Document Type : Original Article
Author
Department of Biology, Faculty of Science, Urmia University, Urmia, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
فلوراید، ماده‌ای است که معمولاً در سطح کرۀ زمین وجود دارد و به‌طور طبیعی در آب، خاک و اتمسفر یافت می‌شود. غلظت زیاد فلوراید در محیط، مشکلات جدی سلامتی را در سطح جهان به وجود آورده است. باتوجهبه ارتباط درخور توجهی که فلوراید با گیاه دارد، شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی مختلف، رشد و تولید گیاه را تحتتأثیر قرار می‌دهد (Gadi et al., 2012; Sant’Anna-Santos et al., 2013; Das et al., 2015). فلوراید، عنصری ضروری برای گیاه محسوب نمی‌شود (Jha et al., 2013) و افزایش غلظت آن سبب مهار جوانهزنی، ایجاد ناهنجارهای فراصوت، کاهش ظرفیت فتوسنتزی، تغییر نفوذپذیری غشا، کاهش بهره‌وری، کاهش زیست‌توده و سایر اختلال‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاه می‌شود (Sabal et al., 2006; Divan et al., 2008; Bhargava and Bhardwaj, 2010; Datta et al., 2012). عمدتاً فلوراید سازوکار متابولیسم گیاه را تغییر می‌دهد یا متلاشی می‌کند و بسیاری از گیاهان به فلوراید حساسند (Gautam and Bhardwaj, 2010). برخی از فرایندهای ریختشناختی گیاه ازجمله کاهش رشد برگ، کلروز، سوختگی نوک برگ، نکروز و سوختگی برگ ازجمله آثار فلوراید به شمار می‌آیند. فلوراید از طریق ریشه‌های گیاه جذب و از طریق آوندهای چوبی به سایر اندام‌های ترشحی و عمدتاً برگ منتقل می‌شود و تجمق می‌یابد که این امر آثار نامطلوبی را در پی دارد (Gupta et al., 2009). عوامل مؤثر در ایجاد آلودگی فلوراید در آب عبارتند از: هوازدگی و آبشویی سنگ‌ها و کانی‌های حاوی فلوراید، طولانی‌بودن زمان واکنش آب و سنگ، حضور فعال یون‌های سدیم و بیکربنات، فقر کلسیم و منیزیم و اسیدیته ((Guo et al., 2007. در خاک‌های غیرآلوده، غلظت فلوراید در بافت‌های گیاه کمتر از ۳۰ میلیگرمبرکیلوگرم مادۀ خشک است (Kabata-Pendias, 2001)، اما در خاک‌های آلوده، گیاهان فلوراید را جذب و در خود انباشته می‌کنند. برخی گیاهان نشانه‌های سمیت را حتی در غلظت‌های زیاد فلوراید (تا 4000 میلیگرمبرکیلوگرم) نشان نمی‌دهند، اما سایر گیاهان نشانه‌های سمیت را در غلظت‌های کمتر فلوراید نیز نشان می‌دهند و برخی گونه‌های گیاهی حتی به غلظت‌های کمتر از ۲۰ میلی‌گرم برکیلوگرم فلوراید حساسند (Stevens et al., 1998).
فلوراید از طریق مصرف انواع غذاها، سبزیجات و نوشیدنی‌ها جذب بدن انسان می‌شود. نخستین گام در بررسی جذب فلوراید از طریق رژیم غذایی، تعیین غلظت آن در مواد غذایی مختلف است. سمیت زیستی فلوراید به غلظت آن در جو، حساسیت و مدت زمان قرارگرفتن گیاهان در معرض فلوراید بستگی دارد (Weinstein and Davison, 2004). سمیت فلوراید بر سیستم‌های زیستی و انسان کمی بیشتر از سرب ارزیابی شده است و میتواند موجب شکستگی و اختلال در رفتار کروموزوم‌های سلول‌های گیاهی، جانوری و انسانی شود (Zeiger et al., 1993). بسیاری از فلورایدها ازجمله سدیم‌فلوراید و پتاسیم‌فلوراید بسیار سمی هستند. طبق گزارش‌های ارائه‌شده در مجلۀ زیست‌محیطی )مارس 2013)، غلظت‌های بیش از 206 میلیگرمبرکیلوگرم فلوراید در خاک‌های اسیدی وجود دارد که میتواند ناشی از آلودگی‌های اتمسفری باشد (Fornasiero, 2001).
