دی اکسید کربن و سیستم حفاظتی

دانلود پایان نامه

3- UV-A (nm400-320)
لایه های ازون استراتوسفر تشعشعات فرابنفش با طول موج کوتاه تر از nm280 را به طور کامل جذب می کند.
کاهش لایه ازون ممکن است سبب یک افزایش نسبی در میزان تشعشعات فرا بنفش موثر بر فرایند های زیستی شود. در مجموع 1 درصد کاهش در ازون سبب افزایش 1.3تا1.8 درصدی در تشعشعات فرا بنفش رسیده به بیوسفر میشود.
پرتو فرابنفش (به انگلیسیUltraviolet): یا به اختصار UV موجی است در گستره امواج الکترومغناطیسی با دامنه طول موجی کوتاه تر از نور مرئی، ولی بلند تر از پرتو X .
از پرتو فرابنفش برای ضد عفونی آب، موادخوراکی، تجهیزات پزشکی و لوازم صنعتی و غیره می‌توان استفاده نمود.
این تابش را می‌توان بر حسب میزان نفوذ، به زیر گروه‌های زیر تقسیم بندی کرد:
NUV- فرابنفش نزدیک با طول موج ۲۰۰ – ۴۰۰ nm (ظاهراً کم خطر برای سلامتی محیط زیست)
VUV- VACUUM UV (دارای ریسک بالاترولی خطرناک)
XUV or EUV nm (Extreme UV) (بسیار مضر و مخرب برای سلامتی محیط زیست)
پرتو فرابنفش بگونه‌ای کاملاً اتفاقی با مشاهده تغییر رنگ و تیرگی املاح نقره در مقابل نور مستقیم آفتاب کشف گردید. در سال ۱۸۰۱ دانشمند آلمانی، یوهان ویلهلم رییتر بر اثر مشاهداتش توجه نمود که تابش‌های فرابنفش، که نامرئی هستند، عامل اساسی در تیرگی صفحات کاغذ آغشته به کلرید نقره می‌باشند. او در آن زمان این پدیده را پرتوهای شیمیایی نامید.
2-7-1- اثرات پرتوفرابنفش درگیاهان
امروزه فعالیتهای صنعتی بشر باعث افزایش ترکیبات آلوده کننده اتمسفر به خصوص ترکیبات هالوژن دار شده است، این ترکیبات باعث تخریب لایه ی اوزون میشوند. کاهش این لایه باعث افزایش میزان اشعهUVدر سطح زیست کره شده و مشکلاتی رابرای موجودات زنده به وجود آورده است(Buchholz et al. 1995،) اثرات اشعهUVبرگیاهان به علت نیاز دائمی آنها به نور خورشید غیر قابل اجتناب میباشد. این اثرات برروی گیاهان می تواند شامل کاهش فرایند فتوسنتز، تخریب پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک، تنش اکسایشی و کاهش مقدار رنگیزه های فتوسنتزی باشدو تغییر در مورفولوژی، فنولوژی و بیوماس گیاه را نیز باعث میشود. همچنین اشعهUVباعث تولید رادیکالهای آزاد اکسیژن مانند اکسیژن منفرد، آنیون سوپراکسید، پراکسید هیدروژن ورادیکالهای هیدروکسیل میشود، که این رادیکالها منجر به برهم زدن تعادل متابولیسمی در سلولها میشوند(Asada, 1999) تغییرات ایجاد شده در مورفولوژی گیاهان توسط اشعهUV شامل تغییر در شکل برگ، افزایش شاخه های جانبی، کاهش میان گره ها، کاهش وزن، کاهش سطح برگ و کاهش ارتفاع گیاه میباشد (et al. 2007 ، Horii) از مهمترین سازوکارهای سازگاری گیاهان در برابر اشعهUVمیتوان به افزایش ضخامت برگ، کوچکتر شدن برگ، تغییر زاویه برگها نسبت به اشعه ی تابشی، افزایش انعکاس از سطح برگها، افزایش ترکیبات جاذب اشعه یUVمانند فلاونوئیدها، آنتوسیانینها و افزایش کرکهای انعکاسی اشاره کرد (Mpoloka et al. 2007) به طور کلی سلولهای گیاهی دارای سیستم حفاظتی پاداکسایشی میباشند تا اثرات مخرب گونه های واکنشگر اکسیژن تولید شده را برطرف کنند. این سیستم شامل فرایندهای آنزیمی و غیر آنزیمی میباشد. در سیستم حفاظتی آنزیمی، آنزیمهایی مانندسوپراکسیددیسموتاز (SOD)کاتالاز(CAT)، گلوتاتیون ردوکتاز(GR)، آسکوربات پراکسیداز(APX) وپراکسیدازها(POD)نقش دارندودر سیستم حفاظتی غیر آنزیمی مولکولهایی با وزن کم مانند آسکوربات، گلوتاتیون، آلفا توکوفرول، کاروتنوئیدهاوغیره نقش دارند (Mishraet al. 2006)
2-7-2- شناسائی محلهای هدف تشعشعات فرا بنفش
1- اسیدهای نوکلئیک: یکی از اهداف مهم تشعشعات فرابنفشِDNAست. تابش این تشعشعات در محدودهUV-B وUV-C به DNAممکن است منجر به موتاسیون شود.
