دانلود مقاله بررسی تأثیر سمیت نیکل بر میزان کلروفیل، واکنش هیل و رشد دانه رست های ذرت

word قابل ویرایش
7 صفحه
5700 تومان

مقدمه

نیکل یکی از عناصر ساختمانی در تعدادی از آنزیمها از جمله اورهآز، گلیاکسالاز، پپتیددفرمیلاز و تعدادی از سوپراکسید دیسموتازها و هیدروژنازها است ( Chen et .(al., 2009 با افزایش فعالیتهای انسانی مانند حفاری معادن، سوزاندن سوختهای فسیلی، افزایش فاضلابها و مصرف آنها در کشاورزی، غلظت فلزات سنگین ازجمله نیکل در خاکها چندین برابر افزایش یافته است .(Kabata-Pendias, 2001) گیاهان میتوانند نیکل را در بافتهای رویشی و دانههای خود انباشته کنند و به منزله منبع نیکل برای مصرفکنندگان در زنجیرههای غذایی عمل کنند .(Rahman et al., 2001) نیکل در غلات باعث ایجاد کلروزیس و نکروزیس به شکل نوارهای سفیدی در

برگها میشود .(Seregin, 2008; Molas, 2002)

نیکل اضافی ممکن است باعث اختلال در زنجیر انتقال الکترون فتوسنتزی شود و از تثبیت CO2 و تبادل روزنهای جلوگیری کند .(Chen et al., 2009) درگیاهانی که تحت تنش نیکل هستند، جذب عناصر معدنی، نمو ریشه، متابولیسم سلولی، فتوسنتز و تنفس بهشدت مختل میشود .(Liamas et al., 2008) هدف از این بررسی مطالعه تأثیر نیکل بر رشد، میزان رنگیزههای فتوسنتزی و واکنش هیل در دانه رستهای ذرت بوده است.

مواد و روشها

کشت گیاهان

دانههای ذرت (Zea mays) بعد از ضدعفونی در هیپوکلریت سدیم ۱۰درصد به مدت ۱۵ دقیقه و پس از آبکشی با آب مقطر، به ظروف پتری ۲۰ سانتیمتر به تعداد ۱۰ بذر در هر پتری روی کاغذ صافی منتقل و در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد نگهداری شدند. سهروز بعد از جوانهزنی، دانهرستها به بشرهای ۶۰۰ میلیلیتری حاوی ۵۰۰ میلیلیتر محلول غذایی نیمقدرت هوگلند منتقل شدند. دو روز بعد، محلول غذایی تمامقدرت حاوی غلظتهای صفر، ۵۰، ۱۰۰

و ۲۰۰ میکرومولار نیکل بهشکل کلرید نیکل اعمال شد. pH محلولها در ۵/۸ تنظیم و محلولها هر سهروز یکبار تعویض شدند. آزمایش درقالب طرحکاملاً تصادفی اجرا و هر تیمار سهبار تکرار شد. ۱۵ روز بعد از تیمار، دانهرستها برداشت و وزن تر، وزن خشک و طول ریشه و اندام هوایی اندازهگیری شد. برای اندازهگیری واکنش هیل و میزان رنگیزههای فتوسنتزی، از بافت تر برگ سوم استفاده شد.

اندازهگیری میزان رنگیزهها

میزان کلروفیلهای a و b با روش Lichtenthaler and (1983) Wellburn اندازهگیری شد. یک گرم از بافت تر برگ توزین و با ۵۰ میلیلیتر استون ۱۰۰درصد له شد. بعد از صافکردن، عصاره به مدت ۱۰ دقیقه در ۲۵۰۰ rpm سانتریفیوژ شد. برای تعیین میزان کلروفیلهای a و b میزان جذب آنها بوسیله دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موجهای ۶۶۳ و ۶۴۵ نانومتر و برای تعیین میزان کاروتنوئیدها در طول موج ۴۷۰ نانومتر اندازهگیری شد. برای محاسبه مقادیر کلروفیلهای a و b و کاروتنوئید از فرمول زیر استفاده شد:

