پراکسید هیدروژن برای سلول­های گیاهی بخصوص اندامک کلروپلاست بسیار سمی است. زیرا در غلظت­های خیلی پایین، باعث ممانعت از فعالیت آنزیم­ های چرخه کلوین خصوصاً آنزیم­ های دارای گروه سولفیدریل مثل گلیسر­آلدئید 3-فسفات دهیدروژناز و فروکتوز 1 و 6 بیس­فسفاتاز می­گردد . H₂O₂ به وسیله گليكولات اكسيداز در چرخه C₂ تنفس نوري توليد می­ شود؛ بنابراین حذف پراکسید هیدروژن برای جلوگیری از آسیب­های سلولی ضروری است. آنزیم کاتالاز مسئول تجزیه آب­اکسیژنه به آب و اکسیژن مولکولی است و نیازی به ترکیب احیاء کننده همراه ندارند .

البته کاتالاز فقط در پراکسی­زوم واقع شده است و به نور بسیار حساس است، بنابراین دامنه فعالیت آن برای سم­زدایی آب­اکسیژنه محدود است. زمانی که مقدار ROS تحت شرایط تنش خیلی زیاد شود، در سم­زدایی گونه­ های فعال شرکت می­ کند [Mittler, 2002] و آنزیم­ های دیگری باید در این سم­زدایی سهیم باشند که از آن جمله می­توان پراکسیداز­ها را نام برد .
1-14-1-3-پراکسیداز­ها
پراکسیداز­ها گروهی از آنزیم­ های آنتی­اکسیداتیو هستند که باعث تجزیه آب­اکسیژنه به وسیله اکسیداسیون یک ماده همراه می­شوند و در سیتوزول، واکوئل، کلروپلاست و فضای خارج سلولی وجود دارند و بر اساس ترکیب همراهشان تقسیم بندی می­شوند:
1-14-1-3-1-آسکوربات پراکسیداز (APX)
آسکوربات پراکسیداز آنزیم آنتی­اکسیدانی است که در چرخه آسکوربات-گلوتاتیون شرکت می­ کند و فعالیت این چرخه در کلروپلاست، سیتوسول، پراکسی­زوم و آپوپلاست گزارش شده است [Asada, 1999]. این آنزیم از آسکوربات، به عنوان عامل احیا کننده استفاده کرده و آب­اکسیژنه را به آب و اکسیژن تجزیه می­ کند و در گیاهان تحت تنش خشکی و شوری به کرات مطالعه شده است .
میل ترکیبی زیاد آسکوربات پراکسیداز به آب­اکسیژنه نشان می­دهد که چرخه آسکوربات-گلوتاتیون نقش حیاتی در کنترل سطح ROS در اندامک­های سلولی دارد [Mittler, 2002].
1-14-1-3-2- گایاکول پراکسیداز (GPX)
این آنزیم از اکسیداسیون ترکیبات فنلی مثل گایاکول برای سم­زدایی و تجزیه آب­اکسیژنه استفاده می­ کند و در سیتوسول، واکوئل و دیواره سلولی دیده می­ شود [Blokhina., 2003].
منظور از ترکیبات دهنده () ترکیبات فنولی مثل گایاکول است که می­توانند به عنوان دهنده الکترون به پراکسید هیدروژن عمل کنند.
1-14-2- اثرات تنش شوری بر فعالیت آنزیم­ های پراکسیداز، کاتالاز،آسکوربات پراکسیداز در بادام و ساير درختان ميوه
گزارش شده است که تنش شوری، هومئوستازی پتانسیل آب و توزیع یون را هم در سطح سلول و هم در سطح کل گیاه برهم می­زند و موجب تنش اسمزی می­ شود. این کمبود آب موجب ایجاد گونه­ های اکسیژن واکنش پذیر(ROS) مانند سوپراکسید هیدروژن، رادیکال هیدروکسید و اکسیژن می­ شود. این اکسیژن­های فعال شده سیتوزولی، موجب اختلال در متابولیسم از طریق خسارت اکسیداتیو بر لیپیدها، پروتئین­ها و اسیدهای نوکلئیک می­ شود و فعالیت آنزیم­ های اکسیدانت مانند کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات و گلوتامین رداکتاز را تحت تنش افزایش می­دهد .
