پاسخهای سریع گیاه برنج به سمیت آرسنیت

فرآیند جذب توسط ریشه گیاهان یک فعالیت ضروری است، بطوریکه بین غلظت آرسنیک موجود در خاک و پاسخهای فیزیولوژیک گیاه که اندکی پس از مواجهه با این عنصر مشاهده می شوند، ارتباط برقرار می کند. در مطالعه حاضر، پاسخ های فیزیولوژیک پس از تیمار کوتاه مدت با آرسنیت (AsIII) برروی دو رقم برنج  ایرانی یکی بومی مناطقی با آب و هوای معتدل و مرطوب (TH) و دیگری سازگار با آب و هوای گرم و مرطوب  (WH) بررسی شد. گیاهچه های بیست روزه به مدت 6 ساعت با غلظت 75 میلی مولار آرسنیت تیمار شدند و میزان بیان برخی از ناقل ها، سیستم آنتی اکسیدانت و پروتیین های سمیت زدای آرسنیک بطور قابل توجهی تغییر کرد. سطح رونوشت آکواپورین های OsNIP 2;1 (LSI1)، OsPIP1;3 و OsPIP2;6 بطور معنی داری در هر دو رقم کاهش یافت اما کاهش رونویسی آکواپورین ها در رقم WH در مقایسه با TH بیشتر قابل ملاحظه تر بود و با کاهش جذب آرسنیت همراه شد. فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در هر دو رقم افزایش یافت که نشانگر تلاش برای محافظت گیاهان در برابر آسیب اکسیداتیو ناشی از آرسنیت است. این پاسخ های آنتی اکسیدانی در رقم WH برجسته تر بود و با افزایش قابل توجه میزان گلوتاتیون (یک تیول غیر پروتیینی) و فیتوکلاتین به ویژه در اندام هوایی همراه شد. اگرچه هر دو رقم خیلی سریع به تیمار آرسنیت پاسخ دادند، اما بر اساس داده های حاصل از این پژوهش، احتمال می رود که سازگاری طولانی مدت رقم WH با آب و هوای گرم و مرطوب باعث ایجاد تغییرات ژنومی و در نتیجه افزایش قدرت سکویستر کردن آرسنیت و سایر استراتژی های محافظتی در برابر سمیت آرسنیت شده است.