اهمیت رشد و جوانهزنی بذر به‌طور گسترده شناخته شده است و پژوهشگران مختلف آثار سمیت فلوراید روی این فرایندها را مطالعه کرده‌اند (Stanley et al., 2002; Sabal et al., 2006). برخی از فرایندهای فیزیولوژیکی گیاه ازجمله جوانهزنی بذر، رشد ریشه و برگ، کلروز و نکروز برگ به‌طور درخور توجهی تحتتأثیر فلوراید قرار دارند (Weinstein and Davison, 2004). Arbabiyan و همکاران (2012) در مطالعۀ خود به بررسی تأثیر تیمار سدیم‌فلوراید بر جوانهزنی، ریخت‌شناسی و ساختار تشریحی لوبیا (Phaseolus vulgari L.) پرداختند و در فاز رویشی، آثار زیان‌بار سدیم‌فلوراید طی آبیاری‌های روزانـه را بـه‌شکل نکـروزه‌شدن، کلروزه‌شدن، زخم در سطح پهنک برگ، پیری زودرس بوتۀ گیاه و پژمردگی گیاهان تیمـار‌شده نسـبت بـه شاهد مشاهده کردند؛ همچنین سدیم‌فلوراید سبب افزایش طول ساقه و کاهش طول ریشه و انشعابات ریشه شد. در بررسی تشریحی، افزایش تعداد آوندهای چوبی و به‌هم‌ریختگی نظم آوندها مشاهده شد. Datta و همکاران (2012) اثر سمیت فلوراید بر جوانهزنی و رشد گیاهچه را در گیاه Cicer arietinum L. cv.Anuradha بررسی و تأثیر فلوراید و کاهش معنادار طول ریشهچه و ساقه‌چه، وزن خشک و تر ریشهچه و ساقه‌چه، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی را مشاهده کردند.
ترشک (Rumex cripsus L.)، گیاهی علفی از تیرۀ Polygonaceae است. جنس ترشک در سراسر دنیا گسترش دارد و بالغ بر ۲۵۰ گونه از آن گزارش شده است. تقریباً ۲۰۰ گونه از جنس ترشک در مناطق معتدلۀ جنوبی و شمالی کرۀ زمین رشد می‌کنند (Hall, 1994). در منطقۀ آذربایجان، مردم بومی و محلی این گیاه دارویی را به‌طور تازه و خام و به‌شکل سبزی‌های کوهی استفاده می‌کنند (Tukan et al., 1998). تاکنون مطالعه‌ای دربارۀ تأثیر سدیم‌فلوراید بر جوانهزنی، شکل ظاهری و ساختار تشریحی گیاه ترشک در ایران و جهان انجام نشده است و ازاین‌رو، در پژوهش حاضر به بررسی تأثیر این ماده بر گیاه ترشک پرداخته می‌شود.
مواد و روش‌ها.
پژوهش حاضر در بهار سال 1398به‌شکل دو آزمایش مجزا در محیط‌کشت پتری‌دیش (بذری) و گلدانی (گیاهچه‌ای) انجام شد.
.محیط‌کشت پتری‌دیش (آزمون جوانهزنی): به‌منظور بررسی اثر غلظت‌های مختلف سدیم‌فلوراید بر مرحلۀ جوانهزنی و رویشی گیاه ترشک (Rumex cripsus L.)، بذر این گونه از رویشگاه طبیعی آن در شهرستان ارومیه جمع‌آوری شد. به‌منظور انجام آزمون جوانهزنی در طرح کاملاً تصادفی، بذرهای سالم ترشک با آب ژاول 3 درصد ضدعفونی و برای جوانهزنی درون پلیت‌های استریل قرار داده شدند و تیماردهی به‌شکل روزانه و با اسپری محلول سدیم‌فلوراید در چهار سطح غلظت صفر (تیمار شاهد)، 1/0، 5/0 و ۱ میلیگرمدرلیتر در سه تکرار انجام شد. شمارش جوانه‌ها پس از ۱۴ روز در گروه‌های مختلف تیمارشده انجام شد و شاخص‌های جوانهزنی ازجمله سرعت و درصد جوانهزنی، طول ساقه‌چه و ریشهچه، متوسط جوانهزنی روزانه، وزن تر ریشهچه و ساقه‌چه، وزن خشک ریشهچه و ساقه‌چه ارزیابی شدند.
به‌منظور محاسبۀ سرعت جوانهزنی، درصد جوانهزنی و شاخص بنیۀ بذر از رابطه‌های 1 تا 3 استفاده شد (Tabatabaee Zade et al., 2014).
14Gs= niDi"> (1)
در این رابطه، Gs: سرعت جوانهزنی، ni: تعداد بذرهای جوانه‌زده در روزهای شمارش و Di: تعداد روز پس‌از آغاز آزمایش است.
14PG= NiN×100 "> (2)
PG: درصد جوانهزنی، Ni: تعداد بذر جوانه‌زده در روز آخر شمارش و N: تعداد کل بذرهاست.
14VI=% Gr×SL"> (3)
VI: شاخص بنیۀ بذر، Gr: درصد جوانهزنی و SL: طول گیاهچه است.
