
مقدمه
تنش نوری در گیاهان دارویی» یکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد و کیفیت این گیاهان است. نور خورشید منبع اصلی انرژی برای فتوسنتز است، اما شدت بیش از حد آن میتواند باعث آسیب و کاهش تولید ماده مؤثره و ترکیبات شیمیایی گیاه شود. گیاهان توانستهاند خود را با شرایط مختلف نوری سازگار کنند؛ از سایههای سنگین جنگلهای بارانی تا محیطهای با تابش شدید نور کوهستانی. برگهای گیاهان سایهدوست و نوردوست از نظر مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی متفاوت هستند: برگهای گیاهان سایهدوست کلروپلاست بیشتری دارند، در حالی که برگهای گیاهان رشد یافته در نور مستقیم ضخیمتر بوده و سلولهای پارنشیم نردبانی طولانیتری دارند.
تنش نوری چیست؟
تنش نوری زمانی رخ میدهد که شدت نور فراتر از ظرفیت گیاه برای فتوسنتز باشد. در این شرایط، سیستم فتوسنتزی بهویژه فتوسیستم II دچار اختلال شده و انرژی اضافی جذبشده باعث تولید گونههای فعال اکسیژن (ROS) میشود که میتواند پروتئینها و غشاهای سلولی را تخریب کند و آسیب اکسیداتیو ایجاد نماید.
مکانیسمهای فیزیولوژیک تنش نوری
- فتواکسیداسیون کلروفیل: انرژی اضافی باعث تخریب رنگیزههای فتوسنتزی و کاهش کلروفیل میشود.
- تولید ROS: مولکولهایی مانند سوپراکسید و پراکسید هیدروژن تولید شده و به غشاها و پروتئینها آسیب میرسانند.
- آسیب به فتوسیستم II: پروتئین D1 حساسترین بخش فتوسیستم II است و تخریب آن منجر به کاهش نرخ انتقال الکترون میشود.
- فتوانهیبیسیون(ممانعت نوری): کاهش برگشتپذیر یا موقت ظرفیت فتوسنتزی به علت نور زیاد.
علائم تنش نوری
گیاهان در مواجهه با نور شدید ممکن است علائم مختلفی نشان دهند:
- سفیدشدگی یا نکروز برگها (Leaf bleaching)
- کاهش نرخ فتوسنتز و هدایت روزنهای
- تجمع رنگیزههای ثانویه مانند آنتوسیانینها
- کاهش رشد رویشی و افزایش نسبت ریشه به اندام هوایی
سازوکارهای دفاعی گیاه
گیاهان برای مقابله با تنش نوری از چند مکانیسم طبیعی استفاده میکنند:
- تعدیل جذب نور: تغییر زاویه برگها یا حرکت کلروپلاستها برای کاهش دریافت نور مستقیم.
- خاموشی غیرشیمیایی (NPQ): دفع انرژی اضافی به صورت گرما با کمک رنگیزههایی مانند زآگزانتین.
- سیستمهای آنتیاکسیدانی:
- آنزیمها: سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX)
- ترکیبات غیرآنزیمی: گلوتاتیون، آسکوربات، کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها
اثرات تنش نوری بر گیاهان دارویی
نور نه تنها رشد گیاه را تحت تأثیر قرار میدهد، بلکه تولید متابولیتهای ثانویه و ماده مؤثره گیاهان دارویی را نیز تغییر میدهد:
- بابونه: کاهش نور باعث کاهش تعداد گلها، اندازه گلها و میزان اسانس به ویژه کامازولن میشود.
- تاجریزی و تتون: نور با طول موج کوتاه (فرابنفش) تولید آلکالوئیدها را افزایش میدهد.
- گل انگشتانه: شدت نور بالا باعث افزایش گلیکوزیدها و ترکیبات آلکالوییدی میشود.
- خشخاش: نور زیاد در تولید مرفین و کدئین مؤثر است، اما تأثیر آن بسته به رقم گونه متفاوت است.
همچنین، میزان روشنایی روزانه و طول موج نور بر سنتز ماده مؤثره گیاهان دارویی تأثیر مستقیم دارد. برای مثال، گیاهانی که نیاز به روشنایی طولانی دارند، در مناطق استوایی ممکن است ماده مؤثره کمی تولید کنند.
نقش نور در صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک
قرار گرفتن گیاه در معرض نور مستقیم میتواند اثرات منفی زیر را داشته باشد:
- تغییر شکل برگ و ضخامت آن
- کاهش کلروفیل و فتوسنتز
- کاهش رشد رویشی و تولید گل
- تغییر ترکیبات شیمیایی و متابولیتهای ثانویه
مدیریت تنش نوری در کشاورزی
برای کاهش اثرات منفی نور بر گیاهان دارویی، کشاورزان میتوانند از روشهای زیر استفاده کنند:
1. مدیریت محیطی
- استفاده از توری سایهانداز
- افزایش رطوبت نسبی در گلخانهها
- تنظیم تراکم کاشت و فاصله بین گیاهان
2. مدیریت تغذیهای
- مصرف پتاسیم برای کنترل باز و بسته شدن روزنهها
- تأمین منگنز و منیزیم برای پایداری کلروفیل
- کاربرد سیلیکون برای افزایش ضخامت برگ و کاهش نفوذ نور شدید
3. مدیریت بیوشیمیایی
- محلولپاشی اسیدهای آمینه مانند پرولین و گلایسین بتائین
- تأمین ریزمغذیها جهت افزایش ظرفیت آنتیاکسیدانی
4. اصلاح نباتی
- انتخاب و کشت اریاق مقاوم به شدت نور بالا
- استفاده از گونهها و ارقام مناسب مناطق گرم و خشک
نتیجهگیری
تنش نوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد و کیفیت گیاهان دارویی است. با درک دقیق مکانیسمهای فیزیولوژیک، اثر نور بر متابولیتها و بهرهگیری از روشهای مدیریت محیطی، تغذیهای، بیوشیمیایی و اصلاح نباتی میتوان خسارت ناشی از نور شدید را کاهش داد و عملکرد و کیفیت گیاهان دارویی را افزایش داد.
علاوه بر تنش نوری، سایر تنشهای غیرزنده مانند شوری، خشکی و سرما نیز میتوانند عملکرد گیاهان را تحت تأثیر قرار دهند. برای اطلاعات بیشتر، به مقالات بخش فیزیولوژی گیاهی مراجعه کنید.