Chla (chlorophyll a)= (11.75 A663 – ۲٫۳۵۰ A645)

Chlb (chlorophyll b)= (18.61 A645 – ۳٫۹۶۰ A663)

Carotinoids content: Cx+c = [1000A470 – ۲٫۲۷۰ Chla – ۸۱٫۴ Chlb]/ 227

اندازهگیری واکنش هیل

برای اندازهگیری واکنش هیل از روش Bregman (1990) استفاده بهعمل آمد. یک گرم از برگهای تازه با ۳ میلیلیتر بافر (شامل: Na2HPO4، KH2PO4 و به ازای هر ۱۰۰ میلیلیتر بافر، ۶ گرم ساکارز و ۰/۰۱ گرم کلرید پتاسیم) سرد له شد. مواد هموژنیزه شدند و از یک تنظیف چهار عبور داده شدند. فیلترات حاصل بهمدت ۲ دقیقه با ۱۲۰۰۰ rpm سانتریفوژ شد و محلول رویی دور ریخته شد.

یافتههای نوین در علوم زیستی، جلد ۳/ ۳ Nova Biologica Reperta 1: 1-7 (2015) 1-7 :1

۳ میلیلیتر بافر فسفات (pH= 7) سرد روی رسوب افزوده شد و بهکمک قلممو کلروپلاستها به حالت تعلیق درآمد. برای انجام واکنش هیل، به ۰/۵ میلی لیتر از تعلیق کلروپلاستها، ۲ میلیلیتر بافر فسفات و ۰/۲ میلیلیتر محلول رنگی دیکلروفنل ایندوفنل افزوده شد. بلافاصله جذب آن در ۵۵۰ نانومتر اندازهگیری شد، سپس لوله از دستگاه اسپکتروفتومتر خارج شد و بهمدت ۲۰ ثانیه مقابل لامپ ۱۵۰ واتی قرار گرفت و بعد از این مدت دوباره جذب آن اندازهگیری شد. این عمل تا ۱۰ دقیقه تکرار شد تا میزان نور عبوری (T) عدد ثابتی را نشان دهد. در شاهد مقدار T، ۱۰۰درصد در نظر گرفته شد و میزان T در تیمارها به صورت درصد نسبت به شاهد مقایسه شد.

درتمام آزمایشها از طرح آماریکاملاً تصادفی استفاده شد. تجزیه وتحلیل دادهها با ANOVA با استفاده از نرمافزار SPSS، مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال %۵ و رسم نمودارها با نرمافزار EXCEL 2007 صورت گرفت و از خطای معیار (SE) برای مقایسه میانگین تیمارها استفاده شد.

نتایج

تأثیر سمیت نیکل بر رشد

با توجه به شکل ۱a، با افزایش غلظت نیکل از طول ریشه و اندام هوایی کاسته شد، ولی رشد ریشه در مقایسه با اندام هوایی بسیار حساستر بود. نتایج حاصل از بررسی وزن تر و خشک نیز این موضوع را تصدیق میکردند (شکلهای .(۱b,c با توجه به شکلهای ۱a، با افزایش غلظت نیکل تا ۲۰۰ میکرومولار، از طول ریشه و اندام هوایی کاسته شد؛ البته تفاوت معنیداری در طول اندام هوایی تحت تیمار ۱۰۰ و ۲۰۰ میکرومولار کلرور نیکل مشاهده نشد. با توجه به شکلهای ۱b,c، با افزایش غلظت نیکل تا ۵۰ میکرومولار، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی افزایش یافت، ولی وزن خشک از غلظتهای بالاتر از ۱۰۰ میکرومولار و وزن تر از غلظت های بالاتر از ۲۰۰ میکرومولار کاهش یافت. وزن تر گیاه کمتر از وزن خشک تحت تأثیر غلظتهای بالای نیکل قرار گرفت.

