بررسی اثر متقابل فسفر و آرسنیک بر برخی از پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه isatis cappadocica

آرسنیک به عنوان یک شبه فلز سمی از آلاینده های مهم محیطی به شمار می آید که از طریق خاک های آلوده و ریشه وارد گیاهان و زنجیره های غذایی شده و تهدیدی جدی برای سلامتی انسان ها محسوب می شود. این عنصر باعث ایجاد تغییرات ساختاری، مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاهان می گردد. با این حال در برخی از مناطق آلوده به آرسنیک، گونه های گیاهی مقاومی دیده می شوند که با دو مکانیسم اجتناب و تحمل، با سمیت آرسنیک مقابله می کنند. امروزه از تکنیک گیاه پالایی به عنوان یک تکنولوژی و علم جدید جهت پاک سازی اکوسیستم ها از مواد آلاینده مانند متالوئید ها و فلزات سنگین استفاده می کنند. با توجه به این که مطالعات قبلی توان بیش انباشت آرسنیک را در گیاه i. cappadocica ثابت کرده است، این گیاه از مناطق آلوده جهت بررسی فاکتورهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی و فهم بهتر مکانیسم های مقاومتی گیاه در اثر متقابل بین فسفر و آرسنیک، انتخاب گردید. بدین منظور غلظت های مختلف آرسنیک (0، 50، 200، 800 و 1200 میکرو مولار) و فسفر (5، 50، 200، 800 و 1600 میکرومولار) در شرایط کشت گلدانی، در مرحله ی 4 برگی بر گیاه i. cappadocica اثر داده و پارامتر های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی و میزان آرسنیک و فسفر تجمع یافته در گیاه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد اثر سطوح بالای آرسنیک (1200 میکرو مولار)، باعث کاهش میزان رشد گیاه گردیده و با افزایش سطوح فسفر در هر تیمار، روند کاهشی به طور نسبی بهبود پیدا کرده است. بیشترین میزان آرسنیک تجمع یافته در تیمار 1200 میکرومولار آرسنیک و 5 میکرو مولار فسفر مشاهده گردید. از سوی دیگر افزایش سطوح بالای فسفر در محلول غذایی، باعث کاهش معنی دار میزان تجمع آرسنیک گردید. همچنین انباشت بیش از 600 میلی گرم بر کیلو گرم آرسنیک (بر پایه ی وزن خشک) در بخش هوایی، نشان دهنده ی مقاومت بالای این گیاه نسبت به آرسنیک و وجود مکانیسم های کارآمد در آن به منظور سمیت زدایی آرسنیک می باشد. به دنبال افزایش سطوح آرسنیک در محیط، محتوی اسمولیت ها (قند های محلول و پرولین) و اغلب ترکیبات آنتی اکسیدانی نظیر کاروتنوئید، فلاوونوئید و آنتوسیانین افزایش پیدا کرد. این افزایش در غلظت های بالای آرسنیک به همراه سطوح پایین فسفر کاملاً مشهود بود. در این تحقیق به طور کلی با افزایش سطوح آرسنیک در محیط، میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان روند افزایشی داشت، که در تیمار 1200 میکرو مولار آرسنیک و 5 میکرو مولار فسفر، با از دست رفتن عملکرد آنزیم ها در اثر شدت تنش اکسیداتیو این روند رو به کاهش رفت. در مجموع مقاومت به تنش آرسنیک در این گیاه، به افزایش سیستم دفاعی اکسیداتیو که شامل آنزیم ها و ترکیبات آنتی اکسیدانی می باشد، وابسته است. ظرفیت بالا و کارآمد سیستم آنتی اکسیدانی و یا افزایش سطوح آنتی اکسیدان ها، توانست باعث جلوگیری از آسیب های اکسیداتیو و بهبود تحمل گیاه به تنش اکسیداتیو گردد. به علاوه مشخص گردید که گیاه i. cappadocica مجهز به مکانیسم-های سمیت زدایی آرسنیک، شامل تجمع بیشتر فسفر در ریشه ها و انتقال کارآمد آرسنیک از ریشه به قسمت های هوایی می باشد.