بخشی از مقاله
چکیده
فلزات سنگین مهمترین آلایندههای محیطی و سمیت آنها به عنوان یک مشکل زیست محیطی، تکاملی و تغذیهای میباشد. از بین فلزات سنگین، کادمیم بیشترین توجه علوم خاک و تغذیه گیاه را به دلیل سمیت بالقوه آن برای انسان و تحرک نسبی در سیستم خاک و گیاه به خود جلب کرده است. این مطالعه با هدف تاثیر سمیت کادمیم بر برخی شاخصهای رشدی گیاه پنیرک - Malva parviflora L. - انجام شد.
جمع آوری بذر گیاه پنیرک از منطقه صنایع فولادسازی واقع در جاده اهواز–ماهشهر انجام و پس از انتقال به آزمایشگاه و ضدعفونی سطحی، با آب مقطر شستشو و در نهایت در سینیهای نشاء کشت داده شدند. پس از 40 روز گیاهان به محیط هیدروپونیک انتقال یافتند و غلظتهای مختلف نیترات کادمیم 0 - ، 10، 50 و 100 میکرومولار - به آنها اعمال گردید. گیاهان در روزهای 0، 2، 6، 10 و 14 برای اندازهگیری طول ریشه و ساقه، وزن تر ریشه و ساقه، شاخص تحمل، نسبت کلروفیل a به b و مقدار پروتئین کل ریشه و ساقه برداشت شدند.
نتایج نشان داد در هر برداشت زمانی با افزایش غلظت کادمیم، وزن تر، طول ساقه و ریشه و شاخص تحمل ریشه نسبت به شاهد کاهش، اما نسبت کلروفیلa به b در اکثر موارد افزایش می یابد. مقدار پروتئین کل بخش هوایی در تمام برداشتها با افزایش غلظت کادمیم کاهش، اما در روز 14در غلظت 100میکرومولار مقدار آن افزایش یافت. همچنین مقدار پروتئین کل ریشه در نیز با افزایش غلظت کادمیم نسبت به شاهد افزایش نشان داد. براساس این نتایج به نظر میرسد که تیمار های به کار رفته کادمیم در اکثر موارد با ایجاد سمیت منجر به کاهش شاخص های بررسی شده در گیاه مذکور میشوند.
مقدمه
کادمیم به عنوان یک فلز سنگین، به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شود. این فلز عمدتا در اثر فعالیتهای صنعتی و کشاورزی وارد محیط میشود. هنگامی که در معرض هوا قرار میگیرد به سرعت به اکسید کادمیم اکسیده میگردد، به آسانی با دی اکسید کربن، بخار آب، دی اکسید گوگرد واکنش نشان داده و کربنات کادمیم، هیدروکسید، سولفید تولید میکند. کادمیم اتصال ضعیفی با کربن و اتم های الکترونگاتیوتر دارد.
به طور کلی فلزات سنگین به طور مستقیم و یا غیر مستقیم از طریق تولید اکسیژن واکنشگر - ROS - باعث آسیب اکسیداتیو در گیاهان میشوند. برخی فلزات مانند آهن و مس میتواند از طریق مشارکت در چرخه اکسیداسیون مانند فنتون و هابر-وایس ایجاد سمیت کنند، در مقابل کادمیم جزء فلزات غیر ردوکس میباشد که قادر به انجام واکنشهای انتقال الکترون نیست اما با تداخل در سیستم دفاع آنتی اکسیدانی باعث تنش اکسیداتیو میشود .
کادمیم با مهار انتقال الکترون از واکنش نوری فتوسنتز جلوگیری میکند، بنابراین به طور غیر مستقیم با ایجاد اختلال در کلروپلاست منجر به تولید اکسیژن واکنشگرمیگردد، علاوه بر این گزارشها نشان میدهد که کادمیم ممکن است محرک تولید ROS در زنجیره انتقال الکترون میتوکندری باشد
تولید ROS در تنشهای محیطی میتواند با پراکسیداسیون لیپیدی، اکسیداسیون پروتئین، آسیب به اسید نوکلئیک، مهار آنزیمها و مرگ برنامهریزی شده سلول در نهایت منجر به مرگ سلول شود - Srivastava and .Dubey, 2011 - از علائم سمیت کادمیم می توان به کاهش فتوسنتز، مهار رشد ریشه، اختلال در جذب عناصر و زردی برگ اشاره کرد .
پنیرک گیاه یک یا چند ساله که بومی شمال آفریقا، اروپا و آسیا است، به صورت خوابیده در بستر یا راست رشد میکند، ارتفاع آن 50 سانتی متر، برگها گسترده 5 تا7 لوپ و 8 تا10 سانتی متر میباشد، گلهای آن کوچک سفید یا صورتی با گلبرگهای 4تا6 میلی متر میباشد . - Beer and Howiem, 1985 - پنیرک به عنوان غذا و دارو و از برگ و ریشه آن در درمان آسم، اگزما و انواع التهاب استفاده میشود
با توجه به اینکه کادمیم یکی از آلایندهای اصلی و بسیار سمی محیط میباشد لذا تصمیم گرفته شد تحت شرایط کنترل شده آزمایشگاهی تاثیر تجمع کادمیم بر برخی شاخصهای رشدی مانند طول و وزن تر ریشه و ساقه، شاخص تحمل، نسبت کلروفیل a به b و پروتئین کل مورد بررسی قرار گیرد. احتمالا نتایج بدست آمده از این تحقیق میتواند در درک برخی راهکارهای به کار رفته در تحمل و مقاومت به کادمیم توسط پنیرک رشد یافته در منطقه صنعتی صنایع فولاد، البته بصورت یک تحقیق مقدماتی موثر باشد.
مواد و روشها
بذر گیاه پنیرک - - Malva parviflora L. از منطقه صنایع فولادسازی واقع در جاده اهواز- ماهشهر در فروردین 1393 جمعآوری شد. برای شروع کار ابتدا بذرها با محلول هیپوکلریت سدیم 20درصد به مدت 5 دقیقه ضدعفونی شده، سپس 3 مرتبه توسط آب مقطر شستشو شدند. جهت دستیابی به حداکثر جوانهزنی، بذرها به مدت3 تا 5 دقیقه در آب گرم 80 درجه سانتیگراد شستشو داده و برای جذب آب، به مدت 24 ساعت در دمای آزمایشگاه خیسانده شدند. سپس بذرها در سینیهای نشاء محتوی خاک تجاری هموس به همراه مقداری کود NPK به مدت 40 روز کشت داده شدند
