نقش سامانهی دفاعی آنتیاکسیدانی در مهار تنش ناشی از کاربرد حشرهکشها در جمعیتهای تریپس غربی گل مقاوم به دیکلرووس و آبامکتین
کد مقاله : 1511-24IPPC (R1)
نویسندگان
1گروه گیاهپزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2گروه گیاهپزشکی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
3بخش تحقیقات آفتکشها، موسسه تحقیقات گیاهپزشکی کشور، تهران، ایران
چکیده
تریپس غربی گل به عنوان یکی از آفات خسارتزای محصولات کشاورزی، پتانسیل بالایی برای توسعهی مقاومت به حشرهکشها داراست. فشار گزینشی بالای حشرهکشها که منجر به بروز مقاومت به حشرهکشها میشود نوعی تنش است که میتواند بر سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی و شاخصهای بروز تنش اکسیدانی اثرگذار باشد. لذا در این پژوهش، سطح هیدروژنپراکسید، فنل و مالوندیآلدئید به عنوان شاخص بروز تنش اکسیدانی و فعالیت آنزیمهای سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون رداکتاز و پلی فنول اکسیداز در پورهی سن دوم هشت جمعیت ایرانی تریپس غربی گل مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار پراکسید هیدروژن در دو جمعیت یزد و البرز با بیشترین مقاومت به دیکلرووس و آبامکتین (به ترتیب با نسبت مقاومت 114/2 و 57/59 مرتبه) با نسبت 67/1 و 44/1 مرتبه در مقایسه با جمعیت حساس وجود دارد درحالیکه کمترین مقدار در جمعیت حساس اصفهان مشاهده گردید. مقدار مالوندی-آلدئید نیز در جمعیتهای مقاوم بیشتر از جمعیت حساس بوده و با نسبت 41/3 مرتبه برای جمعیت یزد و 16/3 مرتبه برای جمعیت البرز ارزیابی شد. برخلاف دو فاکتور قبل، مقدار فنول در جمعیتهای مقاوم کمتر از جمعیت حساس اصفهان بدست آمد بطوریکه نسبت آن در جمعیت یزد و البرز در مقایسه با جمعیت اصفهان به ترتیب برابر با 74/0 و 87/0 مرتبه محاسبه گردید. همچنین نتایج اندازهگیری آنزیمهای دفاعی آنتی اکسیدانی نشان داد که آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در دو جمعیت یزد و البرز فعالیت بالاتری داشته (06/4 و 1/2 مرتبه) و با تبدیل آنیون سوپراکسید به پراکسید هیدروژن منجر به القاء و افزایش فعالیت کاتالاز شده است (به ترتیب برابر با 23/2 و 32/1 مرتبه). با اینحال، در غلظتهای بالای پراکسید هیدروژن این آنزیم به تدریج اشباع شده و پراکسیدازها مانند آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون رداکتاز فعال میشوند. سطح فعالیت این دو آنزیم در جمعیت یزد و البرز به ترتیب برابر با 9/1 و 53/1 مرتبه و 96/1 و 85/1 مرتبه در مقایسه با جمعیت حساس بدست آمد. همچنین فعالیت پلی فنول اکسیداز کاهش معنیداری در مقایسه با جمعیت حساس نشان داد (88/0 و 56/0 مرتبه). بر اساس نتایج میتوان عنوان کرد که در دو جمعیت مقاوم تریپس غربی گل در مقایسه با جمعیت حساس، اثرات مخرب ناشی از وجود مقدار بیشتری از گونههای اکسیژن فعال و بدنبال آن پراکسید هیدروژن با افزایش فعالیت آنزیمهایی که در تجزیهی این مولکولها نقش دارند کاهش یافته و سیستم دفاعی آنتیاکسیدانی جمعیت را، در برابر تنش ناشی از فشار مداوم حشرهکش در حالت فعال نگه داشته است.
کلیدواژه ها
Title
The role of the antioxidant defense system in suppressing the stress caused by the use of insecticides in the dichlorvos and abamectin resistance populations of western flower thrips
Authors
Abstract
Western flower thrips, as one of the dangerous pests of agricultural crops, has a high potential for the development of resistance to insecticides. The high selective pressure of insecticides that leads to resistance to insecticides is a type of stress that can affect the antioxidant defense system and the indicators of oxidative stress. Therefore, in this study, hydrogen peroxide, phenol and malondialdehyde levels were measured as indicators of oxidative stress. In addition, the activities of superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and polyphenol oxidase were measured in the 2nd instar larvae of eight Iranian populations of western flower thrips.
The results showed that the highest content of hydrogen peroxide in the Yazd and Alborz populations, 1.67 and 1.44-fold with a resistance factor 2.114 and 59.57fold, respectively, as compared to the susceptible population. The level of malondialdehyde was also higher in the resistant populations and was evaluated with a ratio of 3.41-fold for Yazd population and 3.16-fold for Alborz population. Unlike the previous two factors, the amount of phenol in the resistant populations was lower than the susceptible one. Also, the results of the measurement of antioxidant defense enzymes activities showed that superoxide dismutase had a higher activity in Yazd and Alborz populations (4.06 and 2.1-fold) and by converting the superoxide anion into hydrogen peroxide, it led to the induction and increase of catalase activity, equal to 2.23 and 1.32-fold, respectively. However, in high concentrations of hydrogen peroxide, this enzyme is gradually saturated and peroxidases such as ascorbate peroxidase and glutathione reductase are activated. The activity of these two enzymes in Yazd and Alborz populations were equal to 1.9 and 1.53-fold and 1.96 and 1.85-fold, respectively. In addition, polyphenol oxidase showed a significant decrease compared to the susceptible population (0.88 and 0.56-fold). Based on the results, it can be noted that in the two resistant populations of western flower thrips, compared to the susceptible one, the harmful effects caused by the presence of a larger content of reactive oxygen species and then hydrogen peroxide are reduced by increasing the activity of enzymes that play a role in the decomposition of these molecules. The antioxidant defense system has kept the population active against the stress caused by the selective pressure of insecticides.
The results showed that the highest content of hydrogen peroxide in the Yazd and Alborz populations, 1.67 and 1.44-fold with a resistance factor 2.114 and 59.57fold, respectively, as compared to the susceptible population. The level of malondialdehyde was also higher in the resistant populations and was evaluated with a ratio of 3.41-fold for Yazd population and 3.16-fold for Alborz population. Unlike the previous two factors, the amount of phenol in the resistant populations was lower than the susceptible one. Also, the results of the measurement of antioxidant defense enzymes activities showed that superoxide dismutase had a higher activity in Yazd and Alborz populations (4.06 and 2.1-fold) and by converting the superoxide anion into hydrogen peroxide, it led to the induction and increase of catalase activity, equal to 2.23 and 1.32-fold, respectively. However, in high concentrations of hydrogen peroxide, this enzyme is gradually saturated and peroxidases such as ascorbate peroxidase and glutathione reductase are activated. The activity of these two enzymes in Yazd and Alborz populations were equal to 1.9 and 1.53-fold and 1.96 and 1.85-fold, respectively. In addition, polyphenol oxidase showed a significant decrease compared to the susceptible population (0.88 and 0.56-fold). Based on the results, it can be noted that in the two resistant populations of western flower thrips, compared to the susceptible one, the harmful effects caused by the presence of a larger content of reactive oxygen species and then hydrogen peroxide are reduced by increasing the activity of enzymes that play a role in the decomposition of these molecules. The antioxidant defense system has kept the population active against the stress caused by the selective pressure of insecticides.
Keywords
resistance, oxidative stress, oxidative defense, superoxide dismutase, Hydrogen peroxide