بررسی فیزیولوژیک گیاه آفتابگردان تحت تنش کروم: تأثیر بر رشد، تجمع و القای تنش اکسیداتیو در ریشه آفتابگردان (Helianthus annuus)

Abstract

کروم یک فلز سنگین سمّی برای میکروارگانیسم‌ها، حیوانات و گیاهان محسوب می‌شود که به علت استفاده‌های وسیع صنعتی طی دهه اخیر، به یک آلاینده جدی محیطی تبدیل شده است. غلظت‌های بالای کروم به عنوان عاملی تنش‌زا برای گیاهان به شمار می‌رود که می‌تواند به عنوان یک عامل محدود کننده رشد، خصوصیات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاهان را تحت تأثیر قرار دهد. سمّیت در اثر این فلز همچنین می‌تواند از طریق تولید رادیکال‌های آزاد، سبب القا تنش اکسیداتیو شود. این پژوهش به منظور بررسی اثر غلظت‌های متفاوت کروم بر رشد، تجمع و همچنین، القا تنش اکسیداتیو در ریشه گیاه آفتابگردان (Heliantus Annuus) انجام گرفته است. گیاهان 4 هفته‌ای آفتابگردان که در شرایط گلخانه‌ای کشت داده شده بودند، با فلز کروم به صورت محلول کلرید کروم (CrCl3.6H2O) در 6 غلظت 001/0، 01/0، 1/0، 1، 5 و 10 میلی‌مولار همراه با محلول غذایی تیمار و پس از 3 هفته، گیاهان برای انجام آنالیزهای فیزیولوژیک و بیوشمیایی برداشت شدند. نتایج نشان داد که غلظت 5 و 10 میلی‌مولار کروم در محلول غذایی موجب کاهش شاخص‌های رشد ریشه (وزن تر و خشک، طول ریشه) شد، اما غلظت‌های پایین‌تر اختلاف معنی‌داری نسبت به گروه شاهد نداشت. مقدار مالون دآلدهید ریشه به عنوان شاخص پراکسیداسیون لیپیدهای غشای ریشه در غلظت‌های 5 و 10 میلی‌مولار کروم به طور معنی‌داری نسبت به گروه شاهد افزایش یافت و این بیانگر ایجاد تنش اکسیداتیو ناشی از غلظت‌های به کار رفته کروم در گیاه مورد آزمایش است. محتوای پرولین ریشه نیز افزایش معنی‌داری در غلظت‌های 5 و 10 میلی‌مولار نشان داد. میزان پروتئین‌های ریشه گیاه با کاهش معنی‌دار در غلظت 001/0 میلی‌مولار، برای سایر غلظت‌ها تفاوت معنی‌داری نسبت به گروه شاهد نداشت. محتوای آسکوربات ریشه گیاهان تحت تیمار با کروم، با افزایش غلظت کروم کاهش نشان داد، در حالی که میزان دهیدروآسکوربات و آسکوربات کل، تحت تیمار با این غلظت‌ها، افزایش معنی‌داری در غلظت‌های 1، 5 و 10 میلی‌مولار نشان داد. از طرف دیگر، با تجمع چشمگیر کروم در ریشه آفتابگردان، به نظر می‌رسد در این تحقیق، کلیت شدن و کده‌بندی یون‌های کروم در ریشه یک مکانیسم مقاومتی است که آفتابگردان در تنش فلز کروم اتخاذ کرده است.