بخشی از مقاله
چکیده
آلاینده های اتمسفری یکی از مشکلات زیست محیطی مهم در جهان به شمار میآیند. میزان آسیبهایی که آلایندههای هوا در گیاهان ایجاد میکنند به ورود آلایندهها به برگ و میزان واکنشپذیری محصولات آلایندهها بستگی دارد. بر این اساس تحقیق حاضر به منظور مطالعه تاثیر آلایندهها بر برخی شاخصهای فیزیولوژیکی نظیر میزان رنگدانههای فتوسنتزی، آنتوسیانین و پروتئین گیاه نارون - Ulmus minor Mill. - انجام گردید.
نتایج این تحقیق نشان داد میزان رنگدانههای کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئیدها و نیز غلظت آنتوسیانین با افزایش غلظت آلایندهها، افزایش معنیداری از لحاظ آماری نشان دادند. همچنین در بررسی میزان پروتئین مشخص شد که غلظت پروتئین با افزایش غلظت آلایندهها، افزایش چشمگیری از خود نشان داده است. این نتایج نشان میدهد که گیاه نارون از افزایش کلروفیلها، کاروتنوئید، آنتوسیانین و پروتئین برای مقابله با تنش افزایش غلظت آلایندهها استفاده کرده است. بنابراین فاکتورهای ذکر شده اطلاعات مناسبی را در مورد وضعیت فیزیولوژیکی گیاه در معرض تنش قرار گرفته، بیان میکنند.
-1 مقدمه
شناخت روابط موجود بین پوشش گیاهی و عاملهای محیطی، به دلیل نقش مهم گیاهان در تعادل اکوسیستم و بهره-گیریهای مختلفی که بشر به طور مستقیم و غیر مستقیم از آن میکند، پرهیز ناپذیر است . - 1 - آلایندههای شیمیایی به وسیله تعدادی از فعالیتهای طبیعی و مصنوعی وارد محیط زیست شده که در نهایت باعث ایجاد اثرات نامطلوب بر سلامت انسانها و محیط زیست میگردند.
امروزه بسیاری از شهرهای مهم دنیا با مشکلات زیست محیطی مواجه هستند، که در راس آنها وضعیت نامطلوب کیفیت هوا است . آلودگی هوا با افزایش جمعیت، گسترش شهرنشینی و مصرف بالای سوختهای فسیلی روز به روز در حال افزایش است .
میزان آسیبهایی که آلایندههای هوا در گیاهان ایجاد میکنند به ورود آلایندهها به برگ و میزان واکنشپذیری محصولات آلایندهها با ترکیبات اصلی سلول بستگی دارد. گونههای گیاهیمخصوصاً درختها و درختچهها مهمترین رسوبدهندهها هستند که با به دام انداختن و جذب بسیاری از گازها، آلایندههای هوا و ذرات گرد و غبار موجود در هوا، کیفیت زندگی شهری را بهبود میدهند
با توجه به جمعیت زیاد و موقعیت جغرافیایی شهر تهران و نیز افزایش روز افزون خودروها در آن، سالیانه بر آلودگی این شهر افزوده شده است. بنابراین بررسی اثر تنشهای زیست محیطی بر گیاهان احتمالاً میتواند در جهت کاهش آلودگی هوا فاکتور مهمی محسوب شود. گیاه مورد مطالعه، درخت نارون Ulmus minor Mill. از تیره Ulmaceae است. درختی کوچک یا متوسط که در جنگلهای کم ارتفاع میروید با ساقههای رونده، شاخههای بدون کرک یا کم و بیش کرکدار، گاهی چوب پنبهای، جوانهها بدون کرک یا کرکدار، برگهای شاخههای کوتاه مسن از نظر بزرگی بسیار متنوع، به طول تا 10 به عرض چهار سانتیمتر. بیضوی، نوک تیز تا به تدریج نوکدار و با قائده مورب میباشد برخی گونههای نارون به سبب شکل طاق مانند تاجش در فضاهای شهری بسیار به کار رفته است. علاوه بر این، چوب این درختان از دیر باز مورد توجه صنعتگران بوده است
در تحقیق حاضر اثر تنشی آلایندهها بر گیاه نارون از طریق اندازهگیری رنگدانههای فتوسنتزی، آنتوسیانین و پروتئین مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 مواد و روشها
برای انجام تحقیق حاضر نمونههای برگی درخت نارون از یک منطقه در مازندران - منطقه - 1 و سه منطقه مختلف تهران شامل تجریش - 2 - ، پارک لاله - 3 - و پارک شهر - 4 - جمعآوری شدند. نمونهها به صورت تصادفی از 5 پایه درختی جمعآوری شده و در دمای چهار درجه سانتیگراد به آزمایشگاه منتقل گردیده و برای انجام آزمایشات فیزیولوژیک در دمای -80 درجه سانتیگراد قرار داده شد.
