دانلود رایگان ترجمه مقاله اثر سینک تغییر یافته (academic سال 1987)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

آزمایشات تغذیه با قند روی دیسک های برگ به مساحت 2 سانتیمتر مربع و شناور روی محلولهای سوکروز یا مانیتول به مدت 3 ساعت در تاریکی و سپس به مدت 30 دقیقه در نور انجام شدند. آزمایشات تغذیه با فسفات روی دیسک های شناور بر محلولهای گوناگون (بخش نتایج) به مدت 16 ساعت در تاریکی و سپس به مدت 2 ساعت در نور انجام شدند. تثبیت CO2 با دیسک هایی یه شیوه مشابه با روشی که برای برگهای سالم بعد از آزمایش بلاتینگ نقطه گذاری روی کاغذ صافی بکار گرفته شد، تعیین گردید.

نتایج
تحقیق روی هفت گونه گیاه زراعی نشان داد که حتی زمانیکه کلیه گیاهان تحت شرایط زیست محیطی یکسان پرورش یافتند و در معرض تیمارهای مشابه قرار گرفتند، پاسخ ایشان به دستکاری مخزن متفاوت بود. این امکان فراهم گردید که گیاهان در دو گروه قرار گیرند (جدول 1). در گیاهان خیار، پنبه، و تربچه، کاهش تقاضای مخزن منجر به کاهش بشدت معنی دار میزان فتوسنتز در برگ منبع گردید. امکان شناسایی چنین کاهشی در گیاهان فلفل، بادمجان، لوبیا یا کرچک مقدور نبود. از سوی دیگر، افزایش معنی دار محتوای نشاسته نه تنها در مورد اعضای گروه اول مشاهده گردید، بلکه در لوبیا، که عضو گروه دوم بود، نیز مشاهده گردید. یک عضو از هر گروه (پنبه و لوبیا به ترتیب) به تفصیل بیشتری بنا به گزارش ذیل مطالعه گردید.
جدول 2 نشان می دهد که، در مورد پنبه، کاهش 33 درصدی در میزان تثبیت CO2 در برگ منبع در واقع 1 روز بعد از حذف مخزن ها قابل مشاهده بود. بعلاوه افزایش 3.3 برابری در محتوای نشاسته ی برگ منبع نیز در عرض 1 روز قابل مشاهده گردید. طی روزهای بعدی آزمایش، تجمع نشاسته همچنان افزایش یافت و میزان تثبیت CO2 کاهش یافت و مقدار محتوای نشاسته بعد از 8 روز بیش از 5 برابر گیاه شاهد بود.

کاهش میزان تثبیت CO2 را نمی توان به بستن روزنه استومات نسبت داد، درست همانند مورد اثر کوتاه مدت بر فتوسنتز که قبلا در مقاله 17 گفته شد، چرا که امکان اینکه هیچ گونه اثری بر مقاومت روزنه تا روز 8 ام شناسایی گردد، وجود نداشت (جدول 2). افزایش نسبت مخزن به منبع هیچ گونه اثرات معنی داری بر پارامترهای برگ منبع اندازه گیری شده ایجاد نکرد ولی گرایش جزئی به میزان تثبیت CO2 بالاتر و محتوای نشاسته پایین تر وجود داشت.
شکل 1 نشان می دهد که میزان فتوسنتز در برگ منبع (طبق اندازه گیری 4 روز پس از تیمار) تحت تابع وارون تعداد غوزه های پنبه حذف شده در حالت فعال رشد بوده است. درحالیکه محتوای گلوکز تغییری نکرد، تجمع نشاسته و نیز سوکروز نیز تابعی از درصد غوزه های پنبه حذف شده بود (شکل 1B). برعکس، مقاومت روزنه تحت تاثیر حذف تا 60 درصد غوزه های پنبه قرار نگرفت و تنها افزایشی جزئی را نشان داد اگر بیشتر از آن تعداد حذف می گردید.
نه تنها ذخیره نشاسته بعد از حذف مخزن بزرگتر بود (شکل Fig.1B)، بلکه اثر حذف مخزن روی توزیع کربن 14C بین نشاسته و مواد محلول در اتانول در عرض 5 دقیقه پس از تامین کربن 14CO2 برای برگ منبع قابل مشاهده بود. در یک آزمایش مقدار 25±2% cpm از کل cpm در فراکسیون اتانول غیرمحلول در شاهد در مقایسه با مقدار 40±2% در مورد گیاهان دارای غوزه پنبه حذف شده یافت گردید.

تحقیق مفصل تر روی توزیع کربن 14C در میان انواع محصولات نهایی متابولیکی و واسطه های فتوسنتزی پس از 1 دقیقه از تامین 14CO2 در جدول IIIA خلاصه سازی شده است. از نظر کمّی، اثر حذف مخزن در برگهای جوان و پیر خیلی مشابه بود. همچنین، این اثر تا حد زیادی شبیه به الگویی است که قبلا برای خیار در مقاله 17 گزارش گردید. در کلیه سه مورد حذف مخزن تقریبا باعث کاهشی در مقادیر کربن 14C ترکیبی در PGA، P-انول پیرووات و سوکروز گردید. از سوی دیگر، در کلیه سه مورد این تیمار باعث افزایش کربن 14C ترکیبی در گلوکز 6-P به اضافه سدوهپتولوز 7-P ، فروکتوز 6-P ، UDP گلوکز، آلانین، آسپارتات (و در مورد برگهای جوان، همچنین در مالتوز) گردید.
الگوی ترکیب کربن 14C نشانگر این احتمال است که فسفات های قندی ممکن است در برگها بعد از حذف مخزن تجمع یابند. این احتمال بوسیله تحلیل های مستقیم اندازه های ذخایر برای گلوکز 6-P و فروکتوز 6-P بررسی گردید. جدول 4 نشان می دهد که افزایش معنی دار آماری در اندازه این ذخایر در واقع 3 روز بعد از حذف غوزه پنبه تظاهر یافت.
افزایش در مقدار فسفات باند شده به شکل فسفات های آلی که در جدول 4 نشان داده شد نشانگر آن بود که ممکن است کاهش مشابهی در محتوای فسفات آزاد سیتوپلاسمی، همراه با عواقبی در سنتز سوکروز و تشکیل نشاسته وجود داشته باشد. تعیین P1 سیتوپلاسمی، چون از تعیین آن در سایر بخشهای سلولی متفاوت بود، از دامنه تکنیک هایی که متداولا استفاده می شوند، فراتر است هر چند در حال حاضر روشی با استفاده از NMR پیشگام می باشد. با اینحال درباره اثر تنظیم کننده غلظت P1 داخلی در خیار و پنبه تحقیق کردیم. دیسک های برداشته شده از برگهای شاهد یا کمربندی در بافر فسفات 50mM، بافر تریس-مالئات 50mM (به عنوان شاهد)، یا روی مانوز 10mM (که مشخص گردید P1 سیتوپلاسمی را به صورت مانوز فسفات جداسازی می کند) شناور گردیدند. جدول 5 یافته های جالبی را نشان می دهد مبنی براینکه اثر تیمار مانوز در مورد گیاهان شاهد به میزان اساسی بود، ولی در گیاهان کمربندی خیلی جزئی بود. در پنبه و نیز خیار، ذخیره مانوز نسبت کربن 14C ترکیبی در نشاسته در دیسک های شاهد را افزایش داد که باعث کاهش کربن ترکیبی شناسایی شده در متابولیت های محلول اتانول گردید. همچنین باعث کاهش میزان تثبیت CO2 گردید.

برعکس، در دیسک های گرفته شده از برگهای کمربنددار هیچ گونه اثر قابل شناسایی روی ترکیب کربن 14C با نشاسته در هر کدام از گیاهان وجود نداشت و اثر خیلی کوچکتری روی تثبیت CO2 وجود داشت. از طرفی، تیمار با بافر فسفات بر برگهای کمربنددار بطور قوی تری نسبت به گیاهان شاهد اثر گذاشت. در هر دو گونه گیاهی، درصد کربن 14C ترکیبی با نشاسته تا حد موجود در دیسک های گرفته شده از برگ های بدون کمربندسازی کاهش یافت. اما تامین فسفات نتوانست میزان تثبیت CO2 را تا حد برگهای بدون کمربندسازی افزایش دهد.
نقش سوکروز در واسطه گری کنترل تثبیت CO2 و توزیع کربن 14C در میان محصولات فتوسنتزی نیز به کمک دیسک های برگ جدا شده مطالعه گردید. زمانیکه سوکروز به چنین دیسک هایی اضافه گردید، ترکیب کربن 14C با نشاسته به شدت تقویت گردید و تا غلظت 75 mM سوکروز رسید که در این حالت به وضعیت ثابت رسید (شکل 2). تثبیت CO2 در کل دامنه غلظت آزمایش شده دچار افت گردید. به نظر می رسد اثر سوکروز به جای اینکه یک پدیده اسموزی باشد از نوع متابولیکی است چرا که بنا به این حقیقت اثبات گردید که وقتی مانیتول جانشین سوکروز شد، تثبیت CO2 تحت تاثیر غلظت مانیتول خارجی به اندازه 100 mM نبود (شکل 2).
در تعدادی از موارد، تغذیه با قند بر درصد ترکیب کربن 14C در محصولات متابولیکی به شیوه ای مشابه با حذف مخزن اثر گذاشت (جدول 4). ترکیب کربن در آلانین افزایش یافت، درحالیکه در سوکروز، فروکتوز، PGA، و P-انول پیرووات کاهش یافت بویژه به شکل متنابهی در P-انول پیرووات که حتی با یک غلظت سوکروز خارجی به میزان 50 mM ، ترکیب 14C تا حدود دوسوم کاهش یافت (جدول 4).
در مورد لوبیا، که یک عضو گروه بدون پاسخ گیاهان بود (جدول1)، حذف ساقه و برگهای جوان سه برگچه ای بر میزان تثبیت CO2 برگهای منبع اثری نداشت (جدول 7). با اینحال، افزایش برجسته محتوای نشاسته (ولی نه قند) در برگهای منبع وانگهی قابل شناسایی بود. این تایید که میزان سنتز نشاسته قویا تحت تاثیر حذف مخزن می باشد می تواند در این حقیقت نهفته باشد که 3 روز پس از تیمار، به ترتیب 68 درصد و 28 درصد از 14CO2 تثبیت شده طی یک دوره 60 ثانیه ای در نشاسته در حالت های کمربندسازی و حذف مخزن در مقایسه با میزان 15 درصد در برگهای شاهد ترکیب گردید.