تويت
تأثير السيليكون على النمو
والتمثيل الغذائي في نباتات الفريز /الفراولة
تمت دراسة تأثير السيليكون (Si) في نباتات الفراولة (Fragaria × ananassa) المزروعة في ظروف البيوت المحمية وحصادها في مراحل النمو الخضري والإزهار والإثمار.
■■ تم تحسين النمو الخضرى والوزن الجاف للفاكهة بواسطة السيليكون.
انخفض تركيز الكربوهيدرات في الأوراق ولكنه زاد في الجذور عند المعالجة بالسيليكون.
ومع ذلك ، زاد مستوى تجمع البروتين القابل للذوبان في كل من الأوراق والجذور على حساب الأحماض الأمينية الحرة في جميع مراحل النمو الثلاثة.
أشارت تحليلات الفينولات بواسطة HPLC ومقايسة نشاط الإنزيم في كل من الأجزاء القابلة للذوبان والمتصلة بجدار الخلية من الأوراق والجذور والفواكه إلى أن السيليكون عدل بشكل كبير ملف الفينولات ونشاط إنزيمات الأيض في جميع مراحل النمو الثلاثة.
■■ تم تحسين جميع معايير جودة الفاكهة بشكل ملحوظ بواسطة السيليكون.
ووفقًا لنتائجنا ، يعمل السيليكون على تحسين الخواص الكمية والنوعية في الفراولة من خلال تحفيز النمو وتعديل استقلاب الفينولات.
●●● مقدمة :
السيليكون (Si) هو ثاني أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض ،
■■ يشارك السيليكون كعنصر مفيد ، في تحسين تحمل الضغوط المختلفة ، مثل الجفاف والملوحة (Hajiboland 2012 ؛ Zhu and Gong 2014).
■■ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للسيليكون تحسين أداء النبات في ظل ظروف النمو المثلى.
ففي التبغ ، يساعد تحسين معلمات علاقة الماء بواسطة Si النباتات على الحفاظ على ضغط مرتفع يدعم معدلات أعلى من تمدد الأوراق واستطالة الجذر.
وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة التمثيل الضوئي للنبات بالكامل وتعزيز القدرة على التقاط المياه والمغذيات من الجذور (Hajiboland et al. 2017b).
نظرًا لأن تطبيقات السيليكون ترتبط بشكل متكرر بتحفيز استراتيجيات الدفاع الأنزيمية المتضمنة في إزالة السموم من أنواع الأكسجين التفاعلية (Liu et al. 2009 ؛ Hajiboland et al. 2017b) ،
فيمكن أيضًا أن تُعزى آثارها المعززة إلى تقليل تأثيرات عوامل الإجهاد الكامنة ،كضغوط خفيفة و / أو درجة حرارة ، نقص في الماء أو الأكسجين وعدوى مسببة للأمراض الكامنة.
يمكن أيضًا أن يُعزى تحفيز نمو النبات وأدائه في ظل ظروف غير مرهقة في المقام الأول إلى تحسين استقلاب الكربون والنيتروجين.
يوفر تعزيز التمثيل الضوئي طاقة إضافية وهياكل كربونية لمسارات ابتنائية أخرى تتطلب ATP وتقليل المعادلات ، بما في ذلك استيعاب العناصر الغذائية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكوين البروتين المرتفع مطلوب لتحقيق معدل نمو أعلى والحفاظ عليه (Lawlor 2002 ؛ Nunes-Nesi et al. 2010).
يرتبط تأثير السيلينيوم المعزز للنمو ، وهو عنصر مفيد آخر ، لوحظ بشكل خاص في الكرنب الصغير في ظل الظروف البيئية والتغذوية المثلى ، بشكل أساسي بتنشيط استقلاب الكربون والنيتروجين (Malik et al. 2011; Hajiboland and Sadeghzadeh 2014).
يعد مسار فينيل بروبانويد في النباتات مسؤولاً عن تركيب مجموعة كبيرة ومتنوعة من المستقلبات الفينولية ، بما في ذلك إسترات الفينول والكومارين والفلافونويد واللجنين (Weaver and Herrmann 1997).
يتم اشتقاق جميع phenylpropanoids من حمض ترانس سيناميك trans-cinnamic acid
وهو يتكون من L-phenylalanine بفعل فينيل ألانين أمونيا لياز phenylalanine ammonia lyase (PAL) ، وهو الإنزيم الرئيسي في التكوين الحيوي للمركبات الفينولية.
يحفز Polyphenol oxidase (PPO) أكسدة البوليفينول والهيدروكسيل polyphenols and the hydroxylation من monophenols و lignification من الخلايا النباتية.