در این تحقیق برای اندازهگیری رنگدانهها - کلروفیل a، b و کاروتنوئید - از روش Lichtentaler - 1987 - استفاده شد . - 7 - استخراج رنگدانههای برگی با استفاده از محلول استون 10 - 80% میلیلیتر به ازای یک گرم وزن تر برگ - با دور سانتریفیوژ g 3000 به مدت 20 دقیقه صورت گرفت. سپس با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر میزان جذب کلروفیل a، b و کاروتنوئید در طول موج های 663، 646 و 470 نانومتر تعیین گردید. میزان غلظت رنگیزهها بر اساس میلیگرم بر گرم وزن تر محاسبه گردید.
سنجش میزان آنتوسیانین با استفاده از روش Masukasu و همکارانش - 2003 - صورت گرفت .[8] برای استخراج آنتوسیانین به ازای هر 0/2 گرم از نمونه برگی 3 میلیلیتر متانول اسیدی - V/V HCL 1% - استفاده شده و پس از هموژن شدن کامل با همزن برقی، عصاره حاصل با استفاده از کاغذ صافی صاف شد. سپس با دور 6000 g به مدت 25 دقیقه سانتریفیوژ گردید. محلول رویی صاف شده به مدت یک شب در تاریکی و در دمای چهار درجه سانتیگراد قرار گرفتند، سپس جذب آنها در طول موج 550 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری و برای محاسبه غلظت آنتوسیانین از معادله - 1 - استفاده شد.
در تحقیق حاضر، مقدار پروتئین با استفاده از روش Bradford - 1976 - تعیین گردید . - 9 - برای عصارهگیری به ازای هر گرم نمونه تازه گیاهی 10 میلیلیتر بافر استخراج پتاسیم فسفات 0/1 مولار اضافه شد. عصاره صاف شده به مدت 25 دقیقه با دور 16000 g سانتریفیوژ شد. پس از افزودن معرف بردفورد بعد از گذشت 10 دقیقه با اسپکتروفتومتر در طول موج 595 نانومتر جذب پروتئین تعیین گردید. میزان غلظت پروتئین در نمونهها با استفاده از منحنی استاندارد پروتئین BSA - سرم آلبومین گاوی - بر حسب میلیگرم بر گرم وزن تر گیاه ارائه شده است.
-3 نتایج و بحث
با استفاده از گزارشات اداره کنترل کیفیت هوا نمودار غلظت آلایندههای مونواکسید کربن، دی اکسید نیتروژن و ازن طی پنج سال اخیر با توجه به نزدیکترین ایستگاه گزارش به مکان نمونهبرداری، رسم شد - شکل . - 1 نتیجه حاصل از میزان غلظت آلایندهها در طی پنج سال اخیر نشان داده است که مناطق 1 و 2 و 3 و 4 به ترتیب با افزایش غلظت هر سه آلاینده همراه بوده است.
شکل -1 میانگین سالیانه غلظت آلایندههای مونواکسید کربن، دی اکسید نیتروژن و ازن در چهار ایستگاه نمونهبرداری شده شامل مازندران - 1 - ، تجریش - 2 - ، پارک لاله - 3 - و پارک شهر . - 4 -
نتایج نشان داده است که میزان کلروفیل a و b با افزایش میزان غلظت آلایندهها از نظر آماری، افزایش معنیداری داشته است به طوری که غلظت کلروفیل a در منطقه چهار با غلظت 0/784 میلیگرم بر گرم، 25 درصد افزایش را نسبت به منطقه 1 با غلظت 0/594 میلیگرم بر گرم نشان داده است - شکل . - 2 نتایج بررسی های Gratani و همکاران نشان داده است که در مناطق آلوده ضخامت برگ افزایش مییابد
مزوفیل ضخیمتر، توانایی بیشتری در سمزدایی دارد - 11 - و از طرف دیگر برگهای ضخیم، پتانسیل فتوسنتزی بیشتری دارند - 12 - ، که ممکن است بیانگر وجود یک رابطه مستقیم بین افزایش میزان کلروفیل در مناطق آلوده باشد . همچنین افزایش میزان کلروفیل b از منطقه 1 به منطقه 4 حدود 25 درصد بوده است. اگرچه نسبت کلروفیل a به b در این مطالعه با افزایش میزان غلظت آلایندهها از لحاظ آماری تغییر معنیداری نداشته است که حاکی از تغییرات تقریباً یکسان میزان کلروفیل a و کلروفیل b میباشد - شکل . - 2
همچنین میزان رنگیزه کاروتنوئید در مناطق با آلودگی بالاتر افزایش معنیداری را در سطح یک درصد از خود نشان داده است به طوری که غلظت این رنگیزه در مناطق 3 و 4 حدود 20 درصد نسبت به منطقه 1 با غلظت 0/226 میلیگرم بر گرم وزن تر گیاه افزایش یافته است - شکل . - 2 با توجه به اهمیت نقش حفاظتی رنگدانه کاروتنوئید، احتمالاً گیاه با افزایش میزان کاروتنوئید در برابر شرایط تنشی ناشی از افزایش غلظت آلایندهها از خود مقاومت نشان داده است.
شکل -2 اثر غلظتهای مختلف آلایندهها در مناطق مختلف ذکر شده بر میزان کلروفیل a، b، نسبت کلروفیل a به - a/b - b و کاروتنوئید برگ نارون. میانگینهای دارای حروف غیر مشترک بر اساس آزمون One-way ANOVA در سطح احتمال یک درصد معنیدار هستند.