کشت گلدانی ترشک:به‌منظور کشت گلدانی، ۱۵ عدد بذر درون هر گلدان کاشته شد. ابتدا آبیاری به‌طور روزانه با آب شهری انجام شد و پس‌از مشاهدۀ اولین برگ مرکب در گیاه، تیماردهی همراه با آبیاری روزانه (به‌علت مستقل‌شدن فتوسنتز) آغاز شد. به‌منظور آبیاری و تیمار از محلول‌های سدیم‌فلوراید با غلظت‌های مختلف 1/0، 5/0 و ۱ میلیگرمدرلیتر استفاده شد.
.مطالعۀ تأثیر سدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحی و ریخت‌شناسی گیاه ترشک: پس‌از گذشت یک دورۀ هفتادروزه، نمونه‌برداری به‌طور هم‌زمان از بخش‌های یکسان دمبرگ، برگ و ریشۀ گیاهان شاهد و گیاهان تیمارشده انجام شد؛ سپس به‌منظور تهیۀ برش‌های دستی، نمونه‌ها به‌مدت دو هفته در تثبیت‌کنندۀ الکل اتانول-گلیسیرین (1:1) قرار گرفتند. پس از طی زمان یادشده، مقطع‌گیری دستی با تیغ معمولی انجام و برش‌ها با استفاده از رنگ آمیزی مضاعف (سبز متیل و کارمن زاجی) رنگ‌آمیزی شدند. در این مرحله، برش‌ها چند دقیقه (15 تا 30 دقیقه) در کارمن زاجی قرار گرفتند؛ به‌طوری‌که بافت‌های سلولزی آنها به رنگ قرمز ارغوانی درآمدند و سپس برش‌ها با آب مقطر شستشو شدند. رنگ‌آمیزی بافت‌های چوبی با سبز متیل انجام شد؛ به‌این‌ترتیب که پس‌از خارج‌کردن برش‌ها از کارمن زاجی و شستشو با آب مقطر، آنها چند ثانیه در رنگ سبز متیل قرار گرفتند. پس‌از شستشو با آب مقطر، نمونه‌های آماده‌شده روی لام قرار گرفتند و پس‌از قراردادن لامل روی آنها، تثبیت شدند. در مرحلۀ بعد، نمونه‌ها با میکروسکوپ نوری Olympus، مدل CX21 بررسی شدند. ساختار تشریحی نمونه‌های شاهد و تیمارشده مقایسه، تفاوت‌های موجود یادداشت و از مقاطع با دوربین دیجیتالی Samsung، مدل Es95 عکس‌برداری شد. اندازه‌گیری‌ها با استفاده از عدسی مدرج روی میکروسکوپ نوری انجام شدند. ویژگی‌های ریختشناختی گیاهان تیمارشده بررسی و نتایج یادداشت شدند.
تحلیل آماری داده‌ها: به‌منظور تجزیه‌وتحلیل داده‌ها از نرم‌افزار آماری SPSS، نسخۀ 20 استفاده شد. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از ANOVA انجام شد. مقایسۀ میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
نتایج
تجزیه واریانس برخی از شاخص‌های جوانهزنی (ANOVA) در جدول 1 آمده است. نتایج نشان دادند طول ساقه‌چه، طول ریشهچه، وزن تر و خشک ساقه‌چه و متوسط جوانهزنی روزانه در سطح احتمال ۵ درصد معنادار هستند (جدول 1). در بررسی آزمایش جوانهزنی، نه صفت درصد و سرعت جوانهزنی، متوسط جوانهزنی روزانه، طول ساقه‌چه و ریشهچه، وزن تر و خشک ریشهچه، وزن تر و خشک ساقه‌چه بررسی شدند (جدول 2).
جدول 1- تجزیه واریانس برخی از شاخص‌های جوانهزنی ترشک تیمارشده با سدیم‌فلوراید
|
میانگین مربعات |
||||||||||
|
وزن خشک ریشهچه |
وزن تر ساقه‌چه |
وزن تر ریشهچه |
وزن خشک ساقه‌چه |
متوسط جوانهزنی روزانه |
طول ریشهچه |
طول ساقه‌چه |
درصد جوانهزنی |
سرعت جوانهزنی |
درجه آزادی |
منبع تغییرات |
|
*0 |
*0 |
*0 |
*0 |
603/3n |
*63/1 |
*36/1 |
*57/225 |
004/0n |
3 |
تیمار |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
958/3 |
190/0 |
042/0 |
450/19 |
025/0 |
8 |
خطا |
n و * بهترتیب غیرمعناداربودن و معناداربودن در سطح احتمال 5 درصد را نشان می‌دهند.
