عنوان

بررسی سازوکارهای انباشته گری آلومینیوم و تحمل سمیت آن در چندگونه ی رشدیافته در خاک های اسیدی شمال کشور

پ۲۵۸۹۶

per

بررسی سازوکارهای انباشته گری آلومینیوم و تحمل سمیت آن در چندگونه ی رشدیافته در خاک های اسیدی شمال کشور

زهرا شفق

علوم طبیعی

۱۴۰۰

۱۰۹ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

زیست شناسی گرایش: فیزیولوژی گیاهی

۱۴۰۰/۰۶/۲۳

سمیت آلومینیوم یک عامل اصلی محدود کننده ی رشد گیاهان در خاک های اسیدی است. در این پژوهش تحمل سمیت آلومینیوم در دو گونه¬ی کوملینا کومونیس و ترادسکانتیا فلومیننسیس در محیط کشت هیدروپونیک مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به این¬که علاوه بر آلومینیوم، فراهمی بالای منگنز و آهن موجب مسمومیت گیاهان در شرایط رشد در خاک¬های اسیدی است، در این پژوهش تاثیر متقابل بین آلومینیوم و منگنز و بین آلومینیوم و آهن نیز مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی اثر آلومینیوم، گیاهان کوملینا کومونیس و ترادسکانتیا فلومیننسیس پس از تکثیر رویشی، در محلول¬های غذایی حاوی غلظت¬های مختلف آلومینیوم (0، 50 و 150 میکرومولار) به مدت چهار هفته کشت شدند و پاسخ آن¬ها از جنبه¬های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. برای مطالعه اثرات متقابل بین آلومینیوم و دو عنصر منگنز و آهن، گیاهان در محلول¬های حاوی سطوح کمبود، کفایت و سمیت منگنز (0، 50 و 500 میکرومولار) و یا حاوی سطوح کمبود، کفایت و سمیت آهن (0، 4 و 40 میکرو مولار) که هریک دارای سه سطح متفاوت آلومینیوم بودند، کشت و تیمار شدند. تیمار گیاهان با غلظت¬های مختلف آلومینیوم، نه تنها باعث کاهش رشد نشد بلکه رشد گونه کوملینا کومونیس بصورت معنی داری افزایش نیز یافت. تحریک سیستم دفاع آنتی¬اکسیدانت از طریق افزایش فعالیت آنزیم¬ها (سوپراکسید دیسموتاز و پراکسیداز) و در نتیجه جلوگیری از آسیب اکسیداتیو، از سازوکارهای مهم تحریک رشد با واسطه آلومینیوم در این گونه بود. فعالیت دو آنزیم مسئول حذف پراکسید هیدروژن (آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز) در هر دو گونه تحت تاثیر آلومینیوم کاهش یافت که با تولید بیشتر پراکسید هیدروژن همراه بود و احتمالا به¬ عنوان مولکول علامتی در تنظیم پاسخ گیاه به تیمار آلومینیوم نقش داشت. تیمار آلومینیوم فعالیت آنزیم¬های درگیر در دگرگوهرش فنول¬ها (فنیل آلانین آمونیالیاز و پلی فنل اکسیداز) را در هر دو گونه بویژه در کوملینا کومونیس افزایش داد. در بررسی اثر متقابل با منگنز، مشاهده گردید که آلومینیوم در غلظت¬های محیطی بالای منگنز باعث افزایش جذب این عنصر می گردد. در بررسی اثرات متقابل آلومینیوم و آهن نشان داده شد که تیمار آلومینیوم در عرضه پائین یا کافی آهن باعث ایجاد کلروز و افزایش فعالیت ریشه ای آنزیم فریک کلات ردوکتاز می شود. کلروز ناشی از تیمار آلومینیوم به دلیل کاهش جذب آهن و یا کاهش فراهمی بافتی آن بوده است. نتایج این پژوهش نشان دهنده تحمل بالای دو گونه کوملینا کومونیس و ترادسکانتیا فلومیننسیس به شرایط اسیدی خاک و سمیت آلومینیوم بود و نشان داد رشد رویشی سریع و مقاومت بالا به آلومینیوم دلیل مهاجم بودن رفتار این دو گونه بعنوان علف هرز در باغات چای است.

Aluminum (Al) toxicity is the main limiting factor for plants growth under acid soil conditions. In this work, tolerance to toxic concentrations of Al was studied in Commelina communis and Tradescantia fluminensis in hydroponic culture medium. Considering higher availability of iron (Fe) and manganese (Mn) in acid soils, interactions between Al and Mn and between Al and Fe were also investigated. After vegetative propagation, plants were treated with different Al concentrations (0, 50 and 150 μM) for four weeks. For study of Al-Mn and Al-Fe interactions, plants were cultivated with different Mn (0, 50 and 500 μM) or Fe (0, 4 and 40 μM) concentrations in combination with three different Al levels. Results showed that, Al treatment did not inhibit plants growth and rather stimulated it in Commelina communis. Elevated activity of antioxidant defense enzymes (superoxide dismutase and peroxidase) was likely the mechanism for growth stimulation in this species. The activity of two H2O2-scavenging enzymes (ascorbate peroxidase and catalase) were decreased by Al treatment simultaneous with accumulation of H2O2 that may acted as signaling molecule and was responsible for Al tolerance in these species. The enzymes involved in the phenolics metabolism (phenylalanine ammonia lyase and polyphenol oxidase) were also activated by Al treatment particularly in Commelina communis. In the study of Al-Mn interaction, it was found that Al increases Mn uptake under higher Mn concentration in the medium. Study of Al-Fe interaction showed that Al treatment results in leaf chlorosis and induces root activity of ferric chelate reductase likely because of reduction of Fe uptake or its internal availability. Our results revealed that these species are highly tolerant to soil acidity and Al toxicity, and explain the rapid growth and invasive trait of these two weed species in the tea gardens of north Iran.

Investigation of aluminum accumulation mechanisms and its toxicity tolerance in some species grown in acid soils in the North Iran

‏شفق

‏ زهرا

تهيه کننده

‏حاجی بلند

‏مرادی

‏ رقیه

‏ ایوب

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز