگالی توده عبارتست از وزن خشک اجزای تشکیل دهنده محیط کشت به حجم آنها. برای مثال، ماسه دارای چگالی توده زیاد است و پرلایت دارای چگالی توده کم است. برخی از اجزای تشکیل دهنده مانند پیت خزه هنگامی که خشکند خیلی سبک هستند اما توانایی جذب مقدار زیادی آب را دارند و سنگین میشوند. به طور معمول، برای بیشتر فراوردهها محیطکشتی با چگالی توده کم تا متوسط 160 تا 180 گرم بر لیتر مکعب به کار گرفته میشود تا از خستگی کارگران بکاهد و هزینههای جابهجایی را کم کند. افزون بر این، سبدهای آویزان باید هرچه ممکن است سبک وزن باشند تا وزن روی اسکلت گلخانه کم شود. در بعضی موارد محیط کشتی با چگالی توده بالاتر ممکن است لازم باشد تا گیاهان بلند مانند گیاهان برگسارهای و گیاهان مادری در مراحل تولید و بازار رسانی نیفتند (خوشخوی، 1392).
1-6-3-ویژگیهای شیمیایی
ویژگیهای شیمیایی بسته به چگونگی آبیاری و کوددهی، کیفیت آب و محیط رشدگیاهان به سرعت تغییر می کند. باید موارد زیر را بدانید:
اسیدیته محیطکشت 2) نمکهای محلول 3) عناصر غذایی
1-6-3-1-اسیدیته محیط
فراهمی عناصر توسط اسیدیته محیط ریشه کنترل میشود (جدول1-1).
جدول (1-1) فراهمی عناصر با pHدر محیط کشت بر پایه پیت تغییر می کند.
زیاد بود:

کلسیم، نیتروژن آمونیومی
به راحتی قابل استفاده

زیاد بود:
آهن، منگنز، بور، مس، روی،
سدیم، نیتروژن آمونیومی کمبود:
آهن، منگنز، بور، مس، روی،
منیزیم، فسفر کمبود:
کلسیم، منیزیم، فسفر، پتاسیم،گوگرد، مولیبدن
6.5 دامنه تغییرات pH 5.5
اگر pH محیط با پایه پیت، بین5.5 تا 6.5 باشد، کلیه عناصر، قابل دسترس و فراهم خواهند بود. درمحیطهای با پایه خاک، دامنه بهینه 6 تا 7 است. دامنه اسیدیته پایینتر در محیطهای ارگانیک (بدون خاک) به دو دلیل مجاز است: اول، در محیط ارگانیک، آهن، منگنز و آلومینیوم کمتری وجود دارد که بخواهد به حالت قابل حل درآید وبه حد سمیت برسد یا باعث جلوگیری از جذب فسفر شود. دوم، مقادیر بیشتری از کلسیم و یا منیزیم لازم است تا بتوان در محیطهای ارگانیک به pH مورد نظر دست یافت، در این محیطها نیز میتوان در اسیدیتههای پایینتر به مقادیر کافی از کلسیم و منیزیم دست یافت (Nelson, 1991). برای جبران خاصیت اسیدی خاک با پایه پیت از سنگ آهک پودر شده استفاده میشود. سنگ آهک کلسیت، تنها کلسیم را تأمین میکند در حالی که سنگ آهک دولومیتی حاوی کلسیم و منیزیم است. هرچه ذرات اندازه کوچکتری داشته باشند، با سرعت بیشتری با محیط واکنش میدهند. برای کاهش pH محیط کشت، میتوان از کودهای اسیدی حاوی آمونیوم یا اوره (7-7-21) استفاده نمود. چنانچه از اسید (اسید فسفریک یا اسید سولفوریک) برای کنترل قلیائیت آب استفاده میشود، میتوان مقدار اسید مورد استفاده را به طور موقت افزایش داد. برای کاهش سریع تر pH محیطکشت، از100-200 گرم سولفات آهن در 100لیتر آب به صورت خیساندن خاک استفاده کنید. حتما پس از کاربرد آن، گیاهان را شستشو دهید چون برگها را میسوزاند.
1-6-3-2-نمکهای محلول
در بسترکشت گیاهان، تمامی یونها و عناصر از قبیل نیترات، آمونیوم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر، سدیم و سولفات در میزان نمکهای محلول تأثیر گذار خواهند بود. بسیاری از این عناصر به صورت کود استارتر رشد به بسترکشت افزوده میشوند تا عناصر مورد نیاز گیاهان تأمین نمایند. برخی از این عناصر به همراه اجزایی از بسترهایکشت مثل پیت ماس، ورمی کولایت و کمپوست هستند. مقادیر بالای آمونیوم میتواند در ماده آلی موجود در بسترهایکشت مثل کمپوست یا پیت هوموس، سریعأ مورد تجزیه قرار گیرد. سایر نمکهای محلول، از طریق آب و کودهای مورد استفاده در طول دوره پرورش نشاء وارد بسترکشت میشوند.
1-6-3-3-عناصر غذایی
یک آزمایش خاک نه تنها تعیین کننده pH و نمکهای محلول است، بلکه سطوح مواد غذایی مورد نیاز گیاه را هم تعیین مینماید. آزمایش عناصر اصلی شامل اندازه گیریهای مربوط به: آمونیوم، نیترات، نیتروژن کل، فسفر، پتاس، کلسیم، منیزیم، سولفات و عناصر کم مصرف شامل: آهن، بور، منگنز، مس، روی و مولیبدن است. علاوه بر اینها دانستن مقادیر عناصری که مورد نیاز گیاه نبوده، اما بر رشد گیاهان تأثیرگذارند (مثل سدیم وکلر) نیز مهم است.
1-7-اجزای تشکیل دهنده بسترکشت
یکی از معیارهای تعیین کننده خاک مناسب برای کاکتوسها، آب و هوا میباشد. به گونهای که درآب وهوای گرم نیاز این گیاهان به خاک قابل نفوذ و سبک بیشتر احساس میشود در حالی که در آب وهوای سرد که گیاهان نیاز به، آبیاری چندانی ندارند به خاکی سنگین تر نیازخواهد بود (برای جلوگیری از پوسیدگی ریشه). نیازهای محیطی به ویژه نیازهای غذایی کاکتوسها نسبت به سایر گیاهان کمتر بوده ولی برای داشتن کاکتوسهای سالم و شاداب چگونگی پرورش آنها ضروری است. خاک مناسب از عوامل پایهای سلامت و نمو گیاه میباشد. کاکتوسها کم و بیش، خاکهایی با زهکشی مناسب را میپسندند در برخی از گونهها مانند آستروفیتوم خاک اختصاصی شده و لازم است pHآن کمی قلیایی و بالای 7 باشد. به طور کلی کاکتوسها خاکهای با pH کمتر از 7 تا نزدیک به 7 را میپسندند.
1-7-1- زغال
اگر به محیط کشت درانتها 5 درصد خاک زغال افزوده شود اثر ویژهای در جلوگیری از پوسیدگی و دیگر بیماریهای قارچی خواهد داشت. حضور پتاس در خاک زغال این اثر را سبب می شود. همچنین پتاس اسکلت گیاه و تیغهای آن را تقویت میکند و جهت جلوگیری از بیاندازه اسیدی شدن محیط است (مطلق زاده، 1388).
1-7-2-پیت ماس(peat mass)
پیت، تجمع طبیعی مواد آلی در خزه ما یا گیاهان آبزی دیگر است که میتواند در 4 گروه، دسته بندی شوند:
1.پیت خزه اسفاگنوم4: بقایای تا حدی پوسیده گونههای مختلف خزه SPHangnumاست. این نوع خزه ، پیت اصلی است که در تجارت به کار میروند، pH حدود 3 تا 4 دارد و مقدار فیبر آن دستکم66 درصد است. پیت خزه اسفاگنوم از علفهای هرز، حشرهها و بیماریزاها عاری است و میتواند رشد قارچها را کاهشدهد.
2.پیت خزه هیپنوم5: بقایای تا حدی پوسیده گونههای مختلف خزه Hypnum است. دارای pH 5 تا 7 و مقدار فیبر آن دستکم 33 درصد است.
3. پیت نی جگنی : بقایای تا حدی پوسیده نی و جگن است. دارای pH بین 4 تا 7.5 است.
4. پیت هوموس6 : از مواد گیاهی به طور کامل پوسیده با pH بین 5 تا 7.5 تشکیل شده و اغلب دارای مقدار زیادی نیتروژن وخاک است (خوشخوی، 1392).
پیت خزه اسفاگنوم دارای نگهداری رطوبت عالی و تهویه متوسط است و میتواند تا 60 درصد کل حجمش آب جذب کند. کاربرد مواد مرطوب کننده و یا آب گرم میتواند مرطوب کردن پیت خشک را آسان کند.
ظرفیت تبادل کاتیونی، متوسط تا زیاد است و 7 تا 13 میلیاکیوالان در 100 سانتیمترمکعب است. چگالی توده آن پایین، 352 گرم بر لیتر مکعب است (Nelson, 2003).
پیت ماس استفاده شده از شرکت کیمیا خریداری شد و به رنگ برنزه تا قهوهای است، کمترین حد تجزیه در آن صورت گرفته واز خزه اسفاگنوم منشاء میگیرد. پیت ماس کیمیا از تجزیه گیاهان مردابی که در شرایط غیر هوازی پوسیده گشتهاند، حاصل میگردد. پیت ماس کیمیا را میتوان جهت نشاء کاری درختان و درختچه ها، سبزی کاری، گلکاری، چمن کاری و ترمیم چمن و همچنین تهیه کمپوست مورد استفاده قرار داد.
1-7-3- پرلیت
پرلیت ترکیبی آتشفشانی و سیلیکاتی است که وقتی خرد شده و در دمای بالا(دc982)حرارت داده شود، به صورت ذرات سفید رنگ منبسط شدهای در میآید که دارای تعداد بسیار زیادی حفرههای بسته پُر از هواست. آب به سطح پرلیت میچسبد، اما جذب دانههای آن نمی شود. پرلیت را برای تهویه بهتر به آمیخته های بدون خاک میافزایند. پرلیت ماده ای استریل، از نظر شیمیایی خنثی واسیدیته آن هم نزدیک به خنثی است (Nelson,1991).به عنوان یک جایگزین سبک وزن برای ماسه به کار گرفته می شود.پرلایت در آبیاری از بالا به آسانی روی سطح محیط کشت غوطهور میشود و در صورت بیرون ریختن از ظرف، آلودگی محیطی ایجاد میکند.
نگهداری رطوبت و تهویه: نگهداری آب کم و تهویه عالی دارد.
ظرفیت تبادل کاتیونی: خیلی کم،./15 میلیاکیوالان بر 100سانتی متر مکعب.
pH: به تقریب 5/7 اما اثر کمی روی محیط کشت دارد.
چگالی توده: کم و ممکن است پس از آبیاری، روی سطح محیط کشت در ظرف شناور شود.333 گرم بر لیتر مکعب.
1-7-4-کوکوپیت (الیاف نارگیل7)
الیاف نارگیل از نظر ظاهری همسان پیت خزه است و فرآورده فرعی صنعت فرآوری دانهپوش نارگیل 8است (Meerow, 1997). الیاف و گرد الیاف در ضمن فرآوری جدا شده، پوسید، درجه بندی، خشک و فشرده میشود وبه صورت قالب آجری یا شبکه ای در میآید که لازم است پیش از کاربرد، آبگیری شود. الیاف نارگیل دارای بذر علفهای هرز یا عوامل بیماریزا نیست و از پیت خزه خشک، آب را آسان تر جذب میکند.
نگهداری رطوبت و تهویه : عالی.
ظرفیت تبادل کاتیونی : کم تا متوسط، 3/9 تا 8/4 میلیاکیوالان در 100سانتی متر مکعب است.
pH: 4/5 تا 6/9.
ثبات: عالی
چگالی توده: کم، 357 گرم بر لیتر مکعب (Nelson, 2003).
1-7-6-ماسه
ماسه درشت درجه ساروجی (5/. تا 2میلی متر) باید به کار گرفته شود. اندازه ریز یا ماسه ساحلی (ماسه بادی) و ماسه جادهای بدون نمک نیز میتوان به کار برد. برای رسیدن به بهترین نتیجه، ماسه لازم است که شسته شود تا ذرههای رس برداشته شده و پیش از به کارگیری، پاستوریزه شود. در زمانی ماسه یکی از مهمترین و متداولترین اجزای محیط کشت بود، اما امروزه جای خود را به مواد سبک وزن مانند پرلایت واستیروفوم داده که ویژگیهایی همانند ماسه دارد.
نگهداری رطوبت وتهویه: نگهداری آب، ماسه درشت کم ولی ماسه ریز زیاد و تهویه کم تا متوسط میباشد.
ظرفیت تبادل کاتیونی: کم، تا 2 میلیاکیوالان بر 100 سانتی متر مکعب است.
pH: بی اثر و خنثی است.
ثبات: بسیار با ثبات است.
چگالی توده: یکی از سنگینترین اجزای تشکیل دهنده محیطکشت است، 1600 تا 1760 گرم بر لیتر مکعب است (Nelson, 2003).
یکی از محیطهای کشت مورد استفاده در ازدیاد نباتات، استفاده از ماسه بادی شسته می باشد. ماسه به دلیل آسان به دست آمدن و ارزان بودن آن بیشتر از محیطهای کشت دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. ماسه از نظر وزنی سنگینترین نوع محیط کشت میباشد و باید قبل از استفاده توسط بخار آب گرم ضدعفونی شود. ماسه فاقد موادغذایی بوده و قادر به کنترل واکنش خاک نمیباشد. قدرت نفوذپذیری به اکسیژن و نگهداری آب در ماسه بادی به صورت مطلوب میباشد. مخلوط ماسه در خاک، بافت درشت تر ایجاد نموده، زهکشی و تهویه مناسب ایجاد مینماید.
1-7-7-ورمی کمپوست9
ورمی کمپوست را به صورتهای مخلوط با خاک سطحی و یاهنگام تعویض گلدان با کل خاک و یا هنگام کاشت نهال بصورت چاله ای در اطراف ریشه (چالکود) مصرف میشود. قدرت نگهداری رطوبت عالی، تهویه اولیه خوب و ظرفیت تبادل کاتیونی زیاد دارد (جدول 1-2 آنالیز نمونه ورمیکمپوست گیلدا ارسالی به آزمایشگاه آب وخاک میباشد).
ویژگیهای مهم کود ارگانیک ورمیکمپوست عبارتند از:
1. هرگز باعث سوختن گیاه نمی شود.
2. عاری از بذرعلفهای هرز و مواد شیمیایی مضر برای خاک است.
3. بالا بودن میزان عناصر اصلی غذایی.
4.عاری از باکتریهای غیر هوازی، قارچها ومیکروارگانیسم های پاتوژن.
5. بدون بو، عاری از مواد شیمیایی و سازگاری با محیط زیست.
6. قابل مصرف در پرورش کلیه محصولات کشاورزی.
کود ارگانیک ورمیکمپوست از شرکت گیلدا خریداری شد.
جدول(1-2)آنالیز کود ورمی کمپوست گیلدا
K
(%)Ca
(%)Cd
(mg/kg)Pb
(mg/kg)Zn
(mg/kg)Cu
(mg/kg)Mg
(mg/kg)Fe
(mg/kg)0.42.73119110202755000
pH
(1:10)EC
(1:10)
Ds/mOM
(%)OC
(%)C/N
N
(%)P
(%)7.641.1256.0832.921.551.550.4
1-7-8-رس10
قطر اين ذرات كمتر از 002/ 0 ميلي متر است. قسمتي از رس با قطر كمتر از 0002/0ميلي متر كلوئيد ناميده ميشود. ذرات كلوئيدي مواد غذايي مورد نياز گياه را جذب سطحي خود كرده و در اختيار گياه
قرار ميدهند. ساير ذرات از نظر نگهداري آب و مواد غذايي اهميّت چنداني ندارند.
خاکهایی که در آن مقدار رس از 40 درصد بيشتر بوده و مقادیر شن و سيلت به ترتيب از45 درصد و 40 درصد کمتر است. تعداد دفعات آبياری و یا تناوب آن در خاکهای رسی (Sandy Clay و Clay Silty ،Clay Loam ،Silty Clay Loam ،Clay ) کمترین و در خاک های شنی، بيشترین است. از نظر زهکشی نيز هر قدر رس خاک بيشتر باشد، کارایی زهكشهای زیر زمينی کمتر است.
تاثير کلی ذرات اجزای خاک بر بعضی از خصوصيات و رفتار خاک ها به صورت خلاصه در جدول(1-3)ارائه شده است.
جدول(1-3) تاثير کلی ذرات اجزای خاک بر بعضی از خصوصيات و رفتار خاک ها

1-7-9-خاک برگ
بقایای گیاهی که در پائیز جمع آوری شده و در گودال ریخته میشود. این مخلوط را هر از چند گاهی باید آبپاشی نمود و هم زد که پس از سرند نمودن تبدیل به خاکی نرم و قهوهای میگردد ( نوری و همکاران، 1389).
1-8-بررسی فعالیت های زیستی
1-8-1-گونه هاي فعال اکسیژن(ROS) 11
وجود اکسیژن مولکولی در اتمسفر زمین به موجودات هوازي امکان استفاده از اکسیژن را به عنوان گیرنده نهایی الکترون در تنفس سلولی میدهد که بازده انرژ ي بالاتري نسبت به تخمیر دارد ( Dismukes et al., 2001 ).
حالت بنیادي یا Ground state اکسیژن نسبتاً غیر فعال است، اما طی متابولیسم طبیعی سلول و هم چنین در نتیجه تنشهاي مختلف محیطی حالتهاي برانگیخته بسیار فعال از قبیل گونههاي فعال اکسیژن و مشتقات آنها تولید میشود (Mittler et al., 2004).
ROS از اکسیژن و یا از طریق واکنش هاي انتقال انرژي یا الکترون به وجود خواهد آمد (Mittler, 2002).
گونههاي فعال اکسیژن حاصل متابولیسم طبیعی سلول در گیاهان میباشند با این وجود تحت شرایط تنش تعادل بین تولید و حذف گونه هاي فعال اکسیژن به هم خواهد خورد . در چنین شرایطی گونههاي فعال اکسیژن به سرعت آنزیمها را غیر فعال میکنند، به اندامکهاي سلولی در گیاهان آسیب میرسانند و غشاها را از رنگیزه ها، پروتئین ها و لیپیدها تخریب میکنند و degradation طریق القاء سرانجام باعث مرگ سلولی میشوند. گونه هاي فعال اکسیژن علاوه بر تخریب ماکرومولکول ها به عنوان یک پیام در مسیرهاي انتقال پیام 12 نیز عمل کرده و هم چنین به عنوان یک پیام بر ثانویه در مسیرهاي متنوع نموي در گیاهان میباشند.
گونه های فعال اکسیژن شامل رادیکال سوپر اکسید 13، رادیکال هیدروکسیل،14 رادیکال هیدروپرکسیل،15 پراکسید هیدروژن ،16 رادیکال آلکوکسی 17، رادیکال پراکسی ،18 اکسیژن یکتایی و19 کربونیل برانگیخته 20
میباشند که همگی برای گیاهان سمی میباشند. ( Karuppanapandian et al. 2006).
1-8-1-1-تنش اکسیداتیو در گیاهان و عوامل ایجاد کننده آن
در گیاهان گونههاي فعال اکسیژن محصولات فرعی طبیعی مسیرهاي متابولیکی مختلف میباشند و در اندامک هاي سلولی از قبیل کلروپلاست، میتوکندري، پراکسیزوم و شبکه آندوپلاسمی تولید میشوند اما تحت شرایط تنش تعادل بین تولید و حذف گونههاي فعال اکسیژن در اجزا سلولی گیاهان به هم خواهد خورد. در واقع تنش اکسیداتیو به صورت عدم تعادل بین اکسیدان ها و آنتیاکسیدان ها به نفع اکسیدان هاي ایجاد کننده آسیب تعریف شده است . در گیاهان تنشهاي مختلف محیطی مانند: نور زیاد، شوري، خشکی، گرما، انجماد، ایجاد زخم، اوزون، فلزات سنگین، پاتوژن ها، آلودگی هوا و علف کش ها، تولید بیش از حد گونههاي فعال اکسیژن را القا میکنند که به آسیب اکسیداتیو سلولی منتج میشود( Mafakheri et al., 2010)
تحت این شرایط گونههاي فعال اکسیژن میتوانند به تمام ماکرومولکولها حمله کنند که باعث آسیب جدي اجزاي سلولی میشود. DNA آسیب دیده و دچار جهش میشود که خود باعث غیر فعال شدن متابولیسم به صورت جبران ناپذیر و در نهایت مرگ سلولی میشود. تحت شرایط یکنواخت و ثابت گونه هاي فعال اکسیژن توسط سیستم هاي آنتی اکسیدانی متنوع جاروب خواهند شد (Karuppanapandian et al., 2011) .
1-8-1-2-سیستم هاي آنتی اکسیدانی آنزیمی
آنتی اکسیدان های آنزیمی شامل کاتالاز21، آسکوربات پراکسیداز22، گایاکول پراکسیداز23، سوپراکسید دسموتاز24 و آنزیم های که محصولات پراکسیداسیون لیپیدها را سمیت زدائی می کنند. برای مثال اثر کاتالاز بیان می شود.
کاتالاز یک آنزیم دارای هم25 است که تبدیل H2O2 را به H2O و O2 کاتالیز می کند. این آنزیم در تمام یوکاریوت های هوازی وجود دارد و وظیفه آن حذف H2O2 تولید شده در پراکسیزوم ها توسط اکسیدازهای درگیر در بتا اکسیداسیون اسیدهای چرب، تنفس نوری و کاتابولیسم پورین در طی تنش اکسیداتیو می باشد .
کاتالاز مشابه پروتئین D1 فتوسیستم II به نور بسیار حساس است و سرعت برگشت26 سریعی دارد که ممکن است نتیجه جذب نور توسط گروه هم و یا شاید غیر فعال شدن H2O2 باشد. تنش هایی از قبیل شوری، خشکی و فلزات سنگین که سرعت برگشت پروتئین را کاهش می دهند باعث کاهش فعالیت کاتالاز می شوند که این امر می تواند تحمل گیاهان را نسبت به تنش های محیطی محدود کند ( Hojati et al., 2010)
1-8-1-3-سیستم هاي آنتی اکسیدان غیر آنزیمی در گیاهان
آنتی اکسیدانهای غیر آنزیمی شامل آسکوربیک اسید27، گلوتاتیون، توکوفرول ها28، کاروتنوئیدها29 و ترکیبات فنلی30 میباشند. به علاوه گروهی از آنزیم ها از قبیل مونودهیدرو آسکوربات ردوکتاز، دهیدروآسکوربات ردوکتاز و گلوتاتیون ردوکتاز برای بازسازی اشکال فعال آنتی اکسیدانها مورد نیاز خواهند بود.
کاروتنوئیدها ترکیبات آلی چربی دوست موجود در پلاستیدهای بافت های فتوسنتزی و غیر فتوسنتزی گیاهی می باشند.
کاروتنوئیدها وظایف بسیاری در متابولیسم گیاهی مانند نقش آن ها در تحمل تنش اکسیداتیو دارند. هم چنین آنها را به عنوان مولکولهای آنتن میدانند که نور را در ناحیه nm570-450 طیف مرئی جذب کرده و انرژی تسخیر شده را به مولکول کلروفیل انتقال میدهند. با توجه به خصوصیات آنتی اکسیدانی کاروتنوئیدها، فتوسیستم ها در یکی از چهار روش زیر محافظت می شوند:
از طریق واکنش با محصولات پراکسیداسیون لیپیدها جهت خاتمهدادن به واکنش های زنجیره ای
از طریق جاروب کردن اکسیژن یکتایی و پراکنده کردن انرژی به صورت گرما
از طریق واکنش با مولکول های 3chl* یا کلروفیل برانگیخته chl* جهت جلوگیری از تشکیل اکسیژن یکتایی
از طریق پراکنده کردن انرژی برانگیختگی اضافه توسط چرخه گزانتوفیل
(Collins, 2001).
1-8-2-ترکیبات فنلی
ترکیبات فنلی شامل فلاونوئیدها، تانن ها، هیدروکسی سینامات31، لیگنین وغیره در واقع ترکیبات ثانویه گوناگونی هستند که در بافت های گیاهی فراوان میباشند. پلی فنلها دارای یک ساختمان شیمیایی ایده آل برای جاروب کردن رادیکال های آزاد هستند. مشخص شده که آن ها در Vitro inآنتیاکسیدانهای بسیار موثرتری نسبت به توکوفرولها و آسکوربیک اسید میباشند. خصوصیات آنتی اکسیدانی فنل ها از پتانسیل احیا کنندگی بالای آن ها و از تواناییشان در کیلات کردن یون های فلزی انتقالی32 و خاتمه دادن به واکنشFenton ناشی میشود.
مکانیسم اساسی دیگر خصوصیات آنتی اکسیدانی فنلها توانایی ترکیبات پلی فنلی و فلاونوئیدها در تغییر دادن کینتیک پراکسیداسیون از طریق تغییر دادن lipid packing به منظور کاهش سیالیت غشاها می باشد. این تغییرات میتواند از انتشار رادیکال های آزاد ممانعت کرده و واکنش های پراکسیداسیون را محدود کند. ترکیبات فنلی که به عنوان آنتی اکسیدان ها عمل می کنند، میتوانند به عنوان خاتمه دهنده واکنش های زنجیرهای رادیکالهای آزاد عمل کنند. به علاوه ترکیبات فنلی میتوانند در آبشار جاروب کردن گونههای فعال اکسیژن در سلولهای گیاهی شرکت کنند. در پژوهشی نشان داده شده است که فلاونوئیدها میتوانند کینتیک پراکسیداسیون را از طریق تغییر دادن lipid packing تغییر دهند. آنها از طریق کاهش دادن سیالیت غشاء، ممانعت کردن از انتشار گونههای فعال اکسیژن و محدود کردن واکنشهای پراکسیداتیو غشاها را تثبیت میکنند ( Arora et al., 2000).
1-9-برخی از جنبه هاي کاربردي آنتی اکسیدان هاي گیاهی
در سال هاي اخیر تمایل به استفاده از آنتی اکسیدان هاي طبیعی به دلیل اثرات سمی و سرطان زاي آنتی اکسیدان هاي سنتزي افزایش یافته است . مطالعات متعددي نشان می دهند که بس یاري از گیاهان منابع بسیاري خوب آنتی اکسیدان هاي طبیعی هستند که می توانند جانشین آنتی اکسیدانهاي سنتزي شوند . برخی از اثرات شناخته شده آنتی اکسیدانهاي گیاهی به شرح ذیل است:
اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی، فعالیت ضداکسیداتیو، کنترل تنش اکسیداتیو ایجاد شده توسط رادیکالهاي آزاد موجود در خون، بهبود فعالیت کبد و افزایش مقاومت آن در برابر سمها و تحریک فعالیت آنزیمی در سطح سلولی، اکسیداسیون اسیدهاي چرب که تحت عنوان لیپوپراکسیداسیون 33 نامیده می شود یک نتیجه مهم تنش اکسیداتی و یک واکنش زیستی آغاز شده توسط گونه هاي فعال اکسیژن است که در طی آن پروتون ها از اسیدهاي چرب جدا می شوند.( Niki et al., 2005)
لیپوپراکسیداسیون شدیداً ساختار و عملکرد سلولهاي پستانداران را تغییر میدهد و میتواند متابولیتهاي سمی ایجاد کند، مگر این که گونههاي فعال اکسیژن به سرعت توسط آنتی اکسیدانها از بین بروند . در یک موجود زنده لیپوپراکسیداسیون در نقص عملکردهاي فیزیولوژیکی از قبیل رشد، تولید مثل و ایمنی که به حساسیت بالا در برابر بیماريهاي عفونی منجر میشود نقش خواهد داشت. هم چنین مشخص شده که رادیکالهاي آزاد ایجاد شده توسط تنش اکسیداتیو ممکن است موجب اختلالاتی از قبیل سرطان، دیابت، بیماري هاي التهابی، آسم، بیماريcardiovasculor تخریب سلول هاي عصبی و پیري زودرس شوند
(Young et al., 2001).
بسیاري از گیاهان داراي مقادیر زیادي آنتی اکسیدان هستند که نقش مهمی را در جذب و خنثی کردن رادیکالهاي آزاد ایفا میکنند . چنین ترکیباتی را میتوان به منظور جلوگیري و معالجه اختلالات وابسته به رادیکالهاي آزاد استخراج کرد و مورد استفاده قرار داد. آنتیاکسیدان هایی که به غذاي حیوانات اضافه میشوند، باعث محدود کردن لیپوپراکسیداسیون، حفظ سلامتی حیوان و کیفیت فرآورده می شوند( Wood et al., 2004) .
در کل اثرات آنتی اکسیدان هاي گیاهی از دو جنبه خاص مورد توجه قرار می گیرد:
به دلیل اثرات فیزیولوژیکی سودمندشان بر روي سلولهاي انسان و این که آنها میتوانند جایگزین آنتیاکسیدانهاي سنتزي استفاده شده در مواد غذایی شوند. به علاوه این ترکیبات اغلب فعالیت زیستی برعلیه انواع مختلف باکتريها نشان میدهند (Barnabas et al. 1988).

فصل دوم
مروری بر پژوهشهای پیشین

2-1-مطالعات انجام شده در زمینه اثر بستر کشت بر رشد اندام زمینی واندام هوایی
عالی فرد و همکاران بررسی اثر نوع بستر كشت بر عملكرد و جذب برخي عناصر غذايي به وسيله خيار گلخانهاي در كشت بدون خاك انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که بيشترين عملكرد ميوه در بسترهاي كشت كوكوپيت (84/6کیلوگرم درهر بوته) و پرلیت-کوکوپیت (54/6کیلو گرم در هر بوته) مشاهده گردید (عالی فرد و همکاران، 1389).
