ارزیابی اثر کادمیوم بر رشد و برخی شاخص‌های تنش اکسیداتیو ارقام گندم در مرحله گیاهچه‌ای

نویسندگان

1 04212273068

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه،‌ ایران

چکیده

با توجه به تأثیر منفی کادمیوم بر رشد و نمو گندم، ارزیابی الگوی رفتاری ارقام گندم در پاسخ به کادمیوم ضروری به‌نظر می‌رسد. در پژوهش حاضر، شش رقم گندم با روش هواکشت پرورش یافته، پس از مرحله 3 تا 4 برگی، گیاهچه‌ها با محلول غذایی حاوی: کلرید کادمیوم 200 میکرومولار تیمار شدند. سپس از آنها نمونه‌برداری و صفات مورفولوژیک، شاخص‌های مرتبط با سازوکار‌های دفاعی به‌همراه کادمیوم انباشته شده در بافت‌ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد که کادمیوم ضمن تجمع در بافت‌ها، سبب کاهش طول ریشه، وزن خشک ریشه، اندام‌های هوایی و کل گیاهچه گردید. همچنین، کادمیوم تنها در برگ ارقام کوهدشت و پیشتاز به افزایش پراکسید هیدروژن منجر شد، اما افزایش پراکسیداسیون لیپیدی علاوه‌بر این ارقام، در رقم ایزنگران نیز مشاهده شد. از دلایل افزایش پراکسیداسیون لیپیدی در رقم کوهدشت می‌توان به کاهش فعالیت گلوتاتیون S-‌ترانسفراز، کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز اشاره کرد. در حالی که در ارقام ایزنگران و پیشتاز علیرغم افزایش فعالیت گلوتاتیون S-‌ترانسفراز به‌همراه گایاکول پراکسیداز، آسیب به غشاها اتفاق افتاده‌ است که نشان‌دهنده غلبه تولید عوامل آسیب‌رسان بر سازوکارهای دفاعی است. اما، در ارقام گاسکوژن، آگوستا و MV17 آسیب به غشاها در حضور کادمیوم مشاهده نمی‌گردد که به‌نوعی بیانگر تعادل بین تولید و جمع‌آوری عوامل آسیب‌رسان در این ارقام است. به‌عنوان نتیجه کلی می‌توان اظهار نمود که کادمیوم موجود در محیط جذب و در برگ ارقام گندم تجمع یافت که حاصل آن کاهش ماده خشک بخش‌های مختلف و کل گیاهچه‌های گندم بود که نشان دهنده حساسیت ارقام مورد مطالعه به کادمیوم است. با این وجود، به دلیل عملکرد بهتر سازوکار‌های دفاعی ارقام گاسکوژن، آگوستا و MV17 در مقایسه با سایر ارقام، تنش اکسیداتیو در برگ آنها اتفاق نیفتاد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Cd effects on growth and some oxidative stress parameters of wheat cultivars during seedling stage

نویسندگان [English]

  • Ezatollah Esfandiari 1
  • Nader Rostami 2
2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran
چکیده [English]

Regarding negative effects of Cd on wheat growth, it seems that evaluation of wheat cultivars behaviors in response to Cd existence is necessary. In this regard, six different cultivars of wheat were selected and cultivated by aeroponic system. Then they were treated by 200 mM cadmium chloride for 14 days since they have reached 3 or 4 leaves stage. Finally, plants were sampled and morphological characteristics, parameters subjected to defense mechanisms as well as amount of accumulated Cd in tissues were evaluated. The results showed that cadmium accumulation in tissues significantly decreased root length and dry matter of root, shoot and whole plant. Cd accumulation also increased hydrogen peroxide amount in leaf cells of Kohdasht and Pishtase cultivars. However, lipid peroxidation was noticed in Izengeran cultivar as well as two previously mentioned cultivars. The reduced activities of glutathione
S-transferase, catalase and ascorbate peroxidase enzymes are probably the main reasons of the lipid peroxidation increase in Kohdasht cultivar. However, there was no damage on membranes of Izengran and Pishtase cultivars, which indicates the balance between production and scavenging of damaging factors of these cultivars. Generally, it can be stated that available Cd in medium was adsorbed and accumulated in wheat leaves resulting in reduction in dry matter of different parts and whole seedling of wheat which is due to susebtability of different cultivars to Cd. However, there were no oxidative stresses in leaves of Gaskogen, Agosta and MV17 cultivars due to their better defense mechanisms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant Enzymes
  • Hydrogen peroxide
  • defense mechanisms
  • Dry matter