فعاليت آنزيم­های آنتي­اكسيدا نتي مانند كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز، پراكسيداز، گلوتاتيون ردوكتاز و سوپراكسيد ديسموتاز تحت تنش شوري در گياهان افزايش پيدا می­ کنند و ارتباطي بين ميزان آنزيم­ها و مقاومت به شوري وجود دارد .
تحمل به شوري، به يك سيستم آنتي اكسيداني كارآمد بستگي دارد و در ارقام متحمل­تر و در سطوح بالاي شوري، ميزان فعاليت آنزيم­هاي آنتي اكسيدان بيشتر است .
رهنمون و همکاران ]1392[، تأثير سطوح مختلف شوري را روي تغييرات آنزیمی در 47 ژنوتیپ بادام بررسی و گزارش کردند که به موازات انباشت يون­هاي سديم و كلر در برگ، فعاليت آنزيم­هاي آنتي اكسيدان كاتالاز و آسكوربات پراكسیداز با افز ايش سطوح نمك تا 75 میلی مول روند افزايشي معنی­داری داشت. فعاليت آنزيم پراكسيداز تا سطح شوري 50 ميلي مول افزايشي و در سطوح بالاتر، كاهشي بود.
سرخه و همکاران ، اثر تنش شوری در چهار سطح 0، 40، 80 و 120 میلی مولار را بر تغییرات فعالیت آنزیم­ های کاتلاز، پراکسیدار و سوپراکسید دیسموتاز در 8 جنس مختلف بادام شامل P. reuteri، P. lycioides ،P. glauca ، P. elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسی و گزارش کردند که فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز در تمامی جنس­های مطالعه شده با افزایش غلظت شوری تا 120 میلی مولار، به­ طور معنی­داری افزایش یافت. به­طوریکه بیشترین فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز در سطح تنش شوری 120 میلی مولار و در جنس­های P. reuteri،P. glauca ، P. arabica و P. scopariaمشاهده شد. فعالیت آنزیم پراکسیداز نیز در تمامی جنس­های مطالعه شده با افزایش غلظت شوری تا 120 میلی مولار، افزایش یافت ولی تنها در جنس­های P. arabica و P. lycioides، میزان افزایش فعالیت آنزیم پراکسیداز در سطح 120 میلی مولار نسبت به سطح شوری 80 میلی مولار معنی­دار بود. فعالیت آنزیم کاتالاز نیز در تمامی جنس­های مطالعه شده با افزایش غلظت شوری تا 40 میلی مولار، به­ طور معنی­داری نسبت به گیاهان شاهد، افزایش یافت. سپس با افزایش بیشتر غلظت شوری و در سطوح 80 و120 میلی مولار، میزان فعالیت آنزیم کاتالاز به­ طور معنی­داری نسبت به گیاهان شاهد، کاهش یافت. در مجموع صفات بررسی شده در این تحقیق، جنس­های P. reuteri،P. glauca و پس از آنها جنس P. scoparia که به­ترتیب دارای بالاترین میزان فعالیت در آنزیم­ های سوپراکسید دیسموتاز و پراکسیداز بودند، به عنوان متحمل­ترین جنس­های بادام به شوری تشخیص داده شدند.
اثر تنش خشکی در چهار سطح 0، 6/0-، 1-، 5/1- مگا پاسکال بر میزان فعالیت آنریم پراکسیداز در دو رقم انگور شاهانی و بیدانه سفید بررسی و گزارش شد که فعالیت این آنزیم با افزایش سطح تنش خشکی تا 1- مگاپاسکال به­ طور معنی­داری نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت و میزان فعالیت آن در رقم شاهانی بیشتر از رقم بیدانه سفید بود ]طلایی و همکاران، 1390[.
