بخشی از مقاله
چکیده:
گیاهان در مراحل مختلف زندگی با شرایط تنشی گوناگونی مواجه هستند. وجود فلزات سنگین در خاک یکی از مهم ترین تنشهای محیطی محسوب میشود .این تحقیق با هدف بررسی اثر اسید سالیسیلیک بر جوانه زنی کلم زینتی و رشد دانهال در شرایط تنش با فلزات سرب و روی انجام شد. بذر ها 6 ساعت در محلولهای اسید سالسیلیک 0 - ،200، 300میلی گرم در لیتر - خیسانده شدند،
سپس در محیط کشتهای دارای نیترات سرب و سولفات روی در غلظتهای 0 - ، 50،100 و200میلی گرم در لیتر - با 3 تکرار کشت شدند. پس از 14 روز شاخص های مختلف جوانه زنی نظیر نسبت طول ساقه چه به ریشه چه، عرض برگ،وزن تر و خشک، و کلروفیل اندازه گیری شد. نتایج نشان دادغلظتهای مختلف سرب و روی اثر معنی داری بر محتوای کلروفیل و رشد ریشه، ساقه و عرض برگ داشت. بیشترین کاهش رشد ریشهچه، ساقه چه و عرض برگ به ترتیب در حضور نیترات سرب و سولفات روی مشاهده شد.
بطور کلی عرض برگ با افزایش غلظت فلزات در تمامی تیمارها کاهش یافت. همچنین بیشترین میزان بازدارندگی در جوانهزنی بذر و توسعه دانهالهای کلم زینتی به ترتیب در حضور فلز سرب و سپس روی بدست آمد. با این حال تیمارهای اسید سالسیلیک تاثیری در کاهش تاثیر مسمومیت با سرب و روی در گیاه کلم زینتی نداشت.
مقدمه:
آلودگی خاک خطرات روز افزونی برای سلامتی انسانها و محیط زیست دارد .عناصر سنگین از جمله مهم ترین آلاینده های محیط زیست به شمار می آیند که در چند دهه اخیر به شدت مورد توجه تعداد زیادی از پژو هشگران قرار گرفته اند . تجمع عناصر سنگین در خاک به ویژه زمینهای کشاورزی امری تدریجی بوده و غلظت عناصر می تواند به سطوحی برسد که امنیت غذایی بشر را تهدید نماید
اثرات بازدارندگی برخی از فلزات مانند مس، روی، سرب، کادمیوم، منگنز، و مس، بر روی ریشه، ساقه، و برگ در بسیاری از گیاهان همچنین توسط پژوهشگران گزارش شده است - Lidon and henriques .1998 - مشخص شده است که حساسیت به فلزات و سمیت آنها برای گیاهان نه تنها تحت تاثیر غلظت و نوع ماده سمی بوده بلکه وابسته به مراحل مختلف رشد و نمو گیاهان نیز بوده است . - Liu et al.,2005 - اخیرا مطالعات بر روی گیاهان در حال رشد در مکانهای آلوده به فلزات سنگین انجام شده که عمدتا بر روی اثر فلزات در مرحله جوانه زنی بذر متمرکز شده اند. سرب یکی از فلزات سنگین است که بر اثر فعالیت های انسانی، از قبیل حفاری معادن، اکتشاف، حمل و نقل و ترافیک مقدار آن در اطراف ما در حال افزایش است.
بین فلزات سنگین، سرب مهمترین آلود ه کننده محیط است - Salt et al., 1998; Yang et al., 2000 - به دلیل اینکه در همه مناطق جهان یافت شده و به سلامت کودکان و بزرگسالان آسیب می رساند 1998 - . - Lanphear, سرب در گیاهان باعث اختلال در میتوز، کلروز برگ ها، توقف رشد ریشه و ساقه و کاهش فتوسنتز و سنتز DNA می گردد و بر روی فعالیت های آنزیمی تاثیر گذار است.
سرب نه تنها بر روی رشد گیاهان اثر گذار است، بلکه با وارد شدن به چرخه غذایی باعث ایجاد خطرات برای انسان و حیوانات - Liu D et al.,2009 - می گردد . یکی از آثار سمیت سرب به علت تشابه ساختار یونی کلسیم و سرب بوده و به همین علت یون سرب بسیاری از جنبه های رفتاری Ca2+ را تقلید کرده و از فعالیت بسیاری از آنزیم ها جلوگیری می کند - . - Ruley et al., 2004 از سوی دیگر فلز روی - Zn - یک عنصر ریز مغذی غیر اکسیداتیو است که نقش ساختاری و کاتالیزوری کلیدی در بسیاری از پروتئین ها و آنزیم های دخیل در متابولیسم انرژی را دارد .
امروزه فرآیندهای تصفیه آلودگی فلزات سنگین، گران قیمت و برای محیط زیست مخرب هستند نتایج ارائه شده توسط تعدادی از نویسندگان به وضوح تاثیر منفی فلزات سنگین بر جوانه زنی بذر نشان می دهد. محدودیت این تاثیر بستگی به نوع فلزات سنگین، غلظت اعمال شده و گونه های گیاهی دارد. مطالعات نشان داده است که پوششهای بذر موانع اصلی برای فلزات هستند و از سمیت برای جنین تا زمانی که پوسته بذر توسط ریشه چه شکافته نشده باشد جلوگیری می کند. شدت اثرات فلزات بر جوانه زنی بذر در گیاهان مختلف بستگی به ساختارهای بذر به ویژه پوشش بذر دارد، زیرا پوشش بذر دارای دامنه گسترده ای از اشکال آناتومیکی است که در هیچ اندام دیگر گیاه و یا بافتی وجود ندارد .
علاوه بر این، جوانه زنی بذر به دلیل عدم برخی از مکانیسم های دفاعی حساسیت بیشتری نسبت به آلودگی فلزات دارد. بیشترین فلزات سنگینی که از طریق دفن زباله ها به جهت اصلاح خاک های کشاورزی گزارش شده اند، مس، سرب و روی هستند
اسید سالیسیلیک هورمونی است که نقش مهمی در مقاومت به تنشهای زیستی و غیر زیستی ایفا می کند و بر رشد گیاه، جوانه زنی دانه، ساختار غشا، جذب و انتقال یون، نرخ فتوسنتز، هدایت روزنه ای، مقدار کلروفیل، گلدهی و رسیدن میوه نیز تأثیر می گذارد . بررسی ها نشان داده است که اسید سالیسیلیک باعث تغییر پاسخ گیاهان به سرما، دمای بالا، تنش شوری، تنش اسمزی و علف کش ها می گردد و رشد گیاه را تحت این شرایط بهبود می بخشد همچنین سالیسیلیک اسید تأثیرات تخریبی فلزات سنگین بر رشد را نیز تعدیل میکند
جوانه زنی و رشد و نمو دانه رستها مراحل مهمی از زندگی گیاه کامل و همچنین حساسترین مراحل زندگی گیاه نسبت به تغییرات محیط پیرامون هستند .بنابراین مطالعه مهار این مراحل در گیاهانی که در معرض آلاینده ها قرار گرفته اند راه مناسبی برای درک اثرات سمی آنها بر گیاهان محسوب میشود. امروزه ارقام متنوعی از کلم زینتی در کشور ما به عنوان یکی از گیاهان متداول بستری پاییزه و زمستانه در فضای سبز مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین به دلیل ارزش اقتصادی این گونه، از نظر مقاومت به شرایط خشک و سرد، هدف از این پژوهش بررسی واکنش جوانه زنی بذرهای کلم زینتی به تنش سرب و روی و امکان بهبود جوانه زنی در شرایط تنش با کاربرد اسید سالسیلیک پرداخته شده است .
مواد و روشها:
این پژوهش در آزمایشگاه تحقیقاتی گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اراک انجام گرفت. در این آزمایش از بذور خالص کلم زینتی Brassica oleracea var. acephala با نام های تجاری Fringed purple - دارای برگهای بنفش و چین خورده - و Fringed white - دارای برگ های سبز ابلق و چین خورده - استفاده شد
.قبل از اجرای ازمایش ابتدا بذرها با محلول الکل 70 درصد به مدت یک دقیقه ضدعفونی وسپس چندین بار با استفاده از آب مقطر شستشو داده شدند و سپس بذور را با محلول وایتکس 70درصد به مدت 5 دقیقه وسپس سه بار شستشو با آب مقطر در زیر لامینار صورت گرفت بذرها به مدت 6 ساعت در دمای 25 درجه سانتی گراد با اسید سالسیلیک در غلظتهای200 و 300 میلی گرم در لیتر پیش تیمار شدند و همزمان از آب مقطر به عنوان شاهد استفاده شد. پس از پایان دوره خیساندن، تمامی بذرها با آب مقطر شسته شدند و سپس درون ظروف شیشهای حاوی مخلوط 7 گرم در لیترآگار و آب مقطر در شرایط تنش با غلظتهای مختلف نیترات سرب و سولفات