جدول 2- تأثیر سطوح مختلف سدیم‌فلوراید بر جوانهزنی ترشک
|
صفت |
شاهد |
1/0 (میلیگرمدرلیتر) |
5/0 (میلیگرمدرلیتر) |
1 (میلیگرمدرلیتر) |
|
درصد جوانهزنی |
a33/49 |
99/39b |
66/28 c |
44/35bc |
|
سرعت جوانهزنی (روز) |
285/0a |
285/0a |
237/0a |
231/0a |
|
طول ساقه‌چه (میلی‌متر) |
03/4ab |
36/2b |
53/5a |
5a |
|
طول ریشهچه (میلی‌متر) |
ab60/2 |
50/1b |
46/3a |
36/3a |
|
متوسط جوانهزنی روزانه |
066/3d |
400/3c |
166/4b |
700/4a |
|
وزن تر ساقه‌چه (میلی‌گرم) |
002/0c |
002/0c |
003/0b |
004/0a |
|
وزن تر ریشهچه (میلی‌گرم) |
016/0a |
014/0b |
130/0c |
123/0d |
|
وزن خشک ساقه‌چه (میلی‌گرم) |
0006/0a |
0005/0b |
0003/0c |
0001/0d |
|
ورن خشک ریشهچه (میلی‌گرم) |
0004/0b |
0005/0c |
0007/0d |
0008/0a |
میانگین‌های هر ستون که حرف‌های یکسان دارند، اختلاف معنا‌داری در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون دانکن ندارند.
اثرسطوحمختلف سدیم‌فلوراید بر شاخص‌های جوانهزنی:مقایسۀ میانگین داده‌های مطالعه‌شده نشان داد تمام تیمارها از جوانهزنی بذرها جلوگیری می‌کنند. مقایسۀ میانگین صفت‌های بررسی‌شده نشان داد درصد جوانهزنی نمونۀ شاهد نسبت به تیمار با غلظت‌های 1/0، 5/0 و ۱ میلیگرمدرلیتر اختلاف معنادار آماری در سطح احتمال ۵ درصد دارد. سرعت جوانهزنی اختلاف معنادار آماری بین گروه‌های مطالعه‌شده نشان نداد (جدول 2).
مقایسۀ میانگین داده‌های مطالعه‌شده نشان داد طول ساقه‌چه و ریشهچه از گیاه شاهد به‌سمت تیمار 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید کاهش نشان می‌دهد، ولی به‌علت سازگاری گیاهان با افزایش غلظت، طول ساقه‌چه و ریشهچه به‌سمت تیمارهای 5/0 و 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید افزایش می‌یابد (جدول 2). مقایسۀ میانگین صفت‌های بررسی‌شده نشان داد تغییرات طول ریشهچه و ساقه‌چه در غلظت‌های 5/0 و 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید نسبت به شاهد با اطمینان 95 درصد معنادار نیستند (جدول ۳).
طبق جدول مقایسۀ میانگین‌ها (جدول 1)، میزان متوسط جوانهزنی روزانۀ بذرهای ترشک با افزایش غلظت فلورایدسدیم افزایش می‌یابد؛ به‌طوری‌که بیشترین درصد و سرعت جوانهزنی به تیمارهای 5/0 و ۱ میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید تعلق دارند. مقایسۀ میانگین متوسط جوانهزنی روزانه نشان داد این صفت در تمام سطوح غلظت سدیم‌فلوراید دارای اختلاف معنادار آماری در سطح 5 درصد با نمونۀ شاهد است (جدول 2). متوسط جوانهزنی روزانه تحتتأثیر غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید کاهش یافت، ولی با افزایش غلظت‌سدیم فلوراید تا 1 میلیگرمدرلیتر، روند افزایشی داشت (جدول 2).
باتوجهبه نتایج جدول 2، وزن تر ریشهچه و ساقه‌چه با افزایش تنش ناشی از سدیم‌فلوراید بهترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. مقایسۀ میانگین صفت‌های بررسی‌شده نشان داد وزن تر ریشهچه در تمام سطوح سدیم‌فلوراید نسبت به شاهد اختلاف معنادار دارد و مقدار وزن تر ساقه‌چۀ تیمارشده با غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید در مقایسه با شاهد ازنظر آماری معنادار است (جدول 2).
باتوجهبه نتایج جدول 2، وزن خشک ریشهچه و ساقه‌چه با افزایش تنش ناشی از سدیم‌فلوراید بهترتیب کاهش و افزایش می‌یابند. مقایسۀ میانگین با آزمون دانکن نشان داد وزن خشک ریشهچه و ساقه‌چه در تمام سطوح غلظت سدیم‌فلوراید ازنظر آماری معنادار است (جدول 2).
تأثیر سطوح مختلف سدیم‌فلوراید بر ویژگی‌های ریختشناختی برگ ترشک: نتایج نشان دادند سدیم‌فلوراید بر ویژگی‌های ریختشناختی گیاه تأثیر دارد و به آسیب‌های شدید در گیاه منجر می‌شود که برخی از آنها دیده می‌شوند و برخی دیگر دیده نمی‌شوند. در بررسی ریختشناختی، آثار زیان‌بار سدیم‌فلوراید به‌شکل بافت‌مردگی، زرد‌شدگی، زخم در سطح پهنک برگ، پیری زودرس بوتۀ گیاه و پژمردگی گیاهان تیمارشده نسبت به شاهد مشاهده شدند.
بررسی ساختار تشریحی:نتایج تجزیه واریانس ویژگی‌های ساختار تشریحی برگ ترشک در جدول 3 آورده شده است.
جدول 3- تجزیه واریانس صفت‌های مطالعه‌شدۀ برگ ترشک
|
میانگین مربعات |
||||||
|
کل برگ |
مزوفیل |
اپیدرم تحتانی |
اپیدرم فوقانی |
کوتیکول |
درجه آزادی |
منابع تغییرات |
|
n962/97426 |
*490/77983 |
*750/468 |
*750/468 |
*500 |
3 |
تنش |
|
085/27985 |
303/0 |
003/0 |
003/0 |
0 |
8 |
خطا |
n و * بهترتیب غیرمعناداربودن و معناداربودن در سطح احتمال 5 درصد را نشان می‌دهند.
تأثیر سطوح مختلف سدیم‌فلوراید بر ویژگی‌های ساختار تشریحی برگ ترشک: نتایج مطالعۀ برش‌های عرضی برگ زیر میکروسکوپ نوری و با بزرگ‌نمایی‌های مختلف نشان دادند سطوح مختلف سدیم‌فلوراید تأثیر محسوسی بر ساختمان برگ ترشک دارند (شکل 1). در برش عرضی برگ تمام گونه‌ها، اپیدرم فوقانی، تحتانی و مزوفیل برگ مشاهده شدند و سلول‌های اپیدرم به‌شکل‌های کروی یا چندوجهی نامنظم در اندازه‌های گوناگون دیده شدند. نتایج نشان دادند با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، ضخامت کوتیکول، اپیدرم فوقانی و تحتانی برگ کاهش و در غلظت 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید، افزایش می‌یابند (جدول 4). بیشترین مقدار ضخامت اپیدرم فوقانی و تحتانی در تیمار شاهد و 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (بهترتیب برابر 99/59 و 996/54 میکرومتر و 996/49 و 996/49 میکرومتر) مشاهده شد. کمترین مقدار ضخامت اپیدرم فوقانی و تحتانی در تیمار 5/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (بهترتیب برابر 996/29 و 996/24 میکرومتر) مشاهده شد (جدول 4). تفاوت میانگین ضخامت کوتیکول، اپیدرم فوقانی و تحتانی در تمام سطوح غلظت سدیم‌فلوراید در سطح احتمال 5 درصد معنادار بود (جدول 3). در بخش مزوفیل برگ، سلول‌های نردبانی در یک یا دو ردیف با آرایش متراکم قرار داشتند و با افزایش سطوح غلظت سدیم‌فلوراید تا 5/0 میلیگرمدرلیتر، ضخامت مزوفیل و کل برگ کاهش و سپس با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، افزایش یافت (جدول 4). بیشترین مقدار ضخامت مزوفیل و کل برگ در گیاه شاهد و تیمارشده با غلظت 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (به ترتیب برابر 996/469 و 630 میکرومتر و 333/386 و 996/449 میکرومتر) دیده شد. کمترین مقدار ضخامت مزوفیل و کل برگ در گیاهان تیمارشده با غلظت 5/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (بهترتیب برابر 633/120 و 996/189 میکرومتر) مشاهده شد (جدول 4). مقایسۀ میانگین صفت‌های بررسی‌شده نشان داد ضخامت مزوفیل در تمام غلظت‌های سدیم‌فلوراید دارای تفاوت معنادار در سطح احتمال 5 درصد است، ولی ضخامت کل برگ در سطح احتمال 5 درصد معنادار نیست (جدول 3).
جدول 4- تأثیر سطوح مختلف سدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحی برگ ترشک
|
تیمار |
کوتیکول (mµ( |
اپیدرم فوقانی (mµ( |
اپیدرم تحتانی (mµ( |
مزوفیل (mµ( |
کل برگ (mµ( |
|
شاهد |
996/39a |
996/59a |
996/54a |
996/469a |
630a |
|
1/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19c |
996/44c |
996/39c |
310c |
996/419ab |
|
5/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/9d |
996/29d |
996/24d |
633/120d |
996/189b |
|
1 (میلی گرم‌در‌لیتر) |
996/29b |
996/49b |
996/44b |
996/449b |
333/386ab |
میانگین‌های هر ستون که حرف‌های یکسان دارند، اختلاف معنا‌داری در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون دانکن ندارند.
اثرسطوحمختلفسدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحی ریشۀ ترشک: نتایج مطالعۀ برش‌های عرضی ریشه زیر میکروسکوپ نوری و با بزرگ‌نمایی‌های مختلف نشان دادند سطوح مختلف سدیم‌فلوراید تأثیر محسوسی بر ساختمان ریشه دارند (شکل 1). نتایج نشان دادند گیاه با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید و برای مقابله با تنش، ضخامت اپیدرم خود را افزایش می‌دهد (جدول 6). بیشترین ضخامت اپیدرم (50 میکرومتر) به گیاهان تیمارشده با محلول 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید و کمترین مقدار آن (20 میکرومتر) به گیاهان شاهد مربوط بود (جدول 7). مقایسۀ میانگین صفت‌های بررسی‌شده نشان داد ضخامت اپیدرم در تمام غلظت‌های سدیم‌فلوراید در سطح احتمال 5 درصد معنادار است (جدول 5). افزایش غلظت سدیم‌فلوراید تا 5/0 میلیگرمدرلیتر، ضخامت آوند آبکش و آوند چوبی را کاهش داد و افزایش غلظت (به‌علت سازگاری گیاه) سبب افزایش صفت یادشده شد (جدول 6). بیشترین ضخامت آوند آبکش و چوبی به گیاهان شاهد و گیاهان تیمارشده با 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (به ترتیب برابر 100 و 190 میکرومتر) مربوط بود. کمترین مقدار ضخامت آوند آبکش و چوب در 5/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (بهترتیب 996/64 و 996/129 میکرومتر) مشاهده شد (جدول 6). مقایسۀ میانگین داده‌ها نشان دادند ضخامت آوند آبکش و چوب در تمام سطوح غلظت به‌جز 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید نسبت به شاهد با احتمال 5 درصد معنادار است (جدول 6).
جدول 5- تجزیه واریانس صفت‌های مطالعه‌شدۀ ریشۀ ترشک
|
میانگین مربعات |
||||||||
|
آوند چوبی بزرگ |
آوند چوبی کوچک |
فلوئم |
گزیلم |
پارانشیم |
اپیدرم |
کوتیکول |
درجۀ آزادی |
منبع تغییرات |
|
*890/1473 |
*668/74 |
*668/2701 |
*584/820 |
*675 |
*334/475 |
*501/74 |
3 |
تنش |
|
085/0 |
002/0 |
002/0 |
002/0 |
003/0 |
002/0 |
003/0 |
|
خطا |
n و * بهترتیب غیرمعناداربودن و معناداربودن در سطح احتمال 5 درصد را نشان می‌دهند.
جدول 6- تأثیر سطوح مختلف سدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحی ریشۀ ترشک
|
غلظت |
کوتیکول (mµ( |
اپیدرم (mµ( |
فلوئم (mµ( |
گزیلم (mµ( |
پارانشیم (mµ( |
آوند چوبی کوچک (mµ( |
آوند چوبی بزرگ (mµ( |
|
شاهد |
10b |
20c |
100a |
190a |
996/129a |
996/29a |
996/109a |
|
1/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19a |
996/29b |
996/69c |
996/149b |
996/99b |
20b |
996/72b |
|
5/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19a |
996/29b |
996/64d |
996/129c |
996/99b |
20b |
70c |
|
1 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19a |
50a |
100a |
190a |
996/99b |
996/19b |
996/109a |
میانگین‌های هر ستون که حرف‌های یکسان دارند، اختلاف معنا‌داری در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون دانکن ندارند.
جدول 7- تجزیه واریانس صفت‌های مطالعه‌شدۀ دمبرگ ترشک
|
|
میانگین مربعات |
|||||||
|
آوند چوبی بزرگ |
آوند چوبی کوچک |
فلوئم |
گزیلم |
پارانشیم |
اپیدرم |
کوتیکول |
درجۀ آزادی |
منبع تغییرات |
|
*75 |
*75 |
*217 |
*667/143 |
*834/1475 |
*100 |
*200 |
3 |
تنش |
|
003/0 |
003/0 |
07/0 |
07/0 |
002/0 |
003/0 |
003/0 |
8 |
خطا |
* معناداربودن در سطح احتمال 5 درصد را نشان می‌دهد.
جدول 8- مقایسۀ میانگین صفت‌های مطالعه‌شدۀ دمبرگ ترشک
|
غلظت |
کوتیکول (mµ( |
اپیدرم (mµ( |
پارانشیم (mµ( |
فلوئم (mµ( |
گزیلم (mµ( |
آوند چوبی کوچک (mµ( |
آوند چوبی بزرگ (mµ( |
|
شاهد |
996/9c |
996/29b |
170b |
996/89a |
996/89a |
996/19 b |
996/59a |
|
1/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19b |
996/29b |
996/179a |
300/82c |
996/84 c |
996/29a |
996/59a |
|
5/0 (میلیگرمدرلیتر) |
996/19b |
996/39a |
996/129d |
996/69d |
996/74d |
996/19 b |
996/59a |
|
1 (میلیگرمدرلیتر) |
996/29a |
996/39a |
996/149c |
996/84 b |
033/89b |
996/19 b |
996/49b |
میانگین‌های هر ستون که حرف‌های یکسان دارند، اختلاف معنا‌داری در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون دانکن ندارند.
تأثیر سطوحمختلف سدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحیدمبرگ ترشک:نتایج مطالعۀ برش‌های عرضی دمبرگ زیر میکروسکوپ نوری و با بزرگ‌نمایی‌های مختلف نشان دادند سطوح مختلف سدیم‌فلوراید تأثیر محسوسی بر ساختمان دمبرگ دارند )شکل 1). تحلیل واریانس صفت‌های مطالعه‌شده نشان داد با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، مقادیر به‌دست‌آمده در غلظت‌های مختلف نسبت به شاهد در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنادار دارند (جدول 7). بیشترین مقدار ضخامت بافت‌های اندازه‌گیری‌شده در دمبرگ گیاهان شاهد و تیمارشده با غلظت 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید مشاهده شد و کمترین مقدار به گیاهان تیمارشده با 5/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید تعلق داشت.
ضخامت آوند چوبی و آبکش دمبرگ با افزایش غلظت تا سطح 5/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید، کاهش و سپس با افزایش غلظت، افزایش یافت (جدول 8).
شکل 1- مقایسۀ ساختار تشریحی اندام‌های رویشی گیاه ترشک در تیمار شاهد و تیمارهای مختلف سدیم‌فلوراید؛ A. آوند چوبی و آبکش ریشۀ شاهد ترشک (40×)، B. آوند چوبی و آبکش ریشۀ ترشک تیمارشده با غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (40×)، C. مقطع عرضی ریشۀ شاهد ترشک (40×)، D. مقطع عرضی ریشۀ ترشک تیمارشده با غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (40×)، E. مقطع عرضی دمبرگ ترشک تیمارشده با غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (10×)، F. آوند چوبی و آبکش دمبرگ ترشک تیمارشده با غلظت 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (40×)، G. مقطع عرضی برگ شاهد ترشک (40×)، H. مقطع عرضی برگ ترشک تیمارشده با 1/0 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (40×)، I. مقطع عرضی دمبرگ شاهد ترشک (10×)، J. آوند چوبی و آبکش دمبرگ شاهد ترشک (40×)، K. آوندهای چوبی و آبکش ریشۀ ترشک تیمارشده با 1 میلی‌گرم در‌لیتر سدیم‌فلوراید (40×)، شکل L. مقطع عرضی ریشۀ ترشک تیمارشده با 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (10×)، M. آوندهای چوبی و آبکش در دمبرگ ترشک تیمارشده با 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (40×)، شکل N. مقطع عرضی دمبرگ ترشک تیمارشده با 1 میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید (10×)
بحث و نتیجه‌گیری.
در پژوهش حاضر، افزایش میزان فلوراید از تیمار شاهد به‌سمت تیمار ۱ میلیگرمدرلیتر سدیم‌فلوراید در گیاه ترشک سبب کاهش معنادار درصد جوانهزنی شد؛ به عبارت دیگر، تنش ایجاد‌شده از طریق سدیم‌فلوراید بر مرحلۀ جوانهزنی بذر ترشک تأثیر گذاشت. Brewer و همکاران (۱۹۶۰) با مطالعه روی گیاه یونجه دریافتند غلظت فلوراید دربرگ‌های این گیاه در مزارعی که در مناطق غیرصنعتی و صنعتی قرار دارند، بهترتیب ۳ تا 9 و ۱۳ تا 52 میلیگرمبرکیلوگرم است. در پژوهش دیگر، پژوهشگران با افزایش سطوح غلظت سدیم‌فلوراید دریافتند طول ریشه افزایش و طول اندام هوایی کاهش می‌یابد (Arbabiyan et al., 2012). در پژوهش حاضر با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، نسبت طول ریشهچه به ساقه‌چه افزایش یافت. به‌طور‌کلی با افزایش سدیم‌فلوراید، رشد ریشه کمتر از رشد ساقه و اندام هوایی تحتتأثیر قرار می‌گیرد. توسعۀ ریشه و طویل‌شدن اندام هوایی، فرایندی وابسته به آماس است (Lauchli et al., 1990). در بررسی Jha و همکاران (2008)، کاهش معنادار وزن خشک ریشه و اندام هوایی اسفناج در تیمارهایی مشاهده شد که غلظت‌های 270 و ۳۶۰ میلیگرمبرکیلوگرم فلوراید اِعمال شده بود.
Stevensو همکاران (۱۹۹۸) در مطالعۀ خود روی جو دوسر نتیجه گرفتند در اثر افزودن فلوراید به محیط‌کشت، تفاوت معنا‌داری بین وزن خشک ریشه و اندام هوایی گیاه مشاهده نمی‌شود؛ این پژوهشگران پیشنهاد کردند جو دوسر با جلوگیری از ورود فلوراید به ریشه یا سم‌زدایی در سطح سلولی میتواند مقادیر زیاد فلوراید در محلول خاک را تحمل کند. در بررسی دیگری، پژوهشگران کاهش معنادار زیست‌تودۀ ریشه و اندام هوایی پیاز را در تیمارهایی مشاهده کردند که غلظت‌های ۳۶۰،۲۷۰،۱۸۰ و۹۰ میلیگرمبرکیلوگرم فلوراید اِعمال شده بود (Jha et al., 2009)؛ این یافته با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد.