اثر تنش خشکی در دو سطح شاهد و 5/1- مگاپاسکال بر میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز در 6 رقم زيتون زرد، روغني، فيشمي، نبالي، آربكين و گوردال) طي سه مرحله متناوب (تنش و آبياري مجدد بررسی و گزارش شد كه با افزايش تنش خشكي فعالیت آنزیم پراکسیداز در برگ تمامی ارقام مورد مطالعه به­ طور معنی­داری افزایش يافت و ميزان آن در ارقام مختلف زيتون متفاوت بود ]ضرابی و همکاران، 1389[.
1-14-3- اثرات تنش شوری بر محتوای پراکسید هیدروژن در بادام و ساير درختان ميوه
اکسید نمودن اسیدهاي آمینه مهمی نظیر تریپتوفان، هیستیدین و متیونین ناشی از اثرات مخرب رادیکال سوپراکسید می­باشد et al., 2001] [Breusegem. همچنین دلیل سمیت بیولوژیک پراکسید هیدروژن را به اکسید نمودن گروه­هاي تیول نسبت ­می­ دهند . بعلاوه برخي از آنزيم­هاي چرخه كالوين نظير ريبولوز بي­فسفات كيناز و بي­فسفاتاز­ها به مقادیر غیر طبیعی و بالايی به اين ماده حساس بوده و فعاليت آن­ها در اين شرايط كاهش مي­يابد. کاهش فعاليت آنزيم­هاي مذكور سبب كاهش تثبيت دی­اکسید كربن در چرخه كالوين مي­گردد . رادیکال هیدورکسیل، سمی­ترین شکل فعال احیاي ناقص اکسیژن است که از میل ترکیبی شدیدي با ماکرومولکول­هاي حیاتی سلول، برخوردار می­باشد .
از اين ميان آنزیم­هاي كاتالاز، پراكسيداز و آسكوربات پراكسيداز با اينكه همگي از بين برندة پراكسيد هيدروژن محسوب مي­شوند، ولي هر كدام حوزة فعاليت جداگانه­اي در داخل سلول دارند [Smirnoff, 1993] . کاتالاز یکی از آنزیم­ های آنتی اکسیدان مهم است که پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تبدیل می کند [Mittler, 2002]. آنزیم پلی فنول اکسیداز تبدیل مونوفنول­ها را به دي فنول­ها و همچنین اکسیداسیون دي فنول­ها را به کو ئینون­ها که در پلی مریزاسیون رنگدانه نقش دارند، کاتالیز می کند et al., 2001] [Breusegem. آنزیم پراکسیداز هم در شکستن پراکسید هیدروژن نقش دار د و در دیواره سلولی، شبکه آندوپلاسمی، دستگاه گلژي و واکوئل یافت می­ شود .
اختلاف سطح فعاليت آنزيم­هاي آنتي اكسيدان علاوه بر گونه­هاي مختلف گياهان حتي بين اندام­هاي يك گياه نيز آشكار شده است . از آنجا كه اين رخداد وضعيت عمومي گياه در شرايط تنش را از طريق حذف راديكال­هاي آزاد بهبود مي­بخشد، مي­تواند به عنوان شاخصي براي ارزيابي تحمل ژنوتيپ­ها استفاده شود .
سرخه و همکاران ، اثر تنش شوری در چهار سطح 0، 40، 80 و 120 میلی مولار را بر تغییرات محتوای پراکسیدهیدروژن در 8 جنس مختلف بادام شامل P. reuteri، P. lycioides ،P. glauca ، P. elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسی و گزارش کردند که محتوای پراکسید هیدروژن در تمامی جنس­های مطالعه شده، با افزایش سطح شوری تا 40 میلی مولار کاهش یافت. سپس با افزایش بیشتر سطح شوری، محتوای پراکسدهیدروژن برگ تمامی جنس­های مطالعه شده تا سطح 120 میلی مولار به­ طور معنی داری افزایش یافت. آن­ها بیان کردند کاهش تجمع پراکسیدهیدروژن در سطح شوری 40 میلی مولار به دلیل افزایش معنی­دار فعالیت آنزیم کاتالاز تا این سطح از تنش شوری است و افزایش در تجمع پراکسیدهیدروژن در سطوح بالاتر تنش شوری به دلیل کاهش معنی­دار فعالیت آنزیم کاتالاز بود.
1-14-4- اثرات تنش شوری بر محتوای پروتئین­های محلول کل در بادام و ساير درختان ميوه
يکی از اولين اثرات تنش خشکی وشوری، کاهش در سفتی ديواره­های سلولی و ميزان مواد محلول ديواره­ها نظير پروتئين­ها می­باشد . يکی از دلايل کاهش ميزان پروتئين در اثر کمبود آب، کاتابوليسم شديد و تجمع ميزان زياد پروتئين­هايی است که وزن مولکولی کم دارند و يا آمينو­اسيد­های آزاد و آميد­ها و تعدادی از پپتيد­ها و … است ]حيدری شريف­آباد، 1380[.
گزارش شده است که تنش شوری موجب تنش اسمزی می شود. این کمبود آب موجب ایجاد گونه های اکسیژن واکنش پذیر(ROS) مثل سوپراکسید هیدروژن، رادیکال هیدروکسید و اکسیژن می­ شود. این اکسیژن­های فعال شده سیتوزولی موجب اختلال در متابولیسم از طریق خسارت اکسیداتیو بر لیپیدها، پروتئین­ها و اسیدهای نوکلئیک می­ شود .
پروتئين­هايی که در شرايط تنش ايجاد می­شوند دو دسته اند: اول، پروتئين­های تنش شوری که فقط در صورت تنش شوری تجمع می­يابند و به عنوان تنظيم­کننده اسمزی فعاليت می­ کنند و دوم، پروتئين­های تنش که در پاسخ به گرما، سرما، خشکی، غرقابی و کمبود و يا زيادی عناصر معدنی در سلول­ها تجمع می­يابند. ارتباط بين تجمع پروتئين­های محلول در گياه و ميزان مقاومت به شوری، به گونه گياهی بستگی دارد، چون در برخی از گونه­ های گياهی افزايش در سنتز پروتئين­های شوری ارتباطی با مقاومت به شوری ندارد. پس از اين فاکتور نمی­ توان به عنوان شاخص اصلی مقاومت به تنش استفاده کرد .
سرخه و همکاران ، اثر تنش شوری در چهار سطح 0، 40، 80 و 120 میلی مولار را بر تغییرات محتوای پروتئین­های محلول کل در 8 جنس مختلف بادام شامل P. reuteri، P. lycioides ،P. glauca ، P. elaagnifolia، P. arabica،P. oreientalis ، P. communis و P. scoparia بررسی و گزارش کردند که محتوای پروتئین­های محلول کل در جنس P. elaagnifolia تا تیمار 120 میلی مولار به­ طور معنی داری افزایش یافت درحالی­که در سایر جنس­های مطالعه شده، محتوای پروتئین محلول کل ابتدا تا تیمار 40 میلی مولار به­ طور معنی داری افزایش یافت، سپس مقدار آن در تیمار 80 میلی مولار کاهش یافت و مجددا با افزایش غلظت شوری، افزایش یافت.
حبیبی و امیری ]1392[، تغییرات در محتوای پروتئین­های محلول را در دو پاية نارنج و پونسیروس تحت شرایط تنش شوري درون شيشه­اي با غلظت­های 0، 50، 100، 150 و 200 میلی مولار بررسی و گزارش کردند که محتوای پروتئین­های محلول با افزایش غلظت شوری در هر دو پايه كاهش يافت. در مجموع، پاية نارنج پروتئين كل بيشتري نسبت پاية پونسيروس داشت. طبق نتايج به دست آمده، پاية نارنج در شرايط درون شيشه­اي، مقاوم تر از پاية پونسيروس به تنش شوري بود و تحمل بيشتري در سطوح بالاي شوري داشت.
