بررسی واکنش‌های رشدی و بیوشیمیایی گیاه دارویی مرزنجوش (Origanum majorana) به فلزات سنگین کادمیم و سرب

Abstract

آلودگی به فلزات سنگین یکی از معضلات اصلی زیست‌محیطی و کشاورزی در دهه­های اخیر است. مطالعه حاضر به بررسی پاسخ­های رشدی و بیوشیمیایی گیاه دارویی مرزنجوش بستانی (Origanom marjoram) در برابر تنش عناصر سنگین کادمیوم و سرب پرداخته است. این مطالعه در طرح فاکتوریل و در قالب بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار در گلخانه دانشگاه شهید باهنر مرکز آموزش عالی کشاورزی بردسیر در سال 1400 انجام شد. فاکتور اول شامل کادمیوم در چهار سطح (صفر، 6، 12 و 24 میلی ­گرم در کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم شامل سرب در چهار سطح ( صفر، 150، 300 و 450 میلی­ گرم در کیلوگرم خاک) در نظر گرفته شد. وزن خشک اندام هوایی و ریشه، غلظت سرب و کادمیوم در اندام هوایی و ریشه، پراکسیداسیون لیپیدها (MDA)، فلاونوئید، آنتوسیانین، فنول کل، پرولین، پروتئین، آنتی‌اکسیدانت­های آنزیمی شامل، گایاکول پراکسیداز (GPX)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و کاتالاز (CAT) اندازه‌گیری شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که کلیه صفات مذکور تحت تأثیر اثرات ساده سرب و کادمیوم قرار گرفتند. اثر متقابل کادمیوم × سرب روی پرولین، پروتئین، GPX، پلی فنل، فلاونوئید و آنتوسیانین معنی‌دار نبود. وزن خشک اندام هوایی و ریشه در حضور کادمیوم و سرب کاهش و غلظت عناصر سرب و کادمیوم، افزایش پیدا کرده است، بااین‌حال، این آسیب در حضور کادمیوم بیشتر از سرب بود. حضور کادمیوم در محیط حاوی سرب اثر بازدارندگی در جذب سرب توسط گیاه داشت و بالعکس. بیشترین میزان MDA در ترکیب غلظت سرب 450 و کادمیوم 24 میلی­ گرم بر کیلوگرم گزارش شد. بررسی فعالیت سه آنزیم نشان داد که حداکثر فعالیت آنزیم کاتالاز در ترکیب کادمیوم 6 و سرب 450 میلی­ گرم بر کیلوگرم به‌میزان 0/066 و کمترین آن در شاهد 27/0 واحد جذب بر گرم وزن تر بود. همچنین، بیشترین فعالیت APX در ترکیب غلظت 24 کادمیوم و صفر سرب 3/21 و کمترین آن در شاهد 0/97 واحد جذب بر گرم وزن تر گیاه گزارش شد. استفاده از کادمیوم و سرب در بالاترین سطح مصرفی نسبت به شاهد، به‌ترتیب سبب افزایش فعالیت GPX به‌میزان 204 و 40 درصد گردید. در بررسی فنول کل، فلاونوئید و آنتوسیانین و پروتئین، با افزایش غلظت کادمیوم از صفر به 24 میلی­ گرم بر کیلوگرم، به‌ترتیب 52، 42، 208 و 81 درصد و برای پروتئین 39 درصد کاهش نشان داد. این صفات با افزایش سرب از صفر به 450، به‌ترتیب، 14، 14، 58 و 40 درصد افزایش و برای پروتئین 24 درصد کاهش نشان داد. با توجه به نتایج موجود به نظر می‌رسد که با افزایش عناصر سنگین متابولیت‌های ثانویه افزایش یافته و به دنبال آن مقاومت به فلز سنگین نیز افزایش می­یابد.