2- آمینو اسیدها: آمینو اسیدها درطول موجهای nm280وطول موجهای بلند تراز محدودهUV-B جذب شدیدی دارند که بوسیله اسید آمینه هائی مثل فنیل آلانین، تریپتوفان، تیروزین هیستیدین و سیستئین جذب می شوند
3- پروتئین ها: تشعشعات فرا بنفش نه تنها سبب تغییر یا خرابی آمینواسیدها شده بلکه باعث عدم فعالیت پروتئینها وآنزیمها می شود به طور مثال این خسارت موجب غیر فعال شدن آنزیم روبیسکو-ATP-as وزیر واحدهای پروتئینی فتوسیستم های IوIIمیشود
4- چربی ها:چربیهایی که درمعرض تشعشعات UV قرارمی گیرند باند های دوگانه آنها تجزیه می شودفسفو لیپیدها وگلیکولیپیدها که اجزاء اصلی غشاء سلولهای گیاهی هستند شامل اسیدهای چرب غیراشباعی اند که در حضوراکسیژن وقرار گرفتن در معرض تشعشعاتUV-B پراکسیده شده و به رادیکال های پراکسی وهیدروپراکسی تبدیل می شوند.
5- تنظیم کننده های رشد:
دراثرقرارگرفتن درمعرض اشعهUV کاهش غلظت ایندول استیک اسید(IAA) در گیاهچه های آفتابگردان مشاهده شده است. این کاهش منجر به تولید منع کننده رشد 3- متیلن اکسی ایندول شده که میتواند از رشد هیپوکوتیل جلوگیری نماید. تحقیقات ثابت کرده است که 2، 4- دی کلروفنوکسی اسید فنولوئیک که یک نوع اکسین سنتزی است در طول موج nm390-340آسیب می بیندوبه 2، 4دی کلروفنول تبدیل میشود.
6- رنگدانه ها:
میزان حساسیت کلروفیل ها و کارتنوئیدها به تشعشعات فرابنفش متفاوت است بطوریکه کارتنوئیدها نسبت به کلروفیل ها کمترتحت تاثیر این تشعشعات قرار می گیرندو گزارش شده که اشعه UV-Bبیشترروی کلروفیل نوع b تاثیر می گذارد.
2-7-3- محل اثرفرابنفش در گیاهان:
1- غشاء ها: تشعشعات فرا بنفش بیشترروی انتقال مواد ازغشاء تاثیر می گذارند. تشعشعات فرابنفش باعث افزایش نفوذ پذیری غشاء تیلاکوئید نسبت به یونها شده وهمچنین نفوذ پذیری غشاء پلاسمایی را هم افزایش می دهد. تشعشعات UV-B موجب خروج یون پتاسیم ازدیواره سلول می شود.
2- فتوسنتز: درتحقیقاتی که برروی بیش از300 گونه ورقم گیاهی انجام شده مشخص شد که حدود 50درصد این گیاهان به تشعشعات UV-B حساس هستند 20تا30درصدآنها نیمه حساس هستند ومابقی به این تشعشعات حساسیتی ندارند.درتعدادی از گونه های گیاهی که به این تشعشعات حساسند مثل گندم-برنج-ذرت-چاودار- آفتابگردان و خیارسطح برگ ورشد ساقه در آنها کاهش می یابد.
الف)اثرات مستقیم افزایش تشعشعات UV-B بر فتوسنتزگیاه:
تخریب فتوسیستم I و II ، کاهش فعالیت روبیسکو ، کاهش تثبیت دی اکسید کربن ، کاهش کلروفیل b- وزن خشک ونشاسته