اثر تنش خشکی در چهار سطح شاهد، 6/0-، 1-، 5/1- مگا پاسکال بر محتوای پروتئین­های محلول در دو رقم انگور شاهانی و بیدانه سفید بررسی و گزارش شد که در هر دو رقم، ابتدا محتوای پروتئین­های محلول با افزایش سطح تنش خشکی تا 6/0- مگاپاسکال نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت و سپس با افزایش بیشتر سطح تنش خشکی تا 5/1- مگاپاسکال، محتوای پروتئین­های محلول در هر دو رقم به­ طور معنی­داری کاهش یافت ]طلایی و همکاران، 1390[.
اثر تنش خشکی در دو سطح شاهد و 5/1- مگاپاسکال بر تغییرات محتوای پروتئین­های محلول 6 رقم زيتون زرد، روغني، فيشمي، نبالي، آربكين و گوردال) طي سه مرحله متناوب (تنش و آبياري مجدد بررسی و گزارش شد كه با افزايش تنش خشكي ميزان پروتئين محلول كل كاهش يافت به­طوریکه ميزان آن در ارقام مختلف زيتون متفاوت بود ]ضرابی و همکاران، 1389[.
1-14-5- اثرات تنش شوری بر سنتز تنظيم کننده­ های اسمزی^[33] بادام و ساير درختان ميوه
تنظيم اسمزی به عنوان يک سازگاری مهم اجتناب از تنش­های اسمزی می­باشد زيرا به حفظ فشار تورمی و حجم سلول کمک می­ کند ]حيدری شريف­آباد، 1380[ و به واسطه تجمع متابوليت­هايی مانند مانیتول، فروکتان ها، ترهالوز، اونونیتول، پرولین، گلایسین بتائین و اکتوئین هستند که در مهندسی­های اخیر روی آن­ها کار شده است. این اسمولیت­ها در زدودن ROS فعال هستند و منجر به حفاظت بهتر از سلول­ها می شوند. تولید اسمولیت در گیاهان دست ­ورزی شده نه تنها تحمل به تنش شوری بلکه تحمل به سایر تنش­ها از قبیل سرمازدگی، یخ زدگی، گرما و خشکی را بهبود می بخشد [Chen, S et al., 2001]. متابوليت­های سازگار، دارای وزن مولکولی پايين بوده و در غلظت­های بالا برای سلول­های گياهی سمی نمی­باشند و از آنجايی که اين ترکيبات مانع از دست رفتن آب سلول­ها می­شوند به آن­ها حفاظت کننده­ های اسمزی^[34] نيز می­گويند ]اشرف و فولاد، 2007[. تجمع اين ترکيبات در گياهان باعث تنظيم اسمزی در داخل گياه شده و با جلوگيری از کاهش آب گياه و با کمک به جذب بيشتر آب از خاک در حفظ فتوسنتز و رشد گياه موثرند . اسمو لیت ها در حفظ ساختمان پروتئين­ها . محافظت از زير­ساختار­های سلولی ]اشرف و فولاد، 2007[، حفاظت از غشا­های سلولی و تأمين انرژی و کربن مورد نياز گياه [Karamanos, 1995] نیز دخالت دارند.
تنظيم اسمزي يك مكانيسم مهم در تحمل به شوری است. زيرا اين مكانيسم به گياه امكان انجام اعمال زير را در شرايط تنش شوری مي‌دهد:
1-تداوم توسعه سلولي
2- تنظيمات روزنه‌اي و فتوسنتزي
3-رشد بهتر گياه
4- توليد محصول
جدول 1-2- عكس‌العمل به تنش آبي -تجمع متابوليت‌ها ونقش آن­ها در تحمل تنش .