نتایج آزمون جوانهزنی در گروه‌های تیماری با سدیم‌فلوراید نشان دادند افزایش غلظت سدیم‌فلوراید از جوانهزنی گیاه ترشک جلوگیری می‌کند که این امر نشانۀ سمیت زیاد محلول‌هایی است که غلظت‌های بیش از 1/0 میلیگرمدرلیتر دارند. اگرچه تیمارهای با غلظت کمتر از 1/0 میلیگرمدرلیتر از جوانهزنی کامل جلوگیری نکردند، کاهش جوانهزنی در گیاهان تیمارشده مشاهده شد. به نظر می‌رسد فلوراید با جلوگیری از عملکرد آنزیم‌هایی که در تنفس و جوانه زنی دخالت دارند، سبب مرگ دانه می‌شود (Yiamouyiannis, 1983).
Iram و Khan (2016) اثر غلظت‌های مختلف سدیم‌فلوراید را بر جوانهزنی، رشد گیاهک و صفت‌های بیوشیمیایی Abelmos esculentus بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، درصد جوانهزنی کاهش می‌یابد؛ همچنین این پژوهشگران شاخص‌های رشد گیاهک (طول ریشه، طول اندام هوایی و شاخص جوانهزنی) و شاخص‌های بیوشیمیایی (مقدار کلروفیل، نیتروژن، پروتئین و همچنین جذب فلوراید به‌وسیلۀ گیاهک) را مطالعه کردند.
Bhargava و Bhardwaj (2010) تأثیر غلظت‌های مختلف سدیم‌فلوراید را روی بذرهای Triticum aestivum var. Raj.4083 و رشد گیاهک آن مطالعه کردند و نتایج پژوهش آنها نشان دادند سدیم‌فلوراید تأثیر معنا‌داری روی جوانهزنی بذر و رشد گیاهک گندم دارد.
زردبرگی، بافت‌مردگی، پارگی برگ و پژمردگی گیاه ازجمله آسیب‌هایی هستند که به ورود یون سمی فلوراید به درون گیاه و تأثیر آن بر ساختار گیاه مربوط می‌شوند؛ به‌طوری‌که نمای کلی گیاهان کشت‌شده در ابتدای تیماردهی و اواخر آن، این تغییرات و به‌ویژه پژمردگی گیاهان را به‌خوبی نشان می‌دهد. باتوجهبه یافته‌های Mc Nulty و Newman (1961)، زردبرگی و بافت‌مردگی نخستین نشانه‌های اثر فلوراید هستند که در گیاهان مشاهده می‌شوند.
نتایج بررسی ساختار تشریحی در پژوهش حاضر نشان دادند سمیت محلول سدیم‌فلوراید میتواند ساختار تشریحی گیاه را تحتتأثیر قرار دهد. Arbabiyan و همکاران (2012) از مطالعه روی گیاه لوبیا به این نتیجه رسیدند در اثر تیمار سدیم‌فلوراید، علاوه‌بر کاهش نظم و انسجام سلولی در ساختار برگ، بخشی از بافت‌های پارانشیمی برگ نیز از بین می‌رود. افزایش غلظت سدیم‌فلوراید تا 5/0 میلیگرمدرلیتر سبب کاهش ضخامت آوند آبکش و آوند چوبی ریشه شد و با افزایش غلظت، این ویژگی به‌علت سازگاری گیاه افزایش یافت. در پژوهش حاضر، تأثیر سدیم‌فلوراید بر ساختار تشریحی گیاه برای نخستین بار گزارش می‌شود؛ ازاین‌رو، مقایسه با نتایج پژوهشگران پیشین امکان‌پذیر نیست؛ همچنین با افزایش سطوح غلظت سدیم‌فلوراید تا 5/0 میلیگرمدرلیتر فلوراید سدیم، ضخامت مزوفیل و کل برگ کاهش و با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید، افزایش یافت و می‌توان گفت کاهش ضخامت برگ به‌علت افزایش فلوراید از کاهش توانایی گیاه در جذب آب ناشی می‌شود که کاهش رشد را در پی دارد. در بخش دمبرگ گیاهان تیمارشده، آوندهای چوبی در اندازه‌های کوچک و بزرگ و حتی ریز در کنار یکدیگر مشاهده شدند؛ در حالی‌که اندازۀ آنها در گیاه شاهد یک‌دست‌تر و هم‌اندازه‌تر بود؛ این ویژگی با مشاهده‌های دیگر پژوهشگران (Arbabiyan, 2012) مطابقت دارد. افزایش غلظت سدیم‌فلوراید تا 5/0 میلیگرمدرلیتر سبب کاهش ضخامت آوند آبکش و آوند چوبی دمبرگ شد و این ویژگی با افزایش غلظت سدیم‌فلوراید (به‌علت سازگاری گیاه)، افزایش یافت.
)
