بررسی اثرات متقابل نیکل و منگنز در گیاه بیش انباشتگر نیکل (alyssum bracteatum)

فلزات سنگینی نظیر منگنز و نیکل برای رشد و نمو طبیعی گیاهان لازم هستند اما در مقادیر زیادشان در محیط، سبب ایجاد علائم سمیت در گیاه می شوند. alyssum bracteatum یک گیاه بومی مناطق سرپنتین غرب ایران و بیش انباشتگر نیکل می باشد. با توجه به پتانسیل های خاص این گیاه نسبت به جذب نیکل، این گونه گیاهی جهت تحقیقات بیشتر در زمینه مقاومت آن نسبت به منگنز و همچنین ایجاد بهترین شرایط برای حداکثر جذب انتخاب گردید. در اولین بخش از این تحقیق، اثر غلظت های مختلف نیکل (0، 50، 100، 150 و 300 میکرومولار) و منگنز (5، 25، 50، 100 و 150 میکرومولار) بر گیاه a. bracteatum در شرایط کشت گلدانی به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، وزن خشک گیاه با افزایش غلظت های نیکل و منگنز کاهش یافت که این میزان کاهش برای عنصر منگنز شدیدتر بود. غلظت نیکل و منگنز در بخش های هوائی و ریشه با افزایش مقادیر آن ها در محیط کشت افزایش یافت و در غلظت 300 میکرومولار نیکل و 100 میکرومولار منگنز به بیشترین مقدار خود رسید. همچنین میزان انباشتگی هر دو عنصر در بخش های هوائی بیشتر از ریشه بود، به طوریکه بیشترین میزان تجمع نیکل و منگنز در بخش هوائی به ترتیب 8460 و 2530 میکروگرم بر گرم وزن خشک و در ریشه به ترتیب 4861 و 1760 میکروگرم بر گرم وزن خشک مشاهده شد. اما در غلظت های بالاتر از 100 میکرومولار منگنز ( غلظت 150 میکرومولار) وزن خشک گیاه به شدت کاهش یافت و آثار سمیت منگنز پدیدار شد. در بخش دیگر از این پژوهش، به بررسی اثرات متقابل نیکل و منگنز در سطوح مختلف تیماری در شرایط کشت گلدانی (پرلیت) پرداخته شد. بررسی و مقایسه نتایج نشان داد، زمانی که این دو فلز در محیط رشد گیاه در غلظت های بالا حضور داشته باشند، به رقابت با همدیگر پرداخته و جذب یکدیگر را کاهش می دهند. به نظر می رسد نیکل و منگنز در محل یکسانی در برگ ها قرار می گیرند و توزیعشان تا حدودی به هم مرتبط است. همچنین با افزایش غلظت های نیکل و منگنز در محیط، وزن خشک ریشه و بخش هوائی کاهش یافت. در شرایط کشت هیدروپونیک، میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (sod) در بخش های هوائی تحت تیمارهای همزمان نیکل و منگنز اندازه گیری شد. بر اساس نتایج حاصل در غلظت های پایین، افزایش نیکل و منگنز در محیط باعث افزایش فعالیت این آنزیم شد، در حالی که در غلظت های بالاتر از 100 میکرومولار نیکل، فعالیت sod به میزان معنی داری کاهش یافت. این امر به دلیل جانشینی نیکل به جای آهن در ایزوزایم fe-sod و در نتیجه کاهش فعالیت کلی آنزیم می باشد. بنابراین نتایج به دست آمده از بخش های مختلف این پژوهش نشان داد گیاه alyssum bracteatum بیش انباشتگر نیکل، قادر به مقاومت، جذب وتجمع مقادیر زیاد منگنز نیز می باشد. اما بهینه استخراج گیاهی نیکل توسط این گیاه در خاک های حاوی مقادیر بالای منگنز، کاهش می یابد. کلمات کلیدی: نیکل، منگنز، جذب، تجمع، alyssum bracteatum