بررسی که توسط Maloupa و همکارانش اعلام کردند که پرليت باعث افزايش زهكشي بستركشت و بهبود تهوية آن ميشود (Maloupa et al., 1992).
بررسی که توسط Savithri و همکارانش صورت گرفت دریافتند که كوكوپيت يك تركيب حاصل از فرايندسازي پوستة ميوة نارگيل ميباشد كه از نظر فيزيكي مادهاي اسفنجي و شبيه پيت ماس است. اين ماده در سالهاي اخير به مقدار بسيار زيادي در صنعت باغباني در اروپا، استراليا و در سال هاي اخير در آمريكا و كانادا مورد استفاده قرار گرفته است. كوكوپيت از نسبت هاي مساوي ليگنين و سلولز تشكيل شده است و غني از پتاسيم و عناصر كم مصرف به ويژه آهن، منگنز، روي و مس ميباشد. به علت غلظت زياد پتاسيم در كوكوپيت مورد استفاده به عنوان بستر كشت، مصرف كودهاي پتاسيمي در اين سيستمها كاهش يافته است
(Savithri et al., 1993).
Mitchiels و همکارانش اعلام کردند عموماً بسترهايي كه برپايه پيت هستند، بسته به اندازه ذرات و جرم مخصوص حقيقيشان تخلخل حجمي 85 تا 95 % دارند
(Mitchell et al., 1980).
بررسی که توسط پاداشت دهكايي و همکارانش نتايج اين بررسي نشان داد كه كمپوست شهري با درصد حجمي كم ميتواند براي پرورش گياهان گلداني متحمل به هدايت الكتريكي تقریبا بالا استفاده شود (پاداشت دهكايي وهمکاران، 1388).
در برسی که توسط Hahn و همکارانش انجام شد تحقيقات نشان داده که استفاده از بسترهاي پشم سنگ، كوكوپيت، پرلايت و ورميكولايت در مقايسه با خاك، باعث زودتر به گل رفتن گل ژربرا گرديده است. همچنين، تعداد گل در بوته، طول گل، وزن گل و قطر گل در اين بسترها بيشتر از خاك بود (Hahan et al., 2001).
در برسی که توسط آل بویه انجام داد به این نتیجه رسید که در پرورش نهال مرکبات به روش هیدروپونیک بیان میدارد که محیط کشت پیت به تنهایی یا مخلوط آن به همراه پرلیت و کوکوپیت به نسبت 2:2:1 در افزایش ارتفاع گیاه و افزایش تعداد برگ موثر بوده اند
(آل بویه، 1386).
ﻣﺎرﯾﻨﺎري و ﻫﻤﮑﺎران ﺑﺎ ﺑﺮرﺳﯽ اﺛﺮات ﮐﻤﭙﻮﺳﺖ ﺑﺮ ﺧﻮاص ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ و ﺑﯿﻮﻟﻮژﯾﮏ ﺧﺎك اﻇﻬﺎر ﻣﯽدارد ﮐﻪ ﮐﺎرﺑﺮد ﮐﻤﭙﻮﺳﺖ ﻣﻮﺟﺐ اﺿﺎﻓﻪ ﺷﺪن ﻣﻮاد آﻟﯽ، ﻣﻮاد ﻏﺬاﯾﯽ و ارﮔﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎي زﻧﺪه ﺑﻪ ﺧﺎك ﻣﯽﮔﺮدد و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﻪﻋﻨﻮان ﯾﮏ ﻣﻨﺒﻊ ﻏﺬاﯾﯽ ﺑﺮاي ﻣﯿﮑﺮوارﮔﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎي ﺑﻮﻣﯽ ﺧﺎك ﻋﻤﻞ ﻣﯽﮐﻨﺪ ( Marinari et al., 2000 ).
کریمی و همکاران در بررسیهای خود به این نتیجه رسیدند که محيطهاي كشت حاوي تركيبات هورموني كاينتين، بنزيل آدنين و تي ديازورون به ترتيب باعث توليد پينه ترد و شكننده بيشتر



قیمت: تومان

دسته بندی : مقاله و پایان نامه

دیدگاهتان را بنویسید