تشارك البيروكسيدات (POD) في مجموعة واسعة من العمليات الكيميائية الحيوية ، مثل تكوين اللجنين والسوبرين lignin and suberin، والربط المتبادل لمكونات جدار الخلية (CW) ز
ومقاومة مسببات الأمراض (Siegel 1993 ؛ Weaver and Herrmann 1997).
تُظهر الأدلة المتزايدة أن السيليكون يؤثر على تركيزات المركبات الفينولية ونشاط الإنزيمات الأيضية
(Maksimović et al. 2007 ؛ Schaller et al. 2012 ؛ Hajiboland et al. 2017a).
■■ الفراولة (Fragaria × ananassa Duch.)
هي واحدة من أكثر أنواع التوت شعبية واستهلاكًا على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
ثمارها غنية بشكل استثنائي بالمركبات الفينولية phenolic، مثل الفلافونول flavonols (مشتقات kaempferol و quercetin) ،
anthocyanidins (مشتقات cyanidin و pelargonidin) ، proanthocyanidins ،
و العفصات ( التانينات hydrolysable tannins)القابلة للتحلل المائي (galloylglucoses و ellagitannins)
والأحماض الفينولية (Amil-Ruiz et al. 2011 ؛ Giampieri).
■■ تم إجراء الأبحاث على نباتات الفراولة بشكل أساسي على الفاكهة ولا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن المكونات الكيميائية النباتية للأوراق والجذور.
■■ تم التعرف على الفراولة على أنها من الأنواع المراكمة للسيليكونi (Miyake و Takahashi 1986).
ومع ذلك ، فإن التأثيرات الفيزيولوجية والكيميائية الحيوية للسيليكون تم وصفها بشكل سيء في هذه الأنواع.
في هذه الأنواع. هناك حاجة أيضًا إلى معلومات مفصلة حول التغييرات الديناميكية في بنية وتكوين CW جنبًا إلى جنب مع تحليل وظيفي للإنزيمات المعدلة لـ CW
كانت فرضية العمل لدينا هي أن مكملات السيليكون تؤثر بشكل إيجابي على النباتات وعلى استقلاب الكربون والنيتروجين وتؤثر بشكل كبير على كمية الفينولات و الجودة.
في هذا العمل ، بالإضافة إلى الكربوهيدرات والمركبات النيتروجينية ،
تمت دراسة المظهر الجانبي للفينول والتمثيل الغذائي في الأوراق والجذور في مراحل نمو الثلاثة .
والتمثيل الغذائي في نباتات الفريز /الفراولة
تمت دراسة تأثير السيليكون (Si) في نباتات الفراولة (Fragaria × ananassa) المزروعة في ظروف البيوت المحمية وحصادها في مراحل النمو الخضري والإزهار والإثمار.
■■ تم تحسين النمو الخضرى والوزن الجاف للفاكهة بواسطة السيليكون.
انخفض تركيز الكربوهيدرات في الأوراق ولكنه زاد في الجذور عند المعالجة بالسيليكون.
ومع ذلك ، زاد مستوى تجمع البروتين القابل للذوبان في كل من الأوراق والجذور على حساب الأحماض الأمينية الحرة في جميع مراحل النمو الثلاثة.
أشارت تحليلات الفينولات بواسطة HPLC ومقايسة نشاط الإنزيم في كل من الأجزاء القابلة للذوبان والمتصلة بجدار الخلية من الأوراق والجذور والفواكه إلى أن السيليكون عدل بشكل كبير ملف الفينولات ونشاط إنزيمات الأيض في جميع مراحل النمو الثلاثة.
■■ تم تحسين جميع معايير جودة الفاكهة بشكل ملحوظ بواسطة السيليكون.
ووفقًا لنتائجنا ، يعمل السيليكون على تحسين الخواص الكمية والنوعية في الفراولة من خلال تحفيز النمو وتعديل استقلاب الفينولات.
●●● مقدمة :
السيليكون (Si) هو ثاني أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض ،
■■ يشارك السيليكون كعنصر مفيد ، في تحسين تحمل الضغوط المختلفة ، مثل الجفاف والملوحة (Hajiboland 2012 ؛ Zhu and Gong 2014).
■■ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للسيليكون تحسين أداء النبات في ظل ظروف النمو المثلى.
ففي التبغ ، يساعد تحسين معلمات علاقة الماء بواسطة Si النباتات على الحفاظ على ضغط مرتفع يدعم معدلات أعلى من تمدد الأوراق واستطالة الجذر.
وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة التمثيل الضوئي للنبات بالكامل وتعزيز القدرة على التقاط المياه والمغذيات من الجذور (Hajiboland et al. 2017b).
نظرًا لأن تطبيقات السيليكون ترتبط بشكل متكرر بتحفيز استراتيجيات الدفاع الأنزيمية المتضمنة في إزالة السموم من أنواع الأكسجين التفاعلية (Liu et al. 2009 ؛ Hajiboland et al. 2017b) ،
فيمكن أيضًا أن تُعزى آثارها المعززة إلى تقليل تأثيرات عوامل الإجهاد الكامنة ،كضغوط خفيفة و / أو درجة حرارة ، نقص في الماء أو الأكسجين وعدوى مسببة للأمراض الكامنة.
يمكن أيضًا أن يُعزى تحفيز نمو النبات وأدائه في ظل ظروف غير مرهقة في المقام الأول إلى تحسين استقلاب الكربون والنيتروجين.
يوفر تعزيز التمثيل الضوئي طاقة إضافية وهياكل كربونية لمسارات ابتنائية أخرى تتطلب ATP وتقليل المعادلات ، بما في ذلك استيعاب العناصر الغذائية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكوين البروتين المرتفع مطلوب لتحقيق معدل نمو أعلى والحفاظ عليه (Lawlor 2002 ؛ Nunes-Nesi et al. 2010).
يرتبط تأثير السيلينيوم المعزز للنمو ، وهو عنصر مفيد آخر ، لوحظ بشكل خاص في الكرنب الصغير في ظل الظروف البيئية والتغذوية المثلى ، بشكل أساسي بتنشيط استقلاب الكربون والنيتروجين (Malik et al. 2011; Hajiboland and Sadeghzadeh 2014).
يعد مسار فينيل بروبانويد في النباتات مسؤولاً عن تركيب مجموعة كبيرة ومتنوعة من المستقلبات الفينولية ، بما في ذلك إسترات الفينول والكومارين والفلافونويد واللجنين (Weaver and Herrmann 1997).
يتم اشتقاق جميع phenylpropanoids من حمض ترانس سيناميك trans-cinnamic acid
وهو يتكون من L-phenylalanine بفعل فينيل ألانين أمونيا لياز phenylalanine ammonia lyase (PAL) ، وهو الإنزيم الرئيسي في التكوين الحيوي للمركبات الفينولية.
يحفز Polyphenol oxidase (PPO) أكسدة البوليفينول والهيدروكسيل polyphenols and the hydroxylation من monophenols و lignification من الخلايا النباتية.
تشارك البيروكسيدات (POD) في مجموعة واسعة من العمليات الكيميائية الحيوية ، مثل تكوين اللجنين والسوبرين lignin and suberin، والربط المتبادل لمكونات جدار الخلية (CW) ز
ومقاومة مسببات الأمراض (Siegel 1993 ؛ Weaver and Herrmann 1997).
تُظهر الأدلة المتزايدة أن السيليكون يؤثر على تركيزات المركبات الفينولية ونشاط الإنزيمات الأيضية
(Maksimović et al. 2007 ؛ Schaller et al. 2012 ؛ Hajiboland et al. 2017a).
■■ الفراولة (Fragaria × ananassa Duch.)
هي واحدة من أكثر أنواع التوت شعبية واستهلاكًا على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
ثمارها غنية بشكل استثنائي بالمركبات الفينولية phenolic، مثل الفلافونول flavonols (مشتقات kaempferol و quercetin) ،
anthocyanidins (مشتقات cyanidin و pelargonidin) ، proanthocyanidins ،
و العفصات ( التانينات hydrolysable tannins)القابلة للتحلل المائي (galloylglucoses و ellagitannins)
والأحماض الفينولية (Amil-Ruiz et al. 2011 ؛ Giampieri).
■■ تم إجراء الأبحاث على نباتات الفراولة بشكل أساسي على الفاكهة ولا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن المكونات الكيميائية النباتية للأوراق والجذور.
■■ تم التعرف على الفراولة على أنها من الأنواع المراكمة للسيليكونi (Miyake و Takahashi 1986).
ومع ذلك ، فإن التأثيرات الفيزيولوجية والكيميائية الحيوية للسيليكون تم وصفها بشكل سيء في هذه الأنواع.
في هذه الأنواع. هناك حاجة أيضًا إلى معلومات مفصلة حول التغييرات الديناميكية في بنية وتكوين CW جنبًا إلى جنب مع تحليل وظيفي للإنزيمات المعدلة لـ CW
كانت فرضية العمل لدينا هي أن مكملات السيليكون تؤثر بشكل إيجابي على النباتات وعلى استقلاب الكربون والنيتروجين وتؤثر بشكل كبير على كمية الفينولات و الجودة.
في هذا العمل ، بالإضافة إلى الكربوهيدرات والمركبات النيتروجينية ،
تمت دراسة المظهر الجانبي للفينول والتمثيل الغذائي في الأوراق والجذور في مراحل نمو الثلاثة .