شکل -۱ اثر غلظتهای مختلف نیکل بر طول (a)، وزن تر (b) و وزن خشک ریشه و اندام هوایی (c) در دانهرستهای ذرت. بارهای عمودی نشاندهنده میانگین سه تکرار  خطای معیار است. حروف انگلیسی مشابه مبین عدم اختلاف آماری معنیدار در حد p <0/05 است.

Fig. 1. Effects of different concentrations of nickel on: (a) length, (b) fresh weight and (c) dry weight in shoot

and roots of Zea mays seedings. Values with the same letter are not significantly different at p<0.05.

یافتههای نوین در علوم زیستی، جلد ۴/ ۴ Nova Biologica Reperta 1: 1-7 (2015) 1- 7 :1

تأثیر سمیت نیکل بر میزان رنگیزههای فتوسنتزی درمقابل، افزایش غلظتهای نیکل تغییر معنیداری در میزان
با توجه به شکل ۲، با افزایش نیکل تا ۵۰ میکرومولار، میزان کلروفیل b و کاروتنوئیدها ایجاد نکرد.
کلروفیل a افزایش یافت، ولی در غلظتهای بالاتر از ۲۰۰
میکرومولار نیکل، از میزان آن کاسته شد.

شکل -۲ اثر غلظتهای مختلف نیکل بر میزان رنگیزههای فتوسنتزی در دانهرست های ذرت. بارهای عمودی نشاندهنده میانگین سه تکرار  خطای معیار است. حروف انگلیسی مشابه مبین عدم اختلاف آماری معنیدار در حد p <0/05 می باشد.

Fig. 2. Effects of different concentrations of nickel on photosynthetic pigments in Zea mays seedlings. Values

with the same letter are not significantly different at p< 0.05.

تأثیر سمیت نیکل بر واکنش هیل

توانایی کلروفیل a در مرکز واکنشی PSII برای شکافت آب و آزادسازی اکسیژن در این فرایند بررسی شد. Robert Hill در سال ۱۹۳۷ نشان داد که کلروپلاستهای جداشده میتوانند در غیاب CO2 اکسیژن آزاد کنند .(Bregman, 1990) مواد رنگی مختلفی را میتوان به منزله پذیرنده مصنوعی الکترون ]مانند دیکلروفنل ایندوفنل آبیرنگ [(A) بهکار برد تا واکنش کلی که به واکنش هیل معروف است به شکل زیر صورت پذیرد:

H2 O + A –> AH2 + ½ O2 (بیرنگ)

با توجه به شکل ۳، در گیاهان تحت تنش، با افزایش غلظت نیکل از سرعت واکنش هیل نسبت به گیاهان شاهد

(صفر میکرومولار کلرور نیکل) کاسته شد، بهطوریکه در غلظت ۲۰۰ میکرومولار تاحدود ۵۰ درصد نسبت به شاهد کاهش یافت.

بحث

نیکل یکی از عناصر غذایی کممصرف و ضروری برای گیاهان قلمداد میشود، اما زیادی آن سبب تغییر برخی فرآیندهای فیزیولوژیکی و درنتیجه بروز علائم سمیت، مانند کاهش رشد، کلروزیس و نکروزیس در گیاهان میشود .(Chen et al., 2009) کاهش بیوماس تحت تأثیر غلظتهای بالای نیکل در گونه های گیاهی دیگری نظیر کلم، گندم و جاتروفا نیز گزارش شده است (Yan et al.,

۲۰۰۸; Gajewska et al., 2006; Pandey & .Sharma, 2002)

یافتههای نوین در علوم زیستی، جلد Nova Biologica Reperta 1: 1-7 (2015) 1-7 :1
۵/۵

شکل -۳ تأثیر سمیت نیکل بر واکنش هیل در دانهرستهای ذرت. بارهای عمودی نشاندهنده میانگین سه تکرار  خطای معیار است. حروف انگلیسی نامشابه مبین عدم اختلاف آماری معنیدار در حد p <0/05 